Frenos tradicionais e así chamados enerxía perdida
A tecnoloxía de freo non cambiou moito nos últimos cen anos, pero a freada rexenerativa supón un cambio marítimo na forma en que pensamos en frear. Os avances foron en gran parte iterativos e non innovadores, como a transición dos freos de tambor aos freos de disco. Tamén houbo avances significativos nos materiais físicos que se fabrican as almofadas de freo, o que deu lugar a materiais de fricción que duran máis tempo, que crean menos po e que son menos propensos a facer ruído. As tecnoloxías como os freos anti-bloqueo tamén fixeron máis segura a tecnoloxía de freos, pero o principio subxacente de converter a enerxía cinética ao calor non se modificou.
Os freios tradicionais funcionan ben, pero son tremendamente desfavorables. Cada vez que empuxa o pedal do freo, efectúrase de forma efectiva nas súas rodas coa forza de miles de quilos de presión hidráulica. O mecanismo preciso implica rotores metálicos en forma de disco, que se empachan entre cada cubo de neumáticos e roda, sendo exprimido entre almofadas de freo orgánicas, metálicas ou cerámicas. En vehículos máis antigos úsanse tambores menos eficientes e zapatas de freo. En calquera caso, o vehículo se desacelera debido á tremenda fricción xerada entre as almofadas e os discos ou os zapatos e os tambores. Esa fricción converte esencialmente a enerxía cinética na enerxía térmica (e ás veces un gran ruído), e o seu coche diminúe como resultado.
O problema cos freos tradicionais é que o motor tiña que gastar moito combustible para construír esa enerxía cinética, e é esencialmente desperdiciado cando os seus freos convertérono en calor. A idea básica detrás da freada regenerativa é que unha variedade de tecnoloxías permiten recuperar parte da enerxía cinética, transformala en electricidade e reutiliza-la.
Como funcionan os freos regenerativos?
A forma máis común de tecnoloxía de freo regenerativo reprende un motor eléctrico como xerador, polo que frecuentemente se atopan freos regenerativos nos vehículos híbridos e eléctricos. Durante o funcionamento normal, o motor eléctrico obtén enerxía da batería e úsea para mover o vehículo. Cando o depósito de freo está deprimido, o motor eléctrico pode reverter este proceso e alimentar a electricidade de volta á batería. Isto pode axudar a manter unha batería cargada sen conectar un vehículo eléctrico ou usar o alternador nun híbrido, o que leva a unha maior eficiencia.
Unha vez que os freos regenerativos efectivamente converten a enerxía cinética en electricidade, poden diminuír un vehículo. Non obstante, hai limitacións á eficiencia dun sistema de freo rexenerativo. Un dos principais problemas é que os freos regenerativos tampouco funcionan a poucas velocidades como a altas velocidades. Debido a esa limitación inherente á freada regenerativa, a maioría dos vehículos tamén están equipados cun sistema de freada tradicional suplementario.
Limitacións de freos regenerativos
Ademais da caída natural da eficiencia de freada regenerativa a poucas velocidades, a tecnoloxía tamén sofre unha serie de outras limitacións. Algúns dos máis notables inclúen:
- A freada rexenerativa só funciona en "rodas motrices".
- Os freos regenerativos normalmente non proporcionan suficiente forza de freada baixo condicións de pánico.
- A eficiencia dun sistema rexenerativo está limitada por factores como a capacidade do sistema de almacenamento de enerxía ea saída do motor eléctrico.
- Os sistemas rexenerativos tradicionais son incompatibles con vehículos non eléctricos e non híbridos.
- Algúns sistemas rexenerativos están obrigados a utilizar unha "freada dinámica" suplementaria que non almacena a enerxía cinética recuperada.
Frenos capacitados e motores de combustión tradicionais
Dado que os sistemas de freos regenerativos normalmente confían nos seus motores eléctricos para xerar electricidade, son inherentemente incompatibles cos vehículos que utilizan motores de combustión interna. Non obstante, hai algunhas tecnoloxías alternativas de regeneración que se poden aplicar aos motores de combustión interna tradicionais. Un destes sistemas usa grandes capacitores para almacenar e liberar rapidamente a electricidade, que pasa a través dun transformador de paso abaixo. A saída de 12 voltios engádese ao sistema eléctrico do vehículo, que leva un pouco de carga ao motor. Actualmente esta tecnoloxía pode aumentar a eficiencia do combustible ata un 10 por cento, aínda que aínda está na súa infancia.
Que coches usan os freos regenerativos?
A maioría dos vehículos híbridos e eléctricos utilizan algún tipo de sistema de freada rexenerativo. OEMs como Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota e Tesla estaban a bordo cedo coa tecnoloxía de freada regenerativa nos seus vehículos híbridos e eléctricos. Os vehículos non híbridos que utilizan algún tipo de freada regenerativa inclúen son significativamente menos comúns, pero BMW e Mazda foron os dous primeiros adoptantes da tecnoloxía en determinados modelos.