Co je rekuperační brzdění v lithiových bateriích?

První dva měsíce jízdy s EV jsem neustále kýval dopředu pokaždé, když jsem ubral plyn. Připadalo mi to, jako bych zastavil manuál. Chvíli mi trvalo, než jsem přetrénoval pravou nohu. Když teď řídím auto z půjčovny na plyn, pobřeží se cítí špatně, jako by byly rozbité brzdy.

Regen je motor běžící dozadu. Když zrychlíte, motor odebere proud ze sady a roztočí kola. Když zpomalíte, kola místo toho roztočí motor. Motor se stává generátorem. Proud se vrací do baterie. Nic složitého.

Marketingová oddělení milují zvýšení efektivity kolem 30 %. Skutečný svět je špinavější. Data-zaznamenal můj Model 3 na šest měsíců dojíždění v Atlantě. Smíšené dálniční a povrchové ulice, mírný provoz. Regen obnovil asi 18 % energie, kterou jsem vložil. Ne 30.

Jízda ve městě je lepší. Stop and Go znamená více brzdných událostí. Kamarád, který doručuje pro Amazon v dodávce Rivian, vidí 25 % nebo více. Neustále se zastavuje. Po dálnici rychlostí 70 mil za hodinu se sotva dotknete brzd. Regen tam pro vás neudělá téměř nic.

Číslo 30 % pochází z ideálních testovacích cyklů. Opakované zastávky od 60 mph s maximální regenerací. Nikdo takhle nejezdí.

Jízda v horách je výjimkou. Když jsem loni na podzim sestupoval z Asheville, sledoval jsem, jak baterie stoupá z 54 % na 71 % během asi 40 mil sestupu. Připadalo mi to jako volná energie. Samozřejmě jsem to spálil nahoru.

Regenerative Braking

To je část, kterou nikdo dobře nevysvětlí, než si koupíte EV.

Lithiové články nerady nabíjejí za studena. Ionty se pohybují příliš pomalu. Vytlačte proud do studeného článku a získáte lithiové pokovení na anodě. Trvalé poškození. Takže BMS snižuje regeneraci, když je balení studené.

Jak studená? Liší se podle výrobce. Moje auto v podstatě zabíjí regeneraci pod 20 stupňů F. Mezi 20 a 45 stupni F je snížená, možná poloviční síla. Když to poprvé zažijete, máte pocit, že brzdy přestaly fungovat. Sešlápnete pedál v očekávání silného zpomalení a auto se jen rozjede. Třecí brzdy vás chytnou, ale je tu mentální mezera.

Tesla přidala funkci předběžné úpravy, která zahřeje baterii, pokud nastavíte navigaci na Supercharger. Funguje skvěle pro rychlé nabíjení DC. Nedělá nic pro regeneraci ranního dojíždění, protože smečka je ještě studená, když odjíždíte. Někteří majitelé pouštějí před odjezdem na 20 minut topení do kabiny, jen aby zahřáli baterii. Plýtvá energií, aby šetřil energií. Matematika ne vždy funguje.

Zdá se, že Hyundai a Kia to mají vymyšlené lépe. Ioniq 5 využívá vyhřívání baterie agresivněji. Majitelé v Minnesotě hlásí použitelnou regeneraci až na nižší teploty než Tesla. Může to být rozdíl v chemii, může to být ladění softwaru. Kia neřekne.

Nabijte na 100 % a jeďte z kopce. Kam mizí regenerační energie?

Nikde. BMS to blokuje. Baterie je plná. Plný lithiový článek nemůže přijmout další nabití bez poškození. Vůz tak přeloží extra zátěž na třecí brzdy. Nebo se v některých vozidlech rozptýlí přes odpor jako teplo. V každém případě ztrácíte energii.

Naučil jsem se to při odchodu z lyžařského střediska. Nabito na 100 % předchozí noc, aby se maximalizoval dojezd. Na 12 mil klesl o 7 %. Regen byl v podstatě mimo celý sestup. Jel jsem na třecích brzdách tvrději, než jsem chtěl. Vložky se zahřály natolik, že zapáchaly.

Začněte své horské výlety na 80 % nebo méně, pokud je na začátku výrazný sjezd. Fóra jsou plná lidí, kteří na to přišli po vaření brzd.

Některá novější vozidla jsou na to chytřejší. Lucid Air skutečně udrží nabití pod 100 %, pokud z navigace ví, že se blíží dlouhé klesání. Mělo by být standardní u každého EV. není.

Regenerative Braking

Krátká odpověď, pravděpodobně ne.

Nabíjecí impulsy z regenerace jsou krátké. Půl sekundy až možná deset sekund. Pak mezera. Pak další pulz. Tento způsob zapnutí-vypnutí se liší od zapojení do nabíječky a stlačování konstantního proudu po dobu jedné hodiny.

Někteří výzkumníci z NREL publikovali v roce 2022 data, která naznačují, že pulzní nabíjení může být ve skutečnosti pro články šetrnější než konstantní proud. Doby klidu umožňují redistribuci iontů lithia uvnitř elektrody. Menší stres z koncentračního gradientu. Dokument nebyl konkrétně o regeneraci, ale nábojové profily jsou podobné.

Údaje o vozovém parku od taxislužeb provozujících Model 3 v New Yorku neukazují žádný měřitelný rozdíl v degradaci mezi řidiči s vysokou-a nízkou{2}}regenerací. Stav balení na 150 000 mil se lišil více s frekvencí stejnosměrného rychlého nabíjení a klimatem než s regeneračními návyky. Velikost vzorku však byla jen asi 40 vozů. Ne průkazné.

Mluvil jsem o tom s několika bateriovými inženýry. Zdá se, že konsensus je, že úrovně regeneračního proudu jsou v rámci bezpečného trvalého hodnocení pro moderní články EV. Sada 75 kWh, která získá 50 kW regenerační impuls, je pouze 0,67 C. To nic není. Vaše nabíječka telefonu pravděpodobně dosáhne 1C.

Věc, která zabíjí lithiové baterie, je teplo a čas při vysokém stavu nabití. Ani Regen moc nepřispívá. Pokud něco, snižuje-vystavení SOC na nejvyšší úrovni tím, že obnovuje energii, kterou byste jinak museli zapojovat.

Jízda na jeden pedál znamená silnou regeneraci v okamžiku, kdy sešlápnete plynový pedál. Můžete jezdit po městě, aniž byste se dotkli brzdového pedálu, s výjimkou úplných zastávek. BMW i3 to bylo průkopníkem. Tesla to zkopírovala. Většina elektromobilů to nyní nabízí jako volitelnou možnost.

Smíšené systémy působí spíše jako běžné auto. Když se zvednete, dobijte se, až když sešlápnete brzdu. Vůz plynule kombinuje regenerační a třecí brzdění. Necítíte přechod.

co je lepší? Záleží na čem ti záleží.

Jeden pedál rekuperuje více energie. Jednoduchá fyzika. S regenem zpomalujete na delší vzdálenost. Smíšený režim plýtvá dojezdovou částí na odpor vzduchu a valivé tření.

Blended je pro cestující jednodušší. Moje žena onemocní při jízdě na jeden pedál. Neustálé zrychlování-zpomalování-zrychlování-zpomalování jí vadí. Když je v autě, přepnu do kombinovaného režimu. Hladší jízda, méně regenerace, všichni jsou šťastnější.

Životnost brzdových destiček je dramaticky lepší s jedním pedálem. Mám najeto 48 000 km na originálních destičkách a vypadají sotva opotřebované. Mechanik mi řekl, že viděl Tesly jet 100,{5}} mil na první sadu destiček. Podložky v podstatě fungují pouze během posledních několika mil za hodinu zastávky a v panických situacích. Nevýhodou je, že rotory mohou způsobit povrchovou rez v důsledku nepoužívání. Někteří prodejci doporučují občasné prudké zabrždění, aby je vyčistili.

Chování regenerace při velmi nízkých rychlostech se mezi výrobci velmi liší.

Většina elektromobilů slábne a regeneruje pod rychlostí 5 mph. Motor nemůže generovat užitečný proud při tempu chůze. Tření zabírá. Ale bod přechodu a to, jak hladký to vypadá, se liší.

Porsche Taycan má nejplynulejší nízkorychlostní regeneraci, jakou jsem kdy zažil. Audi e-tron GT také, stejná platforma. Děje se tam něco německého inženýrství. Tesla je slušná, ale ne tak nablýskaná. Některé z levnějších elektromobilů se v této přechodové zóně cítí trhaně. Chevy Bolt si na to brzy stěžoval. Pomohly pozdější aktualizace softwaru.

Interakce kontroly trakce jsou na kluzkém povrchu zajímavé. Regen působí brzdnou silou pouze na hnací kola. U elektromobilu se zadním-náhonem to znamená, že zadní brzdy pouze z rekuperace. Při zpomalování narazíte na led a zadní část může vystoupit. Většina systémů kontroly stability přeruší regeneraci, pokud detekují skluz. Někteří to dělají lépe než jiní.

Nikdy jsem neměl problém, ale četl jsem zprávy o prvních majitelích Modelu S, kteří se točili na sněhu, když agresivní regen přemohl zadní trakci. Tesla to prý vyladila lépe v pozdějším softwaru. Těžko ověřitelné.

Regenerative Braking

Regenerace je jednou ze skutečných výhod, které mají elektromobily oproti spalování. Získáte zpět energii, která by se jinak stala brzdným prachem a teplem. Zisky v reálném světě jsou menší, než tvrdí brožury, ale stále mají smysl, zejména v dopravě typu stop and go.

Chladné počasí a plná omezení baterie jsou skutečné a nepříjemné. Plánujte kolem nich nebo žijte se sníženou efektivitou. Kompromisem za nekupování plynu je řešení problémů s chemií baterií.

Úprava stylu jízdy trvá asi měsíc. Po tom mi to přijde normální. Vrátit se k autu na plyn mi připadá primitivní. To je ten regenerační háček.