REKUPERACJA W SAMOCHODZIE - CZYM JEST I JAK DZIAŁA?
Wraz z pojawieniem się i rozpowszechnieniem samochodów hybrydowych oraz elektrycznych w motoryzacji pojawiła się nowa technologia - system rekuperacji. W dużym uproszczeniu rekuperacja to odzyskiwanie energii. Jak działa rekuperacja w autach elektrycznych i w przypadku samochodów hybrydowych? Dlaczego jest taka ważna? Sprawdźmy, jak inteligentne technologie i nowoczesne rozwiązania sprawiają, że współczesne pojazdy mogą pokonywać dłuższe trasy, uzyskiwać dodatkową moc i oszczędzać na każdym kilometrze.
Spis treści:
1. Początki systemu rekuperacji w samochodach hybrydowych i autach elektrycznych
2. Czym jest rekuperacja w samochodach i jakie ma zastosowanie?
3. Jak działa odzyskiwanie energii w samochodach?
4. Rodzaje rekuperacji w samochodach
5. Rola poszczególnych elementów w procesie rekuperacji
6. Zasada działania rekuperacji w poszczególnych rodzajach pojazdów
7. Odzyskiwanie energii - zalety i korzyści
POCZĄTKI SYSTEMU REKUPERACJI W SAMOCHODACH HYBRYDOWYCH I AUTACH ELEKTRYCZNYCH
Choć pierwszy seryjnie produkowany samochód hybrydowy pojawił się już w 1997 r., to rekuperacja energii pojawiła się dopiero w 2010 r. Sama koncepcja odzyskiwania energii podczas hamowania była stosowana na początku XX wieku w tramwajach elektrycznych oraz w niektórych prototypach pojazdów elektrycznych. Dziś rekuperacja jest standardem w autach elektrycznych i hybrydowych. Pozwala zwiększyć zasięg pojazdu, jednocześnie zmniejszając potrzebę częstego odwiedzania stacji ładowania. Wraz z rozwojem technologii, w niektórych sytuacjach system rekuperacji zaczął przejmować część funkcji, które dotychczas spełniał klasyczny układ hamulcowy, wspierając go i zmniejszając jego zużycie.
CZYM JEST REKUPERACJA W SAMOCHODACH I JAKIE MA ZASTOSOWANIE?
Rekuperacja to słowo pochodzące od łacińskiego słowa recuperatio, co oznacza odzyskiwanie. W tym przypadku jest to proces odzyskiwania energii kinetycznej i przekształcania jej w energię elektryczną. Ta z kolei trafia do akumulatora i może zostać ponownie wykorzystana podczas jazdy. Właśnie dlatego technologia ta występuje tylko w samochodach hybrydowych i elektrycznych. Rekuperacja pozwala zwiększyć wydajność napędu i tym samym zasięg pojazdu. W przypadku aut elektrycznych i hybryd plug-in pozwala na dodatkowe oszczędności, jeśli jest umiejętnie wykorzystywana.
JAK DZIAŁA ODZYSKIWANIE ENERGII W SAMOCHODACH?
Najprościej rzecz ujmując, w procesie rekuperacji silnik elektryczny zamienia się w generator. Gdy kierowca zdejmuje nogę z gazu lub rozpoczyna manewr hamowania, system rekuperacji sprawia, że to koła zaczynają napędzać silnik elektryczny, który pracuje wtedy w odwrotnym kierunku i odzyskuje część energii zużytej podczas przyspieszania. Odzyskana energia jest następnie magazynowana w akumulatorze. Warto wspomnieć, że systemy rekuperacji nie uzupełniają stanu akumulatora w 100 proc. Dlatego w przypadku samochodów elektrycznych i hybryd plug-in nie da się całkowicie uniknąć wizyty na stacji ładowania, ale można znacząco wydłużyć zasięg auta.
RODZAJE REKUPERACJI W SAMOCHODACH
Wyróżniamy trzy główne rodzaje rekuperacji:
- rekuperacja pasywna - kiedy kierowca przestaje naciskać pedał gazu, uruchamia się odzyskiwanie energii i auto zaczyna zwalniać, ponieważ system uzupełnia energię akumulatora, generując opór, kierowca często może regulować, z jaką siłą hamowanie odzyskowe ma działać;
- rekuperacja aktywna - gdy kierowca naciska pedał hamulca, najpierw auto hamuje z użyciem systemu rekuperacji, a klasyczne hamulce uruchamiają się dopiero pod koniec procesu hamowania lub w trakcie hamowania awaryjnego;
- rekuperacja adaptacyjna - kiedy system rekuperacji jest połączony z modułem GPS i czujnikami samochodu, dzięki czemu może dostosować odzyskiwanie energii do warunków panujących na drodze oraz do topografii terenu, po którym samochód się przemieszcza.
ROLA POSZCZEGÓLNYCH ELEMENTÓW W PROCESIE REKUPERACJI
Jak działa odzyskiwanie energii "od kuchni"? Najważniejszym elementem procesu jest oczywiście silnik elektryczny, który zachowuje się jak generator. Wytworzona energia trafia do falownika, który jest odpowiedzialny za przekształcenie parametrów prądu w zależności od aktualnych potrzeb. Dalej energia jest kierowana do akumulatora trakcyjnego, a następnie magazynowana do ponownego użycia. Ważnym elementem układu jest sterownik systemu zarządzania energią. To od niego zależy, ile energii elektrycznej można odzyskać. W przypadku rekuperacji aktywnej czujniki przyspieszenia i hamowania dostarczają dane, na podstawie których system decyduje, czy auto ma korzystać z układu rekuperacji, czy uruchomić klasyczne hamulce.
ZASADA DZIAŁANIA REKUPERACJI W POSZCZEGÓLNYCH RODZAJACH POJAZDÓW
Choć założenia rekuperacji pozostają niezmienne, to sam proces różni się w zależności od tego, o jakim typie samochodu mówimy. W samochodzie elektrycznym układ jest najbardziej zaawansowany i wydajny, a kierowca często może regulować jego działanie. Dlatego podczas jazdy w ruchu miejskim zdarza się, że auto prawie w ogóle nie korzysta z klasycznych hamulców.
W hybrydach plug-in system rekuperacji działa podobnie jak w samochodzie elektrycznym. Tu również kierowca często ma możliwość ustawienia siły działania systemu.
W miękkich hybrydach układ elektryczny jest używany do wspomagania silnika spalinowego oraz zasilania pokładowej instalacji elektrycznej. Dlatego silnik elektryczny pełni tu funkcję rozrusznika i generatora prądu. System rekuperacji odzyskuje energię podczas hamowania lub zmniejszania prędkości, ale jednocześnie cały układ jest mniej zaawansowany niż w pozostałych przypadkach.
ODZYSKIWANIE ENERGII - ZALETY I KORZYŚCI
Największą korzyścią płynącą ze stosowania systemów rekuperacji, jest oczywiście oszczędność czasu i paliwa bądź energii, choć w zależności od rodzaju pojazdu należy to rozumieć inaczej. Nie chodzi tu jednak tylko o to, że pozwala wydłużyć zasięg pojazdu. Poprzez swoje zachowanie i integrację z układem hamulcowym układ rekuperacji pozwala zmniejszyć zużycie klocków hamulcowych i oszczędza tarcze. Wynika to z faktu, że w wielu przypadkach klasyczny układ hamulcowy uruchamia się dopiero w ostatniej fazie lub wtedy, kiedy elektronika uzna, że jest naprawdę potrzebny. Hamowanie rekuperacyjne jest też bardziej płynne, co zwiększa komfort podróżowania.
NAJCZĘSTSZE BŁĘDY KIEROWCÓW
Z każdego systemu trzeba umieć korzystać i nie inaczej jest w przypadku rekuperacji. Dlatego warto wspomnieć o kilku najczęstszych błędach i o tym, jak można ich uniknąć:
- zbyt częste i silne hamowanie mechaniczne - system rekuperacji często pozwala wytracić prędkość bez konieczności wciskania pedału hamulca, warto rozpoczynać hamowanie wcześniej, z mniejszą intensywnością, a także starać się utrzymywać odstęp od poprzedzającego pojazdu i przewidywać, co może się wydarzyć, żeby unikać silnego hamowania;
- nieumiejętne wykorzystanie ustawień rekuperacji - w samochodach z regulacją siły działania systemu odzyskiwania energii należy dostosować poziom interwencji systemu do warunków panujących na drodze i stylu jazdy kierowcy, np. w mieście lepiej ustawić wyższą siłę hamowania rekuperacyjnego, a przy wyższych prędkościach lepiej, żeby była niższa;
- nadmierne poleganie na hamowaniu rekuperacyjnym - priorytetem zawsze powinno być bezpieczeństwo, nie należy za wszelką cenę utrzymywać wskazówki rekuperacji w pobliżu maksymalnej pozycji, jeśli sytuacja drogowa wymaga mniejszej lub większej intensywności hamowania, korzystanie od czasu do czasu z mechanicznego hamowania pomoże np. uniknąć korozji na tarczach hamulcowych i w efekcie obniżenia efektywności układu w sytuacji awaryjnej;
- brak świadomości działania systemu - warto przeznaczyć czas i uwagę na to, by nauczyć się swojego samochodu, co polega na obserwacji, w jakich sytuacjach rekuperacja działa najmocniej i jak optymalnie wykorzystać tryby jazdy.
NAJCZĘŚCIEJ ZADAWANE PYTANIA
Co to jest rekuperacja energii w samochodzie i jak działa?
-
Rekuperacja to proces odzyskiwania części energii kinetycznej podczas wytracania prędkości, którą w tradycyjnym aucie tracilibyśmy podczas hamowania. Jest on wykorzystywany w pojazdach elektrycznych i hybrydowych do jednoczesnego wytracania prędkości i do produkcji energii elektrycznej. Silnik pracuje wtedy jak generator, zamieniając ruch kół w prąd, który trafia z powrotem do akumulatora. Proces ten uruchamia się automatycznie, gdy kierowca puszcza pedał gazu lub lekko hamuje.
Na czym polega hamowanie rekuperacyjne?
-
Hamowanie rekuperacyjne to zwalnianie pojazdu bez użycia tradycyjnych hamulców. Silnik elektryczny stawia opór obrotom kół i jednocześnie ładuje akumulator. W praktyce auto hamuje, odzyskując przy tym energię.
Czym jest tryb rekuperacji w samochodzie?
-
To ustawienie, które pozwala kierowcy wybrać, z jaką siłą auto ma zwalniać po zdjęciu nogi z gazu. Niektóre modele oferują kilka poziomów intensywności odzyskiwania energii. Od delikatnego wytracania prędkości, aż po bardzo wyraźne spowolnienie, które w praktyce może niemal całkowicie zastąpić użycie pedału hamulca.
Czy rekuperacja musi być włączona cały czas?
-
Rekuperacja działa automatycznie i nie trzeba jej włączać ręcznie. W większości samochodów uruchamia się sama, gdy kierowca puści gaz lub lekko naciśnie hamulec. W niektórych modelach można regulować jej siłę lub wyłączyć ją całkowicie, ale domyślnie jest aktywna podczas jazdy i nie wymaga dodatkowej obsługi.
Jakie są rodzaje rekuperacji w samochodach?
-
W samochodach stosuje się trzy rodzaje rekuperacji: pasywną, aktywną i adaptacyjną. Pasywna działa po puszczeniu gazu, aktywna przy hamowaniu, a adaptacyjna automatycznie dostosowuje siłę odzysku energii do warunków drogowych dzięki integracji z czujnikami i GPS-em.
Czy można regulować siłę rekuperacji w aucie?
-
Tak, wiele samochodów elektrycznych i hybrydowych typu plug-in oferuje regulację siły rekuperacji.
Można wybrać łagodniejsze lub mocniejsze hamowanie po puszczeniu gazu, w zależności od preferencji lub warunków jazdy. Najczęściej regulacja odbywa się łopatkami przy kierownicy lub w ustawieniach systemu. To bardzo przydatna funkcja, zwłaszcza w ruchu miejskim.
Dlaczego rekuperacja pozwala oszczędzać energię i hamulce?
-
Dzieje się tak dlatego, że część energii, która zwykle marnuje się jako ciepło przy hamowaniu, jest odzyskiwana i wraca do akumulatora. Dzięki temu auto zużywa mniej energii i rzadziej wymaga ładowania. Rekuperacja ogranicza też użycie tradycyjnych hamulców, co zmniejsza zużycie klocków i tarcz.
Jak działa rekuperacja w różnych typach napędów hybrydowych?
-
W zależności od rodzaju napędu hybrydowego, rekuperacja będzie działać nieco inaczej. W samochodach elektrycznych jest najbardziej wydajna i zwykle oferuje pełną kontrolę nad siłą odzysku energii. Kierowca może regulować, jak mocno auto zwalnia po puszczeniu gazu. Podobnie jest w hybrydach plug-in, choć silnik elektryczny jest zazwyczaj mniejszy. Najbardziej ograniczona jest w miękkich hybrydach (MHEV), gdzie odzyskana energia służy głównie do rozruchu i wspomagania silnika spalinowego.
Czy rekuperacja może zastąpić tradycyjne hamowanie?
-
W codziennej jeździe, zwłaszcza w mieście, rekuperacja potrafi naprawdę skutecznie spowalniać auto bez konieczności używania pedału hamulca. To sprawia, że jazda jest płynniejsza i bardziej ekonomiczna. Wystarczy puścić gaz, a samochód zaczyna sam zwalniać. Jednak w sytuacjach awaryjnych czy przy gwałtownym hamowaniu tradycyjne hamulce są nieodzowne. Rekuperacja je wspomaga, ale nie zastępuje.
Czym jest hamowanie odzyskowe w samochodzie elektrycznym?
-
Jeśli zależy Ci na większym bezpieczeństwie, wygodzie użytkowania, nowoczesnych technologiach,
Hamowanie odzyskowe w samochodzie elektrycznym to proces, w którym auto podczas zwalniania lub hamowania nie tylko traci prędkość, ale jednocześnie odzyskuje energię. Zamiast tracić ją w postaci ciepła silnik przejmuje rolę generatora i zamienia energię ruchu w prąd. Ten trafia do akumulatora i zasila auto przy kolejnych kilometrach. W efekcie uzyskujemy większy zasięg, mniejsze zużycie hamulców i bardziej efektywna jazdę.
Uwaga:
Wymienione w niniejszym artykule funkcje i dane mogą być dostępne tylko w określonych wersjach wyposażenia. Szczegóły dotyczące dostępności elementów wyposażenia, funkcji, warunki gwarancji oraz aktualne dane techniczne dostępne są u autoryzowanych dealerów.
Dostosowując prędkość i siłę hamowania zawsze kieruj się przede wszystkim bezpieczeństwem i odpowiednio reaguj na sytuację drogową. Korzystaj z hamowania rekuperacyjnego tylko wtedy, gdy masz pewność, że to bezpieczne.