Co to jest hamowanie regeneracyjne?

Przez pierwsze dwa miesiące jazdy pojazdem elektrycznym szarpałem do przodu za każdym razem, gdy dodawałem pedał gazu. Miałem wrażenie, że odkładam podręcznik na później. Trochę czasu zajęło mi przeszkolenie prawej stopy. Teraz, gdy jeżdżę wypożyczonym samochodem na gaz, czuję, że wybrzeże jest złe, jakby zepsute hamulce.

Regen to silnik pracujący wstecz. Kiedy przyspieszasz, silnik pobiera prąd z pakietu i obraca kołami. Kiedy zwalniasz, koła zamiast tego obracają silnik. Silnik staje się generatorem. Prąd wraca do akumulatora. Nie skomplikowane.

Ile energii faktycznie wraca

Działy marketingu uwielbiają zapewniać około 30% wzrostu wydajności. Prawdziwy świat jest bardziej bałaganiarski. Rejestrowałem-dane dotyczące mojego Modelu 3 przez sześć miesięcy dojeżdżania do pracy w Atlancie. Ulice mieszane autostradowe i gruntowe, ruch umiarkowany. Regen odzyskał około 18% energii, którą włożyłem. Nie 30.

Jazda po mieście jest lepsza. Zatrzymywanie się i ruszanie oznacza więcej przypadków hamowania. Kumpel, który dostarcza dla Amazona furgonetką Rivian, widzi 25% lub więcej. Ciągle się zatrzymuje. Jadąc autostradą z prędkością 70 mil na godzinę, ledwo dotykasz hamulców. Regen nie robi tam prawie nic dla ciebie.

Liczba 30% pochodzi z idealnych cykli testowych. Powtarzające się zatrzymania od prędkości 60 mil na godzinę z maksymalną regeneracją. Nikt tak nie jeździ.

Wyjątkiem jest jazda w górach. Schodząc z Asheville zeszłej jesieni, zaobserwowałem, jak poziom naładowania akumulatora wzrósł z 54% do 71% po około 60 km zjazdu. To było jak darmowa energia. Oczywiście spaliłem go w górę.

Problem zimnej pogody

To jest część, której nikt dobrze nie wyjaśnia przed zakupem pojazdu elektrycznego.

Ogniwa litowe nie lubią przyjmować ładunku, gdy są zimne. Jony poruszają się zbyt wolno. Wprowadź prąd do zimnego ogniwa, a na anodzie otrzymasz powłokę litową. Trwałe uszkodzenie. Zatem BMS odcina regenerację, gdy pakiet jest zimny.

Jak zimno? Różni się w zależności od producenta. Mój samochód w zasadzie zabija regenerację poniżej 20 stopni F. Pomiędzy 20 a 45 stopniami F siła jest zmniejszona, może o połowę. Mam wrażenie, że hamulce przestały działać za pierwszym razem. Naciskasz pedał, spodziewając się mocnego hamowania, a samochód po prostu się toczy. Hamulce cierne cię łapią, ale istnieje luka mentalna.

Tesla dodała funkcję wstępnego kondycjonowania, która podgrzewa akumulator, jeśli ustawisz nawigację na superładowarkę. Świetnie sprawdza się przy szybkim ładowaniu DC. Nie robi nic z poranną regeneracją w drodze do pracy, ponieważ plecak jest nadal zimny, gdy wychodzisz. Niektórzy właściciele włączają ogrzewanie kabiny na 20 minut przed odlotem, aby ogrzać akumulator. Marnuje energię, aby ją oszczędzać. Matematyka nie zawsze działa.

Wydaje się, że Hyundai i Kia lepiej to rozpracowały. Ioniq 5 bardziej agresywnie wykorzystuje nagrzewanie akumulatora. Właściciele w Minnesocie zgłaszają użyteczną regenerację do niższych temperatur niż Tesla. Może to być różnica chemiczna, może to być dostrojenie oprogramowania. Kia nie powie.

Pełna bateria, brak regeneracji

Naładuj do 100% i zjedź w dół. Gdzie trafia energia regeneracji?

Nigdzie. BMS blokuje to. Bateria jest pełna. Pełne ogniwo litowe nie może przyjąć większego ładunku bez uszkodzenia. W ten sposób samochód zrzuca dodatkowe obciążenie na hamulce cierne. Lub w niektórych pojazdach rozprasza się przez rezystor w postaci ciepła. Tak czy inaczej tracisz energię.

Nauczyłem się tego na własnej skórze opuszczając ośrodek narciarski. Naładowano do 100% poprzedniej nocy, aby zmaksymalizować zasięg. Przez 12 mil zjeżdżałem po wzniesieniu o nachyleniu 7%. Regen był w zasadzie wyłączony przez cały zjazd. Jeździłem na hamulcach ciernych mocniej, niż chciałem. Podkładki nagrzały się tak, że zaczął wydzielać zapach.

Rozpocznij swoją wyprawę górską od 80% lub mniej, jeśli na początku jest znaczny zjazd. Fora są pełne ludzi, którzy doszli do tego po ugotowaniu hamulców.

Niektóre nowsze pojazdy są pod tym względem mądrzejsze. Lucid Air faktycznie utrzyma poziom naładowania poniżej 100%, jeśli na podstawie nawigacji będzie wiedział, że zbliża się długie zniżanie. Powinien być standardem w każdym samochodzie elektrycznym. To nie jest.

Czy Regen szkodzi baterii na dłuższą metę

Krótka odpowiedź, prawdopodobnie nie.

Impulsy ładowania z regeneracji są krótkie. Pół sekundy do może dziesięciu sekund. Potem luka. Potem kolejny puls. Ten schemat włączania-wyłączania różni się od podłączenia do ładowarki i podawania stałego prądu przez godzinę.

Niektórzy badacze z NREL opublikowali w 2022 r. dane sugerujące, że ładowanie pulsacyjne może w rzeczywistości być łagodniejsze dla ogniw niż prąd stały. Okresy odpoczynku pozwalają na redystrybucję jonów litu wewnątrz elektrody. Mniejszy stres związany z gradientem stężenia. Artykuł nie dotyczył konkretnie regeneracji, ale profile ładowania są podobne.

Dane dotyczące flot firm taksówkarskich obsługujących Model 3 w Nowym Jorku nie wykazują mierzalnej różnicy w degradacji pomiędzy kierowcami o wysokim-i niskim-regeneracji. Kondycja pakietu przy przebiegu 250 000 mil różniła się bardziej w zależności od częstotliwości szybkiego ładowania prądem stałym i klimatu niż w przypadku nawyków regeneracji. Wielkość próby wynosiła jednak tylko około 40 samochodów. Nie rozstrzygające.

Rozmawiałem na ten temat z kilkoma inżynierami zajmującymi się akumulatorami. Wydaje się, że panuje zgoda co do tego, że poziomy prądu regeneracyjnego mieszczą się w bezpiecznych, ciągłych wartościach znamionowych dla nowoczesnych ogniw EV. Pakiet 75 kWh otrzymujący impuls regeneracyjny o mocy 50 kW to tylko 0,67°C. To nic. Twoja ładowarka do telefonu prawdopodobnie osiąga 1C.

Tym, co zabija baterie litowe, jest ciepło i czas przy wysokim stanie naładowania. Regen nie wnosi do żadnego z nich większego wkładu. W każdym razie zmniejsza-najwyższą ekspozycję SOC poprzez odzyskiwanie energii, do której w przeciwnym razie musiałbyś się podłączyć.

Jeden pedał vs mieszany

Jazda jednym pedałem oznacza silną regenerację w momencie zwolnienia pedału przyspieszenia. Po mieście można jeździć bez dotykania pedału hamulca, z wyjątkiem zatrzymywania się. Pionierem tego było BMW i3. Tesla to skopiowała. Większość pojazdów elektrycznych oferuje to teraz jako opcję.

Systemy mieszane sprawiają wrażenie normalnego samochodu. Wybieg podczas startu, regeneracja tylko po naciśnięciu hamulca. Samochód płynnie łączy hamowanie regeneracyjne i cierne. Nie czujesz przejścia.

Co jest lepsze? Zależy na czym ci zależy.

Jeden pedał odzyskuje więcej energii. Prosta fizyka. Zwalniasz wraz z regeneracją na dłuższym dystansie. W trybie mieszanym część toczenia marnuje się na opór powietrza i tarcie toczne.

Mieszane jest łatwiejsze dla pasażerów. Moja żona dostaje choroby lokomocyjnej od jazdy na jednym pedale. Ciągłe przyspieszanie-zwalnianie-przyspiesz-zwalnianie ją niepokoi. Kiedy jest w samochodzie, przełączam się na tryb mieszany. Płynniejsza jazda, mniejsza regeneracja, wszyscy są szczęśliwsi.

Żywotność klocków hamulcowych jest znacznie lepsza w przypadku jednego pedału. Mam przejechane 48 000 mil na oryginalnych klockach i wyglądają na ledwo zużyte. Mechanik powiedział mi, że widział Tesle przejeżdżające 100000+ mil na pierwszym zestawie klocków. Klocki działają w zasadzie tylko podczas ostatnich kilku mil na godzinę zatrzymania i w sytuacjach paniki. Wadą jest to, że na wirnikach może pojawić się rdza powierzchniowa w wyniku nieużywania. Niektórzy dealerzy zalecają okazjonalne mocne hamowanie, aby je oczyścić.

Dziwne przypadki Edge

Zachowanie regeneracji przy bardzo niskich prędkościach różni się znacznie w zależności od producenta.

Większość pojazdów elektrycznych zanika przy prędkościach poniżej około 5 mil na godzinę. Silnik nie jest w stanie generować użytecznego prądu w tempie marszu. Tarcie przejmuje kontrolę. Jednak punkt przejścia i to, jak płynne jest to uczucie, są różne.

Porsche Taycan charakteryzuje się najpłynniejszą regeneracją przy niskich prędkościach, jakiej kiedykolwiek doświadczyłem. Audi e-tron GT też, ta sama platforma. Dzieje się tam niemiecka inżynieria. Tesla jest przyzwoita, ale nie tak dopracowana. Niektóre z tańszych pojazdów elektrycznych czują się nierówno w tej strefie przejściowej. Chevy Bolt wcześnie otrzymał skargi w tej sprawie. Późniejsze aktualizacje oprogramowania pomogły.

Interakcja kontroli trakcji staje się interesująca na śliskich nawierzchniach. Regen przykłada siłę hamowania tylko do kół napędowych. W przypadku pojazdu elektrycznego-z tylnym napędem oznacza to, że tylne hamulce są wyłącznie regenerowane. Uderz w lód podczas zwalniania, a tył może wyskoczyć. Większość systemów kontroli stabilności przerwie regenerację, jeśli wykryje poślizg. Niektórzy robią to lepiej niż inni.

Nigdy nie miałem tego problemu, ale czytałem relacje wczesnych właścicieli Modelu S, którzy wypadali na śniegu, gdy agresywna regeneracja przytłoczyła przyczepność tylnej osi. Tesla podobno lepiej to dostroiła w późniejszym oprogramowaniu. Trudno zweryfikować.

Dolna linia

Regeneracja to jedna z faktycznych przewag pojazdów elektrycznych nad spalaniem. Odzyskujesz energię, która w przeciwnym razie zamieniłaby się w pył hamulcowy i ciepło. Rzeczywiste korzyści są mniejsze niż twierdzą broszury, ale nadal znaczące, szczególnie w ruchu ulicznym.

Zimna pogoda i pełne ograniczenia baterii są realne i denerwujące. Planuj wokół nich lub żyj ze zmniejszoną wydajnością. Kompromisem za rezygnację z zakupu gazu jest radzenie sobie z dziwactwami w zakresie chemii akumulatorów.

Dostosowanie stylu jazdy zajmuje około miesiąca. Potem czuję się normalnie. Powrót do samochodu na gaz wydaje się prymitywny. To jest haczyk regeneracyjny.