Vehiculele hibride și cele complet electrice își creează propria energie pentru reîncărcarea bateriei printr-un proces cunoscut sub numele de frânare regenerativă (mod regen). Am explicat ce este frânarea regenerativă și cum funcționează procesul în termeni generali, dar mulți oameni sunt interesați de detaliile mai profunde ale generării de electricitate. Ei înțeleg că, într-un vehicul hibrid sau complet electric, cuvântul „regenerativ”, în ceea ce privește frânarea regenerativă, înseamnă capturarea impulsului vehiculului (energie cinetică) și transformarea acestuia în electricitate care reîncarcă (regenerează) bateria de la bord pe măsură ce vehiculul încetinește și/sau se oprește. Această baterie încărcată, la rândul ei, alimentează motorul de tracțiune electric al vehiculului. Într-un vehicul complet electric, acest motor este singura sursă de locomoție. Într-un hibrid, motorul funcționează în parteneriat cu un motor cu ardere internă. Dar acest motor nu este doar o sursă de propulsie, ci este și un generator.
Orice motor cu magnet permanent poate funcționa fie ca motor, fie ca generator. La vehiculele complet electrice și la hibrizi, ele sunt denumite mai precis motor/generator (M/G). Dar cei curioși din punct de vedere tehnologic vor să știe mai multe și deseori vor întreba: „Cum și prin ce mecanism sau proces este creată electricitatea?” Este o întrebare bună, așa că, înainte de a începe să explicăm cum funcționează M/G-urile și frânarea regenerativă la hibrizilor și vehiculele electrice, este important să aveți cunoștințe de bază despre modul în care este generată electricitatea și cum funcționează un motor/generator.
Cum funcționează un motor/generator într-un vehicul electric sau hibrid?
Indiferent de designul vehiculului, trebuie să existe o conexiune mecanică între M/G și trenul de rulare. Într-un vehicul complet electric, ar putea exista un M/G individual la fiecare roată sau un M/G central conectat la trenul de rulare printr-o cutie de viteze. Într-un hibrid, motorul/generatorul ar putea fi o componentă individuală care este antrenată de o curea de accesorii de la motor (cam la fel cum funcționează un alternator la un vehicul convențional – așa funcționează sistemul GM BAS), ar putea fi un M/G plat care este prins între motor și transmisie (aceasta este cea mai comună configurație – la Prius, de exemplu) sau ar putea fi mai multe M/G-uri montate în interiorul transmisiei (așa __PLACE_ID_3__cum funcționează sistemele cu două moduri__END_PLACEHOLDER__). În orice caz, M/G-ul trebuie să poată propulsa vehiculul și, de asemenea, să poată fi antrenat de vehicul în modul regenerativ.
Propulsarea vehiculului cu ajutorul motorului/generatorului
Majoritatea hibrizilor și a vehiculelor electrice, dacă nu toate, utilizează un sistem electronic de control al accelerației. Când pedala de accelerație este apăsată, un semnal este trimis către computerul de bord, care activează în continuare un releu în controler care va trimite curentul bateriei printr-un invertor/convertor către M/G, făcând vehiculul să se miște. Cu cât pedala este apăsată mai tare, cu atât mai mult curent circulă sub direcția unui controler cu rezistență variabilă și cu atât vehiculul merge mai repede. Într-un hibrid, în funcție de sarcină, starea de încărcare a bateriei și designul trenului de rulare hibrid, o accelerație puternică va activa și motorul cu ardere internă (ICE) pentru mai multă putere. În schimb, ridicarea ușoară a piciorului de pe accelerație va scădea fluxul de curent către motor și vehiculul va încetini. Ridicarea și mai mult sau completă a piciorului de pe accelerație va face ca direcția curentului să se inverseze — mutând M/G-ul din modul motor în modul generator — și va începe procesul de frânare regenerativă.
Frânarea regenerativă: încetinirea vehiculului și generarea de electricitate
Despre asta este de fapt modul regenerativ. Cu accelerația electronică închisă și vehiculul încă în mișcare, toată energia sa cinetică poate fi capturată atât pentru a încetini vehiculul, cât și pentru a-i reîncărca bateria. Pe măsură ce computerul de bord semnalează bateriei să oprească trimiterea de electricitate (prin releul controlerului) și să înceapă primirea acesteia (printr-un controler de încărcare), M/G-ul încetează simultan să primească electricitate pentru propulsarea vehiculului și începe să trimită curent înapoi la baterie pentru încărcare.
Rețineți din discuția despre electromagnetism și funcționarea motorului/generatorului: atunci când un M/G este alimentat cu electricitate, produce putere mecanică; atunci când este alimentat cu putere mecanică, produce electricitate. Dar cum încetinește vehiculul generarea de electricitate? Prin fricțiune. Este dușmanul mișcării. Armătura M/G-ului este încetinită de forța de inducere a curentului în înfășurări pe măsură ce trece peste polii opuși ai magneților din stator (se luptă constant cu forța de atracție/respingere a polarităților opuse). Această fricțiune magnetică este cea care diminuează încet energia cinetică a vehiculului și ajută la reducerea vitezei.
