Le freinage est un terme courant dans l'industrie automobile. Lorsqu'un véhicule arrive sur le marché, l'une des spécifications serait le type de freinage. Les freins à tambour et à disque sont des systèmes de freinage courants dans les véhicules conventionnels. Le véhicule électrique a un rôle important dans la vulgarisation du système de freinage régénératif. Voyons ce que signifie le freinage régénératif ? Comment le freinage régénératif travail et quels sont ses effets sur le véhicule.
La première loi du mouvement de Newton dit qu'un objet continue dans son état de repos ou de mouvement uniforme à moins qu'une force externe n'agisse sur lui.
Pour arrêter un véhicule en mouvement qui contient de l'énergie cinétique, une force externe doit agir.
La force qui agit lors du freinage d'un véhicule dans un système de freinage conventionnel est la force de frottement. Lorsque les freins s'appliquent sur un véhicule en mouvement énergie cinétique est converti en énergie thermique dans le tambour de frein et les arrêts du véhicule.
Un véhicule se déplace un peu avant de s'arrêter même si nous appliquons le frein. Savez-vous pourquoi le véhicule ne s'arrête pas instantanément lorsque le frein s'applique ? C'est un autre sujet de discussion.
Le freinage régénératif est un type de freinage dans lequel l'énergie est stockée dans un système de stockage d'énergie lorsque le véhicule freine et décélère. Le freinage régénératif vise principalement les véhicules électriques en raison de sa facilité de mise en œuvre.
La machine électrique d'un véhicule électrique agit comme un générateur lors du freinage, convertit l'énergie cinétique en énergie électrique et la stocke dans une batterie. La source d'énergie d'un véhicule électrique est la batterie . L'énergie récupérée peut être utilisée pour l'accélération du véhicule. Ainsi, l'énergie qui aurait été perdue est économisée et réutilisée par le freinage régénératif.
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Les moteurs à induction AC et les PMSM sont courants dans une voiture électrique de nos jours . Développement de contrôleurs d'électronique de puissance simplifiés pour le contrôle de la vitesse des moteurs. Un onduleur convertit le courant continu stocké dans une batterie en courant alternatif triphasé et entraîne le moteur d'une voiture électrique.
Les IGBT et leurs impulsions de grille contrôlent la sortie de tension et de courant d'un onduleur. Étonnamment, l'onduleur convertit non seulement le courant continu en courant alternatif, mais il transfère également la puissance triphasée du moteur à la batterie en le convertissant en courant continu. Cela se produit avec un contrôle approprié des impulsions de grille du circuit convertisseur. Nous préférerions nommer le convertisseur comme un convertisseur de puissance bidirectionnel .
Comment fonctionne le freinage régénératif ?
Lorsque le conducteur appuie sur la pédale d'actionnement d'une voiture électrique, une demande de couple se produit et, en fonction de la demande de couple, l'unité de commande du véhicule calcule les signaux de courant et de tension requis pour le moteur.
En plus de l'entrée de la pédale de l'actionneur, l'entrée de la pédale de frein est également utilisée par le contrôleur du véhicule pour décider si la demande de couple est négative ou positive. Le freinage demande un couple négatif et l'accélération demande un couple positif. Ensuite, évaluant toutes les autres contraintes, le véhicule électrique tente d'imposer un freinage récupératif.
Une fois la décision prise, les impulsions de grille vers les circuits du convertisseur sont contrôlées de manière à transférer l'énergie du moteur à la batterie.
Dans le cas où la machine électrique est un convertisseur cc-cc bidirectionnel à moteur parallèle à courant continu, cela aiderait à récupérer de l'énergie. (La récupération d'énergie est un autre mot utilisé pour le freinage régénératif).
Tout d'abord, le freinage régénératif permet d'économiser l'énergie qui aurait été perdue sous forme de chaleur lors du freinage par friction. L'autonomie d'un véhicule électrique compte vraiment et une distance supplémentaire pourrait être parcourue avec l'énergie du freinage régénératif. Ainsi, l'autonomie d'un véhicule purement électrique peut être prolongée de 10 à 15 % lors de trajets routiers normaux. Cela dépend également du cycle de conduite , terrain, etc.
Un maximum de 32 % de récupération s'est produit dans une voiture électrique lorsqu'elle a gravi une colline et est revenue.
Une combinaison de frein à friction et de frein régénératif prolonge la durée de vie des composants. L'utilisation combinée réduit dans une certaine mesure l'usure des composants mécaniques du système de freinage.
Un véhicule électrique est équipé d'un freinage à friction en général. Malheureusement, le freinage régénératif ne peut pas venir seul dans les véhicules électriques. La raison en est qu'il n'est pas toujours possible d'appliquer efficacement le freinage régénératif dans un véhicule électrique.
L'état de charge (SOC) de la batterie, la vitesse du véhicule, la quantité de pression appliquée sur la pédale de frein, etc. affectent l'efficacité du freinage régénératif. Parfois, il est obligé de préférer le freinage par friction pour arrêter le véhicule.
Un véhicule électrique avec une batterie complètement chargée ne peut pas être utilisé pour le freinage régénératif. De toute évidence, la batterie ne peut pas accepter plus de charge. A ce moment le freinage doit être par friction. Dans une situation où la batterie ne peut pas accepter la charge, le freinage par friction annule le freinage régénératif.
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Durée de vie de la batterie est une préoccupation importante dans les voitures électriques. Les clients préféreraient toujours une longue durée de vie pour la batterie car le remplacement est un processus coûteux. Les cycles de charge-décharge fréquents réduisent considérablement la durée de vie de la batterie.
Le plus triste est que le freinage régénératif ajoute plus de cycles de charge-décharge à une batterie et réduit la durée de vie de la batterie.
Une batterie ne peut pas accepter une grande quantité d'énergie générée lorsque le véhicule freine et il existe des méthodes qui combinent l'ultracondensateur et la batterie pour surmonter l'inconvénient.
La vitesse du véhicule est importante dans le freinage régénératif. Supposons que le véhicule se déplace à très petite vitesse et dans cette condition, l'efficacité du freinage régénératif serait beaucoup plus faible. L'enregistrement de l'énergie à basse vitesse affecte également le confort du conducteur.
Le mode de conduite Start-Stop, en particulier le trafic urbain, est la région la plus préférable et la plus efficace de freinage régénératif.
Comme expliqué dans la section précédente, le freinage régénératif ne peut pas être appliqué dans toutes les situations et tous les véhicules. Le camion électrique, le train électrique, la voiture électrique, etc. seraient les meilleurs choix pour l'application du freinage régénératif. Leur grand élan facilite la récupération de l'énergie lors du freinage.
Ce n'est pas si efficace dans les petits véhicules électriques. Le poids du véhicule est un facteur qui influe sur la récupération d'énergie. Par exemple, les scooters et vélos électriques ne peuvent pas fournir suffisamment d'énergie à la batterie lors du freinage.
Quelques scooters électriques sont proposés avec l'option de récupération d'énergie comme fonctionnalité supplémentaire pour attirer les clients. Nous ne sommes pas tout à fait sûrs de leur efficacité.
