Brake energy regeneration bmw что это
Рекуперация — тормозите на здоровье!
Одной из интеллектуальных систем технологий BMW EfficientDynamics является система рекуперации энергии торможения. Позволяя заряжать аккумулятор, когда автомобиль тормозит, замедляет ход или движется по инерции, данная система снижает расход топлива автомобиля
Одной из интеллектуальных систем технологий BMW EfficientDynamics является система рекуперации энергии торможения. Позволяя заряжать аккумулятор, когда автомобиль тормозит, замедляет ход или движется по инерции, данная система снижает расход топлива автомобиля почти на 3% по сравнению с неоснащенными аналогами. Причем, при ускорении используется вся мощность двигателя, что позволяет улучшить динамические характеристики автомобиля.
В современные автомобили устанавливается огромное количество различной электроники, использование которой необходимо для комфорта и безопасности водителя. Соответственно, машины тратят большое количество электроэнергии для поддержания работоспособности этих систем. В обычных автомобилях электроэнергия вырабатывается генератором переменного тока, который преобразует крутящий момент двигателя в электрическую энергию. При этом генератор постоянно связан приводным ремнем с двигателем.
Однако в автомобилях BMW используется система рекуперации энергии торможения (Brake Energy Regeneration) — уникальная технология производства энергии, которая на обычных автомобиля при работе тормозов тратится впустую. Эта технология BMW позволяет не только сохранить выработанную энергию, но и затем использовать ее. Принцип регенерации энергии торможения применяется на всех моделях BMW с бензиновыми и дизельными двигателями, а также гибридными силовыми агрегатами, на которых используется технология BMW EfficientDynamics.
Генератор включается только тогда, когда водитель снимает ногу с педали газа или нажимает на педаль тормоза, то есть при торможении, замедлении хода или движении по инерции. За счет этого кинетическая энергия не теряется впустую, как раньше, а преобразуется генератором в электричество и накапливается в аккумуляторной батарее. Происходит более эффективное использование энергии. При этом, при нажатии педали газа генератор отключается, что позволяет направить весь крутящий момент двигателя на ведущие колеса, то есть ускориться, используя всю мощность автомобиля.
Благодаря системе рекуперации энергии торможения, с одной стороны, расход топлива снижается, с другой — автомобиль становится более динамичным. Интеллектуальная система не даст полностью разрядиться батареи: она постоянно отслеживает уровень заряда аккумулятора и при необходимости сможет продолжить зарядку даже во время ускорения.
Возьмем в качестве примера гибридный автомобиль BMW ActiveHybrid X6, который, как и другие современные модели BMW, оснащается усовершенствованной системой рекуперации энергии торможения. Сердце гибридного BMW ActiveHybrid X6 состоит из бензинового двигателя V8 мощностью 407 л.с. и двух электромоторов, развивающих по 91 л.с. и 86 л.с. Именно эти электродвигатели при торможении или движении автомобиля на холостом ходу выполняют функцию генераторов, вырабатывающих энергию для зарядки высоковольтного аккумулятора. В зависимости от скорости это делает либо один, либо сразу два электромотора. Причем, мощность, которая вырабатывается ими в режиме генератора, примерно в 25 раз выше (почти 50 кВт), чем у системы рекуперации энергии торможения, использовавшейся ранее.
В гибридной модели BMW ActiveHybrid 7 серии, которая оснащается бензиновым турбодвигателем V8 объемом 4,4 л и трехфазным синхронным электромотором, который потребляет энергию литий-ионной батареи и выполняет функцию генератора при рекуперации энергии торможения. При движении накатом или торможении электроэнергия вырабатывается и сохраняется. При ускорении накопленная энергия подается из литий-ионной батареи в бортовую сеть, тем самым освобождая двигатель внутреннего сгорания от задачи преобразования энергии топлива в электрический ток. Благодаря этому двигатель может тратить больше мощности на ускорение, а электроэнергия генерируется без дополнительного потребления топлива при торможении.
О системах рекуперации энергии в автомобилях bmw и других
Может, это покажется странным, но автомобиль можно рассматривать как устройство для напрасного расходования энергии. Так, кпд бензиновых ДВС по оценкам экспертов составляет максимум тридцать три процента, причем часть ее теряется через систему охлаждения, часть – через систему выхлопа, а часть при торможении и разгоне, а также в пробках. Чтобы уменьшить потери, используется рекуперация энергии.
Рекуперация в автомобиле
При движении на автомобиле, особенно в условиях города, почти постоянно приходится разгоняться и тормозить. При разгоне мощность мотора тратится на увеличение скорости, а при торможении кинетическая энергия разогнавшегося авто просто теряется. Вот для того, чтобы частично ее использовать, существует система рекуперации энергии, благодаря которой осуществляется зарядка АКБ.
Наиболее простым способом это реализуется на гибридном автомобиле. При обычном режиме движения вспомогательный ДВС вращает генератор. Тяговые моторы получают от него питающее напряжение и крутят колеса. Когда машина тормозит, то генератор отключается, и уже колеса крутят тяговые моторы, а они начинают работать как генератор и вырабатывают электроэнергию, которая сохраняется аккумулятором. Вот таким образом в системе рекуперации, энергия торможения становится электроэнергией.
Подобный подход к использованию торможения возможен не только на гибридном автомобиле. Например, на многих машинах семейства bmw реализуется аналогичный способ, только несколько измененный. На некоторых моделях bmw при разгоне генератор не работает, что позволяет уменьшить нагрузку на двигатель, а также снизить потребление горючего. Когда же водитель начинает процесс торможения, то подключается генератор и начинает подзарядку АКБ.
Применение подобным образом рекуперации энергии торможения в автомобиле, для зарядки аккумуляторов, с питанием от них в дальнейшем бортовой электроники, достаточно традиционно. Как уже отмечалось, это позволяет добиться экономии топлива и повысить динамические характеристики, за счет расходования мощности двигателя исключительно на движение. Однако, это не единственный подход, который реализуют изготовители для рационального использования энергии на автомобиле в процессе торможения.
Система старт стоп с рекуперацией
Она реализована на машинах многих семейств – BMW, Audi и другие, успешно ее применяют в конструкции своих авто. Чаще всего ее назначение – экономия топлива, но зачастую при этом она работает совместно с режимом рекуперации энергии. Исследования показали, что до тридцати процентов времени, мотор работает на холостом ходу из-за остановок на светофорах, пробок и других помех движению. Вот в таких условиях применяется режим старт стоп.
Основой его является такой подход – при остановке (в пробке, на светофоре и т.д.) мотор глушится (стоп), а при необходимости начать движение запускается (старт). Все эти действия выполняет электроника, анализируя показания датчиков о режиме работы двигателя и выполняемых водителем действиях. В некоторых случаях этот процесс дополняется рекуперацией, торможение также способствует получению дополнительной зарядки АКБ.
Для того чтобы система, названная по используемому режиму старт стоп, работала успешно, необходимо наличие на машине усиленного стартера или стартер-генератора. В самом простом варианте система, принцип работы которой описан выше, позволяет экономить до восьми процентов топлива, а также снижает содержание вредных веществ в составе выхлопных газов. По оценкам специалистов, в ближайшем будущем не только машины BMW или Audi смогут работать в режиме старт стоп, но подобное станет чуть ли не обязательным для всех производителей.
Однако у ряда из них, система рекуперации энергии дополняет описанный подход. Да и не только рекуперация энергии торможения.
Управление работой генератора
Частично этот режим был затронут ранее, когда рассматривалась рекуперация на автомобилях BMW. Речь идет о том, что генератор отключается, когда машина разгоняется, что совместно с работой мотора в режиме старт стоп дает возможность снизить расход топлива. А вот при сбросе скорости подключается генератор и осуществляется зарядка АКБ.
Однако существуют условия, при которых старт стоп блокируется. Одним из них является уровень заряда аккумулятора. Когда он опускается до величины равной семидесяти пяти процентов от номинальной, то система отключается. Кроме того, водитель может принудительно отключить режим старт стоп с панели управления.
За и против подобной экономии
Стоит отметить, что не все так просто.
Очень широко рекуперация применяется на гоночных машинах, таких как Формула 1, на гибридных автомобилях, но и обычные авто, оснащенные подобными системами, позволяют более эффективно расходовать горючее и обеспечивают его экономию за счет использования энергии торможения и специальных режимов движения.