題:
什麼是再生製動,為什麼我們不使用它?
Max Goodridge
2016-01-11 01:39:11 UTC
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我知道許多電動汽車都使用再生製動,通過將原本會損失的熱能轉換成更有用,可重複使用的能源,使汽車變得更加高效。

Regenerative Braking

當然,必須有某種方法設計一種新的製動設計,以允許在由常規內燃機驅動的更傳統的汽車上使用該技術。

我不明白的是:

  • 什麼是再生製動?
  • 為什麼我們只能在電動和混合動力汽車上使用再生製動?
  • 為什麼沒有理由不能使用這種巧妙的製動技術來增加曲軸的功率或減少燃油消耗?

圖片來源: http://sjam4uphysics.pbworks.com/w/page/38936885/Regenerative%20Braking

發動機已經給電池充電了足夠多的能量,那麼從剎車中回收的能量將如何處理?在典型的僅由內燃機驅動的汽車上,通過再生製動解決了什麼問題?
該想法是使用制動器的額外能量來減少燃油消耗和/或增加發動機的動力輸出。
對。如果沒有電動機和更堅固的電池系統,您該怎麼辦?
我不知道它是如何工作的,所以我看不到為什麼沒有辦法在沒有電動機的情況下制動時將當前浪費的能量轉換成更有用的能量?
我要說明的是,如果對具有直接由內燃機驅動的動力傳動系統的汽車進行再生製動,則可能最終不得不將其轉換為混合動力設計,以便利用減速時制動器產生的能量。
那將是顯而易見的解決方案,但是您是在說,沒有工程設計的再生製動技術可用於非混合動力汽車嗎?
如果有人沒有擊敗我,我將提供一個答案,概述為什麼當我有機會坐在電腦前時我認為那是不可能的。在5英寸的屏幕上寫字有點長。我不是汽車工程師,但是我看到了執行建議所遇到的障礙。
一定。作為一個沒有機械工程背景的人,我很想知道。
這是經濟問題。對於電動汽車或混合動力汽車,您已經擁有電池和電動機,因此添加再生製動僅需調整制動即可。這仍然相當複雜(例如,再生製動在不同的速度下具有截然不同的動力-當您變慢時,它幾乎不會制動,因此您仍然必須補充常規制動),但不是很沉重。要在“普通”汽車上添加相同的東西,您需要添加額外的電機,電池,更好的變速箱...由於重量和資本成本,這很可能會導致淨虧損。
好的,不是不是不能在正常的標准上實施,而是投資回報率很低,因此對非電動汽車沒有實際意義嗎?確實有道理。
六 答案:
Bob Cross
2016-01-11 08:08:05 UTC
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tl; dr:我們願意。只是很貴。

電動和化學能源電動機之間的區別之一是,電氣系統使捕獲和保留能量(例如電池)更加方便。您需要做的就是在製動時利用感應在車輪處產生電流。將電流指向該電池,您將保留原本會浪費的能量。

使用化學能馬達,儲存多餘的能量要困難得多。例如,我們不能使用制動器產生更多的汽油。但是,可以在 KERS之類的物體中保留動力學能量。這將在製動中使用能量來旋轉飛輪。然後,該飛輪可在需要時用於額外的動力。

不幸的是,KERS裝置價格昂貴,並且需要大量額外的工程設計(確切地說,您將如何使旋轉的飛輪真正推動汽車前進?)。它們也不常見,因此無法從規模經濟中受益。

所有這些,它們確實起作用。一級方程式賽車已將它們作為傳遞助推系統發揮了巨大作用。我不會在旅途中使用這種功能,但是我很樂於嘗試任何能幫助我從一加侖汽油中獲得更大吸引力的功能。

飛輪還有其他副作用,例如陀螺儀效果。
+1表示“無法使用制動器產生更多的汽油”。搞定了。
Steve Matthews
2016-01-11 17:01:02 UTC
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回答“什麼是再生製動,為什麼不使用再生製動?”這一問題,我們做到了。在正常制動的情況下,通過將製動器在製動盤中轉化為熱量,從而消除了汽車的前衝動量,隨後耗散並損失了這些動量。通過再生製動,汽車的運動不會因熱量而散失到大氣中,而是轉化為電能並存儲在汽車電池中。

Volkswagen Bluemotion系列汽車(我其他製造商對此很有信心,但我敢肯定大眾汽車確實有一個非常複雜的交流發電機。當汽車檢測到由於施加在製動器上的壓力而使其減速並且汽車仍處於行駛檔並且離合器處於上升狀態時,交流發電機將進入一種模式,在該模式下,它從驅動器汲取更多的動力。該驅動器通常來自發動機,但在製動情況下,僅通過變速箱提供,並且可以有效地抵抗傳動系統運行。 此處此處

有更多信息,我很欣賞這與F1賽車使用的規模不盡相同,但是形式的再生製動,如今已在公共道路上使用。

vini_i
2016-01-11 22:37:14 UTC
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再生製動是一種存儲能量的系統,該能量會因制動中的熱量而損失掉。儘管這些系統聽起來不錯,但它們也帶來了許多自己的問題。

  1. 在進入能量存儲和發電之前,實際的行車製動器變得非常複雜。為了使再生製動正常工作,再生製動器在工作時不能踩剎車。進一步的再生製動器僅在高速運轉時,並在減速時失去其作用。這需要進行過渡,在高速時,再生製動器會使您減速,而常規制動器則不會,而當您減速時,再生製動器的作用將越來越小,而常規制動器最終將使您停下來。該系統使製動踏板感覺正常,而常規制動器什麼也不做,然後讓您平穩地過渡到常規制動,同時您注意到發生的切換非常複雜,而且很難完美實現。豐田在普銳斯(Prius)遇到了該系統的問題,在過渡期間斷裂損失了半秒鐘,使人們感到非常不舒服。
  2. 儲能是一個巨大的問題。在混合動力車中,一切聽起來都很棒,只需給電池充電,實際上,汽車在停車期間產生的能量遠遠超過了電池實際吸收的能量。如果停車很快,那麼問題將進一步加劇。 @BobCross提到的系統是KERS。通過將電動機/發電機與飛輪結合,無法直接進入電池的額外再生能量將使飛輪旋轉。然後,隨著時間的流逝,能量便轉換為電能,為電池充電。這些系統非常重且昂貴。另一個系統正在使用超級電容器。多餘的能量被傾倒入超級電容。問題是,當能量存儲在電容器中時,如果不進行調節就不是超級有用。電容器中的電壓下降非常快。如果存儲高電壓,則需要係統將電壓降低至有用電壓。如果存儲的電壓不超過電池,則需要一個系統將電壓升高到有用的水平。超級電容器也相當昂貴。
  3. ol>

    混合動力車和電動汽車已內置電氣系統,以利用再生製動的優勢。所有這些問題在直式汽油機中進一步加劇。需要安裝新系統,不能利用現有系統來提供再生製動,這增加了費用。很難在這樣的系統上賣給某人,這會使汽車的價格增加5千美元,該汽車在城市中具有更好的燃油經濟性,但在高速公路上卻遭受損失。

    福特正在開發一種系統,當您停下來時,正排量泵會為液壓蓄能器充氣。當再次起飛時,液壓通過泵反向傳遞,將其轉變為電動機,以幫助從停止位置開始。該系統適用於大型卡車,而該系統的尺寸不會太大。另外,系統聲音很大,容易洩漏。

您是否知道使用此功能的任何模型?如果我沒記錯的話,威廉姆斯F1贏得了與英國多家大型本地運輸公司的合同,以安裝KERS類型的系統,該系統類似於F1先前規則集中使用的KERS類型系統,當時使用的是KERS而非MGU-K / H。
-1
不錯,TY供參考。您聽說過Williams KERS卡車附加組件嗎?
我沒有@DucatiKiller。
我錯了,那是公共汽車。看一看。 http://www.wired.com/2014/07/f1-kers-london-buses/
沒有理由讓再生製動器不能同時與摩擦制動器一起使用。普銳斯(Prius)遇到問題並非不可能。
@DmitryGrigoryev再生斷裂確實適用於摩擦斷裂。當首先從高速停止時,只有再生製動使您減速,然後摩擦制動繼續進行,而再生製動仍在起作用,但效果較差。摩擦與再生的比率將緩慢地向摩擦轉移,最終摩擦制動器將使您停下來。
@vini_i因此,制動力損失了半秒鐘的過渡實際上是普銳斯問題,而不是再生製動問題。您的回答聽起來像所有再生製動器都存在此問題,事實並非如此。
@DmitryGrigoryev普銳斯(Prius)並不是唯一具有這種再生性制動摩擦制動過渡的車輛。我是說系統很複雜,由於這種複雜性,像普銳斯(Prius)這樣的打can可能發生。問題在於,為了使再生中斷有效地工作,需要過渡,這是再生製動的問題。
您可以從一開始就應用摩擦制動和再生製動。我不明白為什麼會有片刻半秒鐘沒有剎車的瞬間。儘管我同意同時管理兩種制動器比一種更為複雜。
-1
在高速公路上遭受痛苦?真?在高速公路上,您不會加速,因此不會增加重量。重要的是額葉面積和空氣阻力係數,它們是相同的。混合動力車可以更輕鬆地使用模擬的Atkinson循環引擎,該引擎的效率提高了很多。因此,將非混合動力汽車變成混合動力汽車的$ 5k系統實際上也會略微改善燃油經濟性,儘管該市將獲得主要收益。
stolenmoment
2016-04-02 00:00:51 UTC
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柴油-電力鐵路機車確實使用再生製動,但他們稱其為“動態制動”。而且,它們不存儲能量,而是通過屋頂的電阻器網格和風扇將其吹散。

但是牽引電動機(通常是每個車軸一個)由火車的動量驅動並作為發電機運行。

可悲的是,絕大多數的電動軌道系統完全不能適應再生製動。如果在特定位置制動的汽車多於機動車輛,這將使手推車電壓升高得很高,因為它試圖將有用的電流推到其他汽車正在駕駛的系統的遠處。那可能會破壞東西。如果總制動量超過總機動量,則??? -變電站必須重新發電回電網,否則汽車上的智能設備將不得不退縮。難題。
Chris Johns
2016-07-22 02:23:55 UTC
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再生製動僅在電動或混合動力汽車上才真正有用,原因很簡單,原因是它們有辦法利用存儲的能量。同樣,一旦您將電動機作為動力傳動系統的一部分,就可以內置再生製動(至少在硬件方面),因為您只需使用現有的電動機和發電機,然後將發電的能量轉移到電池中,以備後用使用。

從本質上講,除了混合動力汽車以外,在其他任何事物上都使用再生製動是沒有意義的,事實上,具有再生製動是混合動力汽車的一個很好的定義。

雖然沒有理由不能使傳統的IC發動機汽車配備再生製動系統,除非您要使用該動力來驅動汽車,否則您並沒有真正實現您將增加很多額外的重量和復雜性來存儲您無法使用的電能。

還有一個問題,在長途公路/高速公路上,即使輔助電子系統的需求很小(燈光,點火,收音機,為啟動電池充電等),您可能也做不到足夠的製動。因此您甚至可能無法獲得不需要交流發電機的優勢。

Harper - Reinstate Monica
2017-02-08 01:05:39 UTC
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我們可以做第二件事。

前方1/2英里(800m),我看到一盞淡黃的燈。以60 mph(100kph)的速度行駛30秒。而且我知道,燈光大約需要35秒的周期,再加上10秒的停放汽車才能行駛。

我一直在施加持續動力以保持速度。我將繼續這樣做25秒鐘,然後進行5秒鐘的牢固制動並停止。玩手機15秒鐘,然後就在路上。

或者... ,我立即進入空閒狀態。我的車滑行了。在發動機保持運轉的狀態下,我的動力是推動(旋轉)發動機,以獲得輕度的製動效果,因此噴油器完全關閉。我的速度逐漸變慢... 55 ... 50 ... 45 ...一點點力量... 40(65kph)... flip 當我還在的時候,燈變成綠色後退1/8英里(200m)。停下來的汽車打開包裝,我準確地確定何時接通電源。 從不剎車。

在第一種情況下,有兩次能量交換。首先,燃料用於行駛3英里(600m)以保持巡航。其次,制動能量在最後1/8英里處散失。這些不僅幾乎相等,而且它們的能量相同。如果我們進行適當的再生,則可以將其從電流表上讀出,並從中導出實際的焦耳。

在第二種情況下,根本沒有。燃油不消耗,制動能量也沒有消耗。達到了再生製動的效果,但是沒有任何轉換損失。

當然,這是一種教育方法,而不是技術方法,但是有效。即使在具有再生能力的電動汽車上,它仍然比再生電動汽車更有效-實際上,在電動汽車上它的運行效果甚至更好,因為您可以獲得更好的“慣性”-無需使用阻力旋轉引擎僅提供製動和轉向輔助。



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