Rekuperacja w samochodach elektrycznych i hybrydowych. Czym jest i jak działa?

Czym jest i jak działa hamowanie rekuperacyjne?

Czym jest rekuperacja? Z punktu widzenia kierowcy hamowanie rekuperacyjne jest bardzo proste. Wystarczy zdjąć nogę z pedału gazu albo lekko nacisnąć hamulec, a do akumulatora hybrydy popłynie prąd elektryczny. Dodatkowo, kierowca może zwykle zobaczyć, jak bateria się zapełnia – na wyświetlaczu między zegarami lub w systemie informacyjno-rozrywkowym. Całość wygląda dość prosto i w rzeczywistości nie ma w tym nic zbyt skomplikowanego. Nazywa się to rekuperacją.

Cały dowcip, jeśli możemy to tak nazwać, polega na tym, że silnik elektryczny staje się generatorem. Ogromną zaletą silników elektrycznych w samochodach hybrydowych, a nawet czysto elektrycznych, jest to, że mogą one zarówno napędzać, jak i hamować samochód.

Działa to podobnie jak dynamo w rowerze. Część energii, którą rowerzysta wkłada w pedałowanie, jest przekształcana w prąd elektryczny, który zapala żarówkę. Młodsi prawdopodobnie tego nie pamiętają, ale przed pojawieniem się świateł LED, rowery były często wyposażone w dynamo, które było zasilane przez obrót przedniej opony. Jednak gdy dynamo działało, jazda była nieco bardziej uciążliwa, bo dynamo stawiało pewien opór.

W samochodzie elektrycznym jest bardzo podobnie. Silnik elektryczny prądu stałego w razie potrzeby zamienia się w dynamo, które stawia opór podczas jazdy. Wielkość tego oporu, tj. ilość wytwarzanej mocy kontroluje kierowca za pomocą pedału hamulca.

Zwykle ustawione są pewne wartości domyślne (a nawet to można często zmienić w kilku krokach), dzięki czemu energia kinetyczna jest przekształcana w energię elektryczną, nawet gdy stopa jest zdjęta z pedału przyspieszenia. Energia ta jest magazynowana w akumulatorze i wykorzystywana do zasilania samochodu, gdy musi on ponownie przyspieszyć. Nawiasem mówiąc, skuteczność hamowania rekuperacyjnego wynosi około 80%.

Rekuperacja nie zawsze jest możliwa i sensowna

Cała ta idylla rozpada się w dwóch sytuacjach. Pierwszą z nich jest potrzeba ostrzejszego hamowania, kiedy hamowanie rekuperacyjne po prostu nie wystarcza i potrzebne są konwencjonalne hamulce cierne. Spokojniejsi i bardziej przewidujący kierowcy prawdopodobnie nie doświadczają tego tak często, ale czasami może dojść do sytuacji kryzysowej i wtedy wydajność schodzi na dalszy plan, a część energii kinetycznej jest przekształcana w ciepło.

Kolejny problem pojawia się przy w pełni naładowanym akumulatorze. Generator nie może przeładować akumulatora i gdzieś w okolicach 90-95% naładowania akumulatora nie jest już możliwe przekazywanie energii do akumulatora ze zbyt dużą mocą. Oczywiście producenci samochodów biorą to pod uwagę. W tym momencie rekuperacja samochodu elektrycznego stopniowo zanika albo całkowicie się wyłącza i ponownie włączają się hamulce tarczowe lub bębnowe.

ZOBACZ RÓWNIEŻ: Używane baterie z samochodów elektrycznych. Czy trafiają na złom?

Wady hamowania rekuperacyjnego

Choć brzmi to dziwnie, system ten ma też pewne słabości. Główna z nich to prawdopodobnie nie zawsze do końca udane wdrożenie systemu ze strony producenta. Dość trudno jest dopasować system rekuperacji i układ hamulcowy tak, aby kierowca nie mógł stwierdzić, kiedy hamuje czym. Obecnie zwykle się to udaje, ale wcześniej w niektórych samochodach było to dość zauważalne, gdy hamulce były włączone. Niektórzy kierowcy uważali to za nieco irytujące.

Innym problemem są same hamulce, zwłaszcza hamulce tarczowe. Dzieje się tak dlatego, że podczas płynnej jazdy pojazdem elektrycznym lub hybrydowym dosłownie się rozluźniają, a tarcze zaczynają korodować. W normalnym samochodzie też się to zdarza, zwłaszcza przy dłuższych przestojach. W tym przypadku nie jest to wielki problem. Już przy pierwszym lekkim hamowaniu kierowca będzie wiedział, że hamulce nie wykonują swojej pracy w 100%. Chodzi o to, że samochód elektryczny lub hybrydowy naprawdę dużo hamuje regeneracyjnie, co może okazać się zgubne dla hamulców.

Gdy nadchodzi prawdziwy kryzys, tłuste tarcze nie hamują optymalnie i zwalniają przez jedną czwartą dystansu dłużej. Nie jest więc złym pomysłem, aby hamować mocno dwa lub trzy razy w tygodniu, aby usunąć skorodowaną warstwę i sprawić, by wszystko działało tak, jak powinno.