Comment fonctionne le freinage régénératif?

Les véhicules hybrides et tout électriques créent leur propre puissance pour recharger la batterie grâce à un processus appelé freinage régénératif (mode régénération). Nous avons expliqué ce qu'est le freinage régénératif et comment le processus fonctionne en termes généraux, mais de nombreuses personnes s'intéressent aux écrous et boulons plus profonds de la production d'électricité. Ils comprennent que dans un véhicule hybride ou tout électrique, le mot «régénératif», en termes de freinage régénératif, signifie capter l'élan du véhicule (énergie cinétique) et le transformer en électricité qui recharge (régénère) la batterie de bord à mesure que le véhicule ralentit. vers le bas et / ou l'arrêt. C'est cette batterie chargée qui à son tour alimente le moteur de traction électrique du véhicule. Dans un véhicule tout électrique, ce moteur est la seule source de locomotion. Dans un hybride, le moteur fonctionne en partenariat avec un moteur à combustion interne. Mais ce moteur n'est pas seulement une source de propulsion, c'est aussi un générateur.

Tout moteur à aimant permanent peut fonctionner comme un moteur ou un générateur. En tout électrique et hybride, ils sont plus précisément appelés moteur / générateur (M / G). Mais les technologiquement curieux veulent en savoir plus, et ils demandent souvent "Comment, et par quel mécanisme ou processus, l'électricité est-elle créée?" C'est une bonne question, donc avant de commencer à expliquer comment les M / G et le freinage régénératif fonctionnent dans les véhicules hybrides et électriques, il est important d'avoir des connaissances de base sur la façon dont l'électricité est générée et le fonctionnement d'un moteur / générateur.. 

Alors, comment fonctionne un moteur / générateur dans un véhicule électrique ou hybride?

Quelle que soit la conception du véhicule, il doit y avoir une connexion mécanique entre le M / G et la transmission. Dans un véhicule tout électrique, il pourrait y avoir un M / G individuel à chaque roue ou un M / G central connecté à la transmission via une boîte de vitesses. Dans un hybride, le moteur / générateur pourrait être un composant individuel entraîné par une courroie accessoire du moteur (un peu comme un alternateur sur un véhicule conventionnel - c'est ainsi que fonctionne le système GM BAS), ce pourrait être une crêpe M / G qui est boulonné entre le moteur et la transmission (c'est la configuration la plus courante - la Prius, par exemple), ou il peut s'agir de plusieurs M / G montés à l'intérieur de la transmission (c'est ainsi que les deux modes fonctionnent). Dans tous les cas, le M / G doit être capable de propulser le véhicule ainsi que d'être conduit par le véhicule en mode régénération.

Propulser le véhicule avec le M / G

La plupart, sinon la totalité, des hybrides et électriques utilisent un système de commande électronique des gaz. Lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée, un signal est envoyé à l'ordinateur de bord, qui active en outre un relais dans le contrôleur qui enverra le courant de la batterie via un onduleur / convertisseur au M / G provoquant le déplacement du véhicule. Plus la pédale est enfoncée, plus le courant circule sous la direction d'un contrôleur à résistance variable et plus le véhicule avance vite. Dans un hybride, selon la charge, l'état de charge de la batterie et la conception de la transmission hybride, un accélérateur lourd activera également le moteur à combustion interne (ICE) pour plus de puissance. Inversement, un léger soulèvement sur l'accélérateur diminuera le flux de courant vers le moteur et le véhicule ralentira. Le fait de soulever davantage ou complètement hors de l'accélérateur entraînera le changement de direction du courant - déplacer le M / G du mode moteur au mode générateur - et commencer le processus de freinage régénératif.

Freinage régénératif: ralentissement du véhicule et production d'électricité

C'est vraiment le but du mode régénération. Avec l'accélérateur électronique fermé et le véhicule toujours en mouvement, toute son énergie cinétique peut être captée pour ralentir le véhicule et recharger sa batterie. Comme l'ordinateur de bord signale à la batterie de cesser d'envoyer de l'électricité (via le relais du contrôleur) et de commencer à la recevoir (via un contrôleur de charge), le M / G cesse simultanément de recevoir de l'électricité pour alimenter le véhicule et commence à renvoyer le courant à la batterie pour la charger.

Rappelez-vous de notre discussion sur l'électromagnétisme et l'action du moteur / générateur: lorsqu'un M / G est alimenté en électricité, il produit de l'énergie mécanique, lorsqu'il est alimenté en énergie mécanique, il produit de l'électricité. Mais comment la production d'électricité ralentit-elle le véhicule? Friction. C'est l'ennemi du mouvement. L'armature du M / G est ralentie par la force du courant inducteur dans les enroulements lorsqu'il passe sur les pôles opposés des aimants dans le stator (il combat constamment la poussée / traction des polarités opposées). C'est ce frottement magnétique qui sape lentement l'énergie cinétique du véhicule et aide à frotter la vitesse.