¿Un vehículo eléctrico que va cuesta abajo recupera energía?

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Tengo que modelar el comportamiento de un automóvil eléctrico. Para esto, uso estas ecuaciones y puedo observar "jugando" con parámetros que, al descender a velocidad constante, el automóvil tiene un consumo negativo (es decir, recupera energía). Me preguntaba si esto es realista?

mechanical-engineering electric-vehicles regenerative-braking Greg82
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ruptura regenerativa es la palabra clave que estás buscando
frenético de trinquete
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Es importante tener en cuenta que el frenado regenerativo es una característica que debe incorporarse intencionalmente en el diseño EV; No es una propiedad automática de ningún vehículo capaz de propulsión eléctrica. Por ejemplo, las bicicletas con motores de asistencia eléctrica no suelen tener una función de frenado regenerativo.
Aire
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Como feliz propietario del Modelo S90D, puedo decirle que la regeneración puede generar suficiente energía para detener el automóvil incluso en una bajada.
Carl Witthoft
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@ Air Si toma un motor eléctrico como está, es capaz de hacer ambas cosas: jugar al motor y jugar al generador. Pero tal vez la electrónica a su alrededor lo hace incapaz de ser un generador, por lo que eso debe agregarse nuevamente.
glglgl
Recuerdo haber leído un relato de un propietario de Tesla que vivía en la cima de un pequeño rango. Deliberadamente limitó la carga al 80% o 90% para poder aprovechar la ruptura regenerativa en su camino al trabajo. Ambos ahorraron energía y rompieron almohadillas.
NPSF3000

Respuestas:

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Depende de cuán empinada sea la colina. En una pequeña colina, la energía agregada por la gravedad aún no es suficiente para superar la fricción de rodadura y la resistencia al aire, por lo que el automóvil aún necesita energía para mantener la velocidad. En una colina más empinada, los dos pueden equilibrarse, por lo que no se usa energía y no se genera energía. En una colina lo suficientemente empinada como para requerir el frenado para controlar la velocidad, el automóvil recupera energía. Se llama frenado regenerativo. Si el automóvil va demasiado rápido, al aplicar los frenos se convierte el motor en un generador y se carga la batería.

marca
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Para agregar a esto, la mayoría de los vehículos modernos con motor de combustión tampoco usarán combustible en pendientes más pronunciadas que donde el equilibrio de energía se iguala. Los vehículos generalmente solo agregarán suficiente combustible para mantener el motor girando a ralentí, si es necesario, pero al rodar cuesta abajo pueden cortar el flujo de combustible por completo. Sin embargo, en el caso de un motor de combustión, el grado de equilibrio es un poco más pronunciado, ya que el vehículo también debe superar el efecto de frenado sin combustible debido a la compresión del motor.
J ...
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@J ... ¿Es esto completamente cierto? Sé que los motores diesel al menos usan el diesel para fines de lubricación.
SGR
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@SGR Sí, se llama Deceleration Fuel Cutoff (DFCO). Creo que incluso los vehículos diesel de pasajeros hacen esto. El diesel no lubrica el motor, lubrica el sistema de combustible.
J ...
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@SGR confirmado. Los motores con inyección de combustible se apagan por completo a menos que el acelerador o el control de aire inactivo soliciten energía. IAC es un regulador de velocidad mínima cuyo trabajo es evitar que el motor se detenga contra cargas variables, es decir, dirección asistida o aire acondicionado. Además, el combustible diesel no lubrica el sistema de combustible. Solía ​​hacerlo, pero luego eliminaron el azufre. El biodiesel hace un gran trabajo, incluso el 2.5% de biodiesel reemplazará la lubricidad perdida.
Harper - Restablece a Monica el
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Sin contar los autos más nuevos que realmente apagan el motor durante las unidades ... Inyección de combustible Los autos de transmisión manual han estado haciendo un corte de combustible durante la desaceleración en marcha durante un tiempo (carga del motor sin acelerador).
agente provocador
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Sí, ciertamente puede suceder. Para recargar la batería al descender, la velocidad de balanceo libre debe ser mayor que la velocidad que está intentando alcanzar. Eso significa que bajar la misma colina puede dar como resultado un resultado diferente dependiendo de la velocidad.

Por ejemplo, digamos que pones el auto en neutral y bajas por una colina en particular. Para la mayor parte de la colina, el auto se instala a 45 MPH. Si tuviera que conducir cuesta abajo a 35 MPH, entonces el sistema debería estar cargando un poco la batería. Sin embargo, si conduce a 55 MPH, se necesita energía adicional además de la asistencia por gravedad de la colina, la energía se toma de la batería para hacer funcionar el motor o motores.

Tengo un Honda Civic Hybrid, y cargar la batería al bajar una colina no es inusual.

Olin Lathrop
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@Harper Aero drag es polinomial, no exponencial, y cualquier función creciente de velocidad daría lugar a una velocidad terminal. La velocidad terminal surge simplemente cuando la velocidad es lo suficientemente alta como para que las fuerzas de arrastre cancelen cualquier fuerza que conduzca el vehículo hacia adelante.
David Richerby
No olvide que a velocidades proporcionalmente más altas, está ganando energía cinética más rápido. Siendo un factor lineal, lo que te salva es que la resistencia aerodinámica tiende a ser polinomial ... dándote una velocidad terminal ... pero eso es algo caprichoso del viento . El viento de frente de 20 kt se convierte en un viento de cola de 20 kt, la resistencia aerodinámica cae precipitadamente y podrías encontrarte con un problema.
Harper - Restablece a Monica el
Gracias, mi punto es que Aero Drag no es un contribuyente confiable para el frenado, ni es lo suficientemente recto para la velocidad de la terminal, por lo que es mejor que haya un plan B que no dependa de una batería a mitad de carga.
Harper - Restablece a Monica el
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ABB tren frenado regenerativo.

Algunos trenes suizos devuelven energía a la red al descender el paso de montaña que previamente escalaron. El artículo afirma que se recupera gran parte del 70%.

Monté el Jungfraujoch y el personal mencionado por cada 3 viajes por la montaña se recuperó suficiente electricidad para un viaje "gratis".

sjakubowski
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Las ecuaciones básicas que rigen un automóvil eléctrico son reversibles, por lo que un análisis simple diría que la batería se está cargando. En el mundo real, hay más complicaciones. En el caso de una bicicleta eléctrica, hay un trinquete que desconecta el motor de la rueda cuando la rueda va más rápido del motor (al igual que en una bicicleta normal, donde "regular" no incluye bicicletas de pista) si deja de pedalear, la rueda sigue moviéndose aunque la cadena no lo esté). En un automóvil eléctrico, el motor puede desconectarse de las ruedas, ya sea mecánica o eléctricamente. Los motores eléctricos generalmente no pueden manejar tanta potencia cuando se conduce hacia atrás como hacia adelante, por lo que los automóviles eléctricos están diseñados para limitar la cantidad de energía que se puede transferir de las ruedas a la batería. En ausencia de esas modificaciones, cada vez que las ruedas vayan más rápido que el motor, habrá electricidad fluyendo "hacia atrás". Si esa energía cargará la batería o freirá el motor es un asunto diferente.

Y si incluye el calor, todos los automóviles "recuperan" energía en cierto sentido cuando van cuesta abajo, ya sea a través del aumento de la energía cinética o al calentar las pastillas de freno.

Acumulacion
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Absolutamente. Esa "recuperación de energía" te matará.

Tome los trenes de carga de antaño. Durante el día, los distritos auxiliares involucraban máquinas de vapor adicionales que esperaban en la parte inferior de una montaña para ayudar a los trenes a subir. Hoy, es más importante ayudar a los trenes a bajar la colina con sus frenos regenerativos (dinámicos). Algunos ferrocarriles requieren que se agreguen unidades adicionales para el frenado dinámico, ¡incluso para un tren que podría subir la colina! La mejor práctica es planear usar principalmente o solo freno dinámico, lo que también ahorra dinero.

Los trenes de vapor arrastraban torpemente los frenos por la montaña, llenando el valle de humo gris.

Los frenos automotrices (de gas o eléctricos) no tienen suficiente humo gris, por lo que necesitan frenos del motor ... excepto que los automóviles eléctricos no pueden hacerlo .

Ese ha sido un gran problema, especialmente para las conversiones DC iniciales / homebrew. Al igual que los trenes de carga, podían subir colinas que no podían bajar.

Incluso un automóvil en regeneración tiene un problema, si el propietario recarga la batería en Summit.

Es decir, cuando un automóvil eléctrico pierde la capacidad de regenerarse debido a que sus baterías están llenas, su único inconveniente son los frenos de fricción, y como se discutió , tampoco pueden soportar una degradación. Están jugando con el frenado dinámico "hacer calor" de estilo locomotor, pero no sé qué tan avanzado está. Ellos lo necesitan

Por "no tengo suficiente humo gris" quiero decir que los frenos automotrices no están diseñados ni clasificados para descender una pendiente de montaña continua.

Harper - Restablece a Monica
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Sus afirmaciones sobre los autos eléctricos también son incorrectas. Mientras que los autos eléctricos tienen frenado regenerativo, los usan en conjunto con los frenos de fricción tradicionales. (No solo por las razones que mencionó, sino también porque el frenado regenerativo no proporcionaría suficiente potencia de frenado para una parada de emergencia.)
duskwuff
@DavidRicherby su experiencia no es mía, pero he realizado algunas modificaciones para tratar de acomodar su experiencia.
Harper - Restablece a Monica el
@duskwuff, es posible que te estés perdiendo una gran parte del contexto, por supuesto, los sistemas eléctricos tienen frenos de fricción (simplemente no son útiles), pero veo dónde superé rápidamente los puntos relevantes. Lo he engrosado. También he hecho la pregunta técnica sobre electricidad aquí , estoy bastante seguro de que sé la respuesta, pero ya veremos.
Harper - Restablece a Monica el
@ Harper Fair, gracias. He eliminado mis comentarios, ya que ya no son muy relevantes.
David Richerby