Az elektromos kerékpár regeneratív fékezésének magyarázata

A legtöbb tanács a regeneratív fékezésről úgy hangzik, mintha ingyenes energiát rejtene a fékkarban. Egy e-kerékpáron ez túlzás. Az elektromos kerékpárok regeneratív fékezése csak a sebességed egy részét nyeri vissza, és a tényleges haszon a motor típusától, a domboktól és attól függ, milyen gyakran lassítasz.

Ha az ingázásod sík és egyenletes, a regeneráció nem fogja megváltoztatni az akkumulátor élettartamát. Ha dombokon, közlekedési lámpákon vagy hosszú lejtőkön mész át, akkor csendesebb, praktikusabb módon lehet hasznos, azaz lágyítja a megállásokat és csökkenti a fék kopását. Ez az őszinte verzió, és jobb kiindulópont, mint bármilyen marketing állítás.

Mit csinál valójában a regeneratív fékezés egy e-kerékpáron

A legtöbb kerékpáros először hall a regenerációról, és azt feltételezi, hogy az olyan, mint egy rejtett akkumulátor erősítő. Nem az. A regeneratív fékezés a kerékpár mozgási energiájának egy részét elektromos energiává alakítja, visszaküldi az akkumulátornak, a maradék pedig hőként, légellenállásként és gördülési ellenállásként vész el.

Az a rész, amit az emberek először éreznek

A kerékpáros általában két dolgot vesz észre először, mielőtt az akkumulátor töltését észrevenné. A kerékpár simábban lassul, és a fékbetétek kevesebbet kopnak. Ennek az az oka, hogy a motor segít létrehozni a fékezőerőt, ahelyett, hogy az összes energiát súrlódássá alakítaná a betéteknél és a tárcsánál.

Gyakorlati szabály: ha a lejtőkön nyugodtabbnak érzed az utazást, és a fékbetétek tovább bírják, a regeneráció hasznos munkát végez, még akkor is, ha az akkumulátor töltése kicsi.

A csapda egyszerű. Egy kerékpár tömege messze nem éri el egy autóét, így kevesebb lendületet tud hasznosítani, és a fékezési események rövidek. Nem tudsz visszanyerni olyan energiát, ami soha nem halmozódott fel, és nem kaphatod vissza az összes energiát, amit a mászásra, gyorsításra és a levegő áttörésére fordítottál.

Ami tényleg számít az ingázónak

Inkább a napi ingázónak a regeneráció nem a „ingyenes kilométerekről” szól, hanem a kontrollról. Egy hosszú lejtőt kevésbé rángatósnak érezhet, és csökkentheti, hogy milyen gyakran kell erősen mechanikus féket használnod. Ez fontos a nedves brit utakon, a meredek európai városi utcákon és a forgalmas, megállás-indulásos útvonalakon, ahol folyamatosan kis sebességváltozások vannak.

A legegyszerűbb, ha így gondolunk rá. A regeneratív fékezés egy fék rendszer fejlesztés akkumulátor bónusszal, nem pedig egy akkumulátor fejlesztés fékekkel. Ha ezt megjegyzed, a téma többi része sokkal kevésbé lesz zavaros.

Hogyan működik a technológia lépésről lépésre

A legegyszerűbb módja az elektromos kerékpár regeneratív fékezésének megértésére, ha azokat az alkatrészeket nézzük, amiket már ismersz. A motor és a generátor gyakran ugyanaz a hardver. Amikor a kerék a megfelelő beállításban forgatja a motort, ugyanaz az egység képes áramot visszaküldeni, ahelyett, hogy az akkumulátorból venne áramot.

Videó:

Mi történik a fékkarnál

Ha meghúzod a fékkart, a vezérlő érzékeli a jelet, és megváltoztatja a motor feladatát. Ahelyett, hogy segítené a kerék előre forgását, ellenállást ad hozzá. A mozgó kerék így visszafelé hajtja az áramot a rendszerben, az akkumulátor felé.

Egy kézi hajtókaros generátor ugyanazon az elven működik. Forgasd a kart, és áramot termel. Egy e-kerékpárnál a kerék válik hajtókarrá fékezéskor, a motor pedig generátorrá az adott pillanatban.

Az érzés attól függ, hogyan van hangolva a vezérlő. Néhány kerékpárnál a kar egy kis holtjátékon megy át, mielőtt a regeneráció bekapcsol, majd a fékezőhatás erősödik, ahogy erősebben szorítod. Mások élesebben keverik az elektromos és a mechanikus fékezést, ezért az egyik kerékpár kontrolláltabbnak, a másik esetleg ügyetlenebbnek tűnhet.

A hardvernek készen kell állnia rá.

A funkció csak akkor működik, ha a kerékpár erre van tervezve. A regenerációhoz olyan motor kell, amely visszaforgatható, olyan vezérlő, amely fogad regenerációs jelet, és olyan hajtásrendszer, amelyben nincs szabadonfutó a kerék és a motor között. Ha ezek közül valamelyik hiányzik, az áram nem tud a megfelelő irányba áramolni.

Ezért tűnik az ötlet univerzálisnak, de valójában nem az. A kerékpárt már a regenerációra kell tervezni az elejétől fogva, vagy a megfelelő alkatrészekkel kell átalakítani. Egy kijelző vagy firmware-frissítés önmagában nem változtatja meg a mechanikai felépítést. Az akkumulátor élettartamának kontextusáért lásd a elektromos kerékpár akkumulátor élettartam tippeket és ápolást, mert az, ahogyan töltöd és tárolod az akkumulátort, befolyásolja, mennyire hasznosnak érzed a regenerációt idővel.

Inkább a kontrollról szól a regeneráció egy ingázó számára, nem a plusz kilométerekről.

Napi tekerés során a regeneráció akkor számít igazán, amikor az útvonal lehetőséget ad a motornak a munkára. Hosszú lejtők, ismétlődő lassítások és megállás-indulás forgalom több esélyt ad a rendszernek az energia begyűjtésére és a fékek kopásának csökkentésére. Síkságon kevesebb mozgás van, amit vissza lehet nyerni.

Ez az a rész, ami a felhajtásban elveszik. Az elektromos kerékpár regeneratív fékezése elsősorban egy vezérlőeszköz, másodsorban pedig energia-visszanyerő eszköz. Lehet, hogy a lejtőn való haladást nyugodtabbá teszi, és csökkenti a fékbetétek használatának gyakoriságát, de a haszon mértéke a tereptől, a sebességváltozásoktól és a váz alatti motor típusától függ.

Mennyi energiát nyersz vissza a valóságban?

A számok azok, ahol a túlzás általában megbukik. Egy szabályozott tesztben egy e-kerékpár regeneratív fékezési tanulmány 30,9%-os hatékonyságot jelentett, 792 Wh visszanyerve, és a nettó energiafelhasználás 2,516 Wh-ról 1,724 Wh-ra csökkent. Ez jelentős eredmény, de kedvező tesztfeltételekből származik, nem egy átlagos sík ingázásból. A forrás hasznos, mert a maximumot mutatja, nem a napi átlagot. Az akkumulátor méretéről és arról, hogy ezek a wattórák mit jelentenek egy szélesebb járműviteli kontextusban, egy háttéranyag az EV akkumulátor kapacitásáról és hatótávolságáról hasznos.

A laboratóriumi és az utcai adatok nem ugyanazok

Egy 2015-ös közlekedésmérnöki tanulmány a regenerációt 6% és 14% között találta a vezetési körülményektől és az utcai lejtőtől függően, egy Ruse városi teszt pedig 5,5%-ot mért több mint 215 km alatt. Ugyanez a tanulmány leírt egy lejtmenetet 25 km/h-val 60 másodpercig egy 420 m lejtőn, amely körülbelül 0,17 Ah-t regenerált egy 9 Ah akkumulátorba. Ez hasznos emlékeztető arra, hogy a lejtő, a sebesség és a megállásokkal tarkított vezetés sokkal fontosabb, mint a szlogenek. A tanulmány itt található.

Egy másik mérnöki tanulmány a fékezési energia-visszanyerés hatékonyságát 25,7%-nak találta kínai vezetési körülmények között, 22,9%-nak az európai ECE ciklus alatt, és 19,0%-nak a japán 10.15 ciklus alatt, valamint egy teszteredményt 28,4%-kal 20 A vezérlőáramnál. Ezek az eredmények szabályozott tesztelésből származnak, de mégis megerősítik ugyanazt a pontot. A regeneráció jelentős lehet, ha a beállítás és az útvonal kedvező. A tanulmány itt található.

A gyakorlati tanulság egyszerű. Síksági, egyenletes haladás során kevés energiát lehet visszanyerni. A dombos útvonalak és a megállás-indulásos közlekedés több lehetőséget ad a regenerációnak, hogy számítson. Egy ingázó, aki lejtőn halad vagy lassít a lámpáknál, több előnyt fog látni, mint aki egy sík kerékpárúton gurul.

Az akkumulátor használati szokásai is befolyásolják, mennyire hasznosnak érzi a regenerációt az idő múlásával. Ha az akkumulátor már majdnem lemerült, vagy ha a töltési és tárolási szokások rosszak, a visszanyert extra energia nem fogja jelentősen megváltoztatni az utazást. Hasznos kiegészítő olvasmány az ez az e-kerékpár akkumulátor forrás, amely ugyanazt a kérdést az akkumulátor oldaláról vizsgálja. A motorválasztás is számít, így a hajtáslánc hardverét összehasonlító kerékpárosok érdemes lehet elolvasniuk a legjobb motor típus a szerszámgépekhez című anyagot is, mivel a kefés és kefementes kialakítások segítenek megérteni, miért hajt vissza tisztán néhány motor, míg mások nem.

A regenerációt támogató és nem támogató motor típusok

A kompatibilitás az, ahol sok kerékpáros elakad. A regeneratív fékezés a motor elrendezésétől függ, így az első kérdés nem az, hogy egy kerékpár általában rendelkezik-e regenerációval, hanem az, hogy az adott motor képes-e energiát visszaküldeni a vezérlőn keresztül. A közvetlen hajtású agymotorok egyértelmű igenek, a fogaskerekes agymotorok általában nem, és a középmotoros rendszerek szinte mindig a nem oszlopban vannak.

Miért a közvetlen hajtású agymotorok a legmegfelelőbbek

A közvetlen hajtású agymotor nem használ belső kuplungot, amely leválasztja a kereket a motorról. Ez fontos, mert a regenerációnak szüksége van erre a mechanikai kapcsolatra. Amikor a kerék fékezés közben forgatja a motort, a vezérlő az így keletkező mozgást visszavezetheti töltőáramként. Az EBikes.ca elmagyarázza, hogy a regeneráció elvileg elérhető közvetlen hajtású agymotorokon, és csak néhány fogaskerekes agymotoron, ha azok nem szabadonfutók. A regeneráció áttekintését itt találja: itt.

A fogaskerekes agyváltók általában tartalmaznak szabadonfutó kuplungot. Ez a kialakítás segít pedálozás vagy gurulás közben, mert csökkenti a súrlódást, de megszakítja azt a kapcsolatot, amire a regenerációnak szüksége van. A középmotorok a hajtáslánc más részén helyezkednek el, és a lánc- és kuplungelrendezésük általában megakadályozza, hogy a motor a regenerációhoz szükséges módon visszaforgassa a hajtást.

Mit jelent valójában a retrofit

Ha egy kerékpárt nem erre a regenerációra terveztek, egy menübeállítás általában nem adja hozzá később. Megfelelő motorra és olyan vezérlőre van szükség, amely fogad regenerációs bemenetet. A vezérlő csak annyit tud tenni, amennyit a motor elrendezése lehetővé tesz az energia visszavezetésére.

Ha egy kereskedő azt mondja, hogy „valószínűleg később engedélyezhető”, kérdezze meg, hogy a motor közvetlen hajtású-e, szabadonfut-e, és hogy a vezérlő fogad-e regenerációs bemenetet. Ha ezekre a válaszok nem egyértelműek, feltételezze, hogy nem.

Azoknak az olvasóknak, akik szélesebb körben hasonlítják össze a motorcsaládokat, ez az áttekintés jól kiegészíti az elektromos kerékpár motor típusairól szóló anyagot. Ha pedig egy egyszerű mechanikai összehasonlítást szeretnél egy másik területről, a legjobb motor típus kéziszerszámokhoz ugyanazokat az alapvető kompromisszumokat mutatja be az irányítás, hatékonyság és a motor terheléshez való közvetlen kapcsolódása között.

Fékezési technika a regeneratív fék maximális kihasználásához

A kerékpárosok gyakran túl erősen fékeznek vagy alulhasználják a regeneratív féket, mert a kar érzése ismeretlen. A hasznos szokás az, hogy először finoman szorítsd meg, majd hagyd, hogy a rendszer fokozatosan növelje a fékezést. Egy hosszú lejtőn ez simább irányítást ad, és elkerüli a megállás-indulás rángatását, ami energiaveszteséget okoz.

Használd a regeneratív féket sebességszabályozóként, ne vészfékként

Ha az út nedves, egyenetlen vagy zsúfolt, kombináld a regeneratív fékezést a mechanikus fékekkel, ahelyett, hogy csak a regeneratív fékre támaszkodnál. A regeneratív fék segít a lassításban, de a mechanikus fékek adják a végső irányítást, különösen, ha gyorsan kell megállni vagy nagyon alacsony sebességnél befejezni a megállást. Ez az alacsony sebességű gyengülés normális, nem hiba.

Az akkumulátor töltöttségi szintje is számít. Egy műszaki bemutató szerint a regeneratív fékezés általában nem működik, ha az akkumulátor teljesen fel van töltve, mert túltöltheti és károsíthatja az akkumulátort, és akkor működik megfelelően, ha az akkumulátor csak körülbelül 80%-90% között van feltöltve. Ezt a felső töltöttségi ablakot könnyű elmulasztani, de ez magyarázza, miért érezheti másként a kerékpár egy teljes feltöltés után. A bemutató itt található.

Hogyan érezhető a jó technika

Egy emelkedőn a legjobb megoldás általában az, ha korán finoman fékezünk, ahelyett, hogy megvárnánk, míg a sebesség túl nagy lesz. Ez a vezérlőt hasznos tartományban tartja, és időt ad a kerékpárnak, hogy több lejtmeneti energiát alakítson át, ahelyett, hogy az utolsó pillanatban mindet hővé alakítaná. Amikor a vezérlő visszavesz, mert az akkumulátor majdnem tele van, az biztonsági intézkedés, nem hiba.

Az a kerékpáros, aki jól kezeli a regeneratív fékezést, nem a legerősebb lassulást keresi. A leghosszabb hasznos lassulásra törekszik.

Az alapvető fizika elég egyszerű ahhoz, hogy megjegyezzük. A motor fékezés közben generátorrá alakul, és a kerékpár mozgása elektromos energiává válik a hő helyett. Több műszaki forrás is közvetlenül leírja ezt az átalakulást, beleértve a motor-generátor átmenetről szóló videót is, amely világos magyarázatot ad.

Valódi előnyök és őszinte korlátok

A legnagyobb hiba, ha a regeneratív fékezést akkumulátor csodaként kezeljük. Nem az. Ez egy fékezési funkció, amelybe beépítettek némi energia-visszanyerést, és a hasznos nyereségek általában kisebbek, mint amire az emberek számítanak. Az előnyök a simább lejtmeneti irányítás, kevesebb hő a fékrendszerben és kevesebb fékbetét kopás a forgalomban.

Ami miatt érdemes használni

A megfelelő útvonalon a regeneráció nyugodt, kontrollált érzést ad a lejtőkön. Emellett kevesebb mechanikai fékhasználatot jelent, ami csökkentheti a fékbetétek karbantartását és nagyobb magabiztosságot ad hosszú emelkedőkön. Azok a kerékpárosok, akik sok időt töltenek városi megálló-induló forgalomban, általában előbb érzékelik ezt az előnyt, mint az akkumulátor töltöttségét.

A hatótáv növekedése létezik, de mérsékelt. Független vizsgálatok általában 5% és 10% közötti nyereséget mutatnak kedvező használati esetekben, míg néhány valós tapasztalat szerint egy lejtős szakaszon körülbelül 1% vagy csak enyhe töltés tapasztalható normál tekerés közben. Ezek az adatok összhangban vannak a fent említett mérnöki tanulmányokkal és az egyszerű ténnyel, hogy a kerékpároknak nincs sok kinetikus energiájuk, amit hasznosítani lehetne a nagyobb járművekhez képest.

Ahol kevésbé hatékony

A regeneráció bonyolultságot és gyakran súlyt is hozzáad, különösen a közvetlen hajtású agyak köré épített kerékpároknál. Emellett kevés hasznot hoz sík terepen, ahol a legtöbb tekerés egyenletes haladás. Amint a sebesség alacsony, a regeneráció hasznossága gyorsan csökken, ezért a mechanikai fékek még mindig a megállást végzik.

Van egy másik gyakorlati korlát is: nem minden e-kerékpár támogatja, és nem minden kerékpáros szereti az érzést. Egyesek inkább a hagyományos fékrendszer tiszta egyszerűségét és egy nagyobb akkumulátort választanak. Ez racionális döntés, nem kihagyott lehetőség.

Az Egyesült Királyságban vagy az EU-ban az ingázók számára a döntés általában a tereptől függ, nem az ideológiától. Ha az útvonal dombos és gyakori megállásokkal jár, a regeneráció megéri. Ha nem, akkor inkább csak egy kellemes extra, nem pedig vásárlási prioritás.

Hibaelhárítás és karbantartás alapjai

Ha a regeneráció hirtelen eltűnik, a probléma általában egyszerű. Először az akkumulátor állapotát ellenőrizze, majd a fékjelzést, végül a vezérlőt és a csatlakozókat. Egy teljesen feltöltött akkumulátor tervezésből adódóan letilthatja a regenerációt, és egy rosszul beállított fékkapcsoló miatt a vezérlő azt hiheti, hogy egyáltalán nem kér fékezést.

Egy rövid ellenőrzőlista, ami időt spórol

• Az akkumulátor majdnem tele van: a regeneráció korlátozott vagy letiltott lehet az akkumulátor védelme érdekében.
• Fékkapcsoló beállítása: ha a kar érzékelője nem működik, a vezérlő nem lép regenerációs módba.
• Vezérlő hőmérséklet-kikapcsolás: egyes rendszerek csökkentik a féktámogatást, ha a vezérlő túlmelegszik.
• Laza fázis- vagy jelcsatlakozó: egy gyenge kapcsolat miatt a regeneráció szakaszos lehet.

A mechanikai kopás még a regeneráció mellett is számít. A fékbetéteket és a tárcsákat ellenőrizni kell, mert a regeneráció nem helyettesíti a fékrendszert, hanem megosztja vele a munkát. Téli túrák előtt ellenőrizze az út menti só és szennyeződés okozta szennyeződést, mert a regeneráció miatt a kerékpár jól érezheti magát, miközben az alkatrészek még mindig kopnak.

A fékrendszeren túli javítási kérdésekhez ez az e-kerékpár javítási útmutató hasznos olvasmány lehet.

Ne téveszd össze a kijelzőcserét egy hardveres javítással.

Egy szoftverfrissítés vagy új kijelző nem ad regen funkciót egy olyan kerékpárhoz, amely nem képes visszaforgatni a motort. Ha a motor szabadon fut, vagy a vezérlő nem támogatja a regen bemenetet, a gyakorlati megoldások a motor cseréje, a vezérlő cseréje vagy a beállítás elfogadása. Ilyenkor a kereskedővel folytatott beszélgetés fontosabb, mint a beállítási menü.

Megéri-e a regeneratív fékezés a napi utadhoz?

Kezdd az útvonallal, majd ahhoz igazítsd a technológiát. Egy regenerációt támogató motor értelmes lehet egy olyan bringán, amely sokat mászik, lejt vagy gyakran megáll. Egy sík, kevés lassítással járó ingázáson az akkumulátor visszatöltése olyan kicsi lehet, hogy nap mint nap alig észrevehető.

A legjobb, ha azt kérdezed meg magadtól, mit szeretnél, hogy a rendszer csináljon. Ha egy kis extra hatótávot szeretnél egy dombos úton, a regen megérheti. Ha hosszú lejtőkön szeretnéd csökkenteni a fék kopását, abban is segíthet. Ha pedig azt reméled, hogy a regen egy normál ingázást sokkal hosszabbá változtat, akkor ott érdemes reális elvárásokat támasztani.

A motor típusa ugyanolyan fontos, mint a terep. Egy kompatibilis közvetlen hajtású rendszer képes regeneratív fékezésre, míg sok fogaskerekes agymotor és más rendszerek nem. Ez azt jelenti, hogy két, a bemutatóteremben hasonlónak tűnő kerékpár nagyon eltérően viselkedhet, amikor lejtőn vagy a piros lámpánál fékezel.

Az útvonal maga adja a legvilágosabb támpontot. Az a bringás, aki az egyik városrészen felmászik, majd a másikon legurul, több lehetőséget kap az energia visszanyerésére, mint aki egy egyenletes, sík úton halad. A megállásokkal és elindulásokkal tarkított városi közlekedés is több alkalmat ad a regen működésére, bár az előny még mindig a vezérlőtől, az akkumulátortól és a kerékpár beállításától függ.

Nézd meg a használati útmutatót a motor típusához, kérdezd meg a kereskedőt, hogy a vezérlő támogatja-e a regeneratív fékezést, és alaposan vizsgáld meg a helyi terepet és az ingázási szokásaidat. Ezek a három ellenőrzés megmutatja, hogy a regen valóban hasznos funkció-e számodra, vagy csak egy jól hangzó műszaki adat.

Ha a kerékpár már megfelel az útvonaladnak, a regeneratív fékezés (regen) egy hasznos eszköz lehet. Ha azonban a kerékpár nem megfelelő az útvonalhoz, a regen nem fogja megoldani a problémát, és nem ez legyen a választásod fő oka.

Ha egyszerű segítséget szeretnél egy olyan e-kerékpár kiválasztásához, amely a valós használathoz illik, a Punk Ride LLC olyan elektromos bringákat válogat össze ingázóknak, akik a praktikusságot és a stílust egyaránt értékelik. Látogass el a Punk Ride LLC oldalra, hogy összehasonlítsd a lehetőségeket, feltehesd a megfelelő kompatibilitási kérdéseket, és megtaláld az útvonaladhoz illő bringát a divathullámok helyett.