الكبح المتجدد: كيف يعمل وما هي مميزاته؟

إذا سبق لك أن جلست خلف عجلة قيادة سيارة هجينة أو كهربائية، فمن المحتمل أنك لاحظت ظاهرة غريبة عندما ترفع قدمك عن دواسة الوقود. هذه الظاهرة الغريبة في الواقع ليست غريبة جدًا لأنهاالكبح المتجدد، وهي وظيفة لا تتوفر لديك في سيارتك الحرارية، ولكنها موجودة اليومالسيارات الكهربائيةوالهجينة. إذن ما هو هذا النظام؟ كيف يعمل؟ ما هي مزاياها؟ جميع الإجابات يمكن العثور عليها في هذه المقالة.

الكبح المتجدد في السيارة الهجينة أو الكهربائية: المبدأ والتعريف

ربما لديك القليل من الذكريات عن دروس الفيزياء في المدرسة الثانوية؟ إذا كانت هذه الأمور غامضة جدًا، فمن الضروري تذكير صغير جدًا. لا يمكن للطاقة أن تفنى أو تفنى، بل يمكنها ببساطة أن تنتقل من شكل إلى آخر.مبدأ ينطبق بوضوح على موضوع الكبح المتجدد. عندما تتحرك سيارتك، تتراكم الطاقة. لإيقاف السيارة، من الواضح أن الطاقة الحركية التي تراكمت يجب أن تذهب إلى مكان ما.

بالنسبة للسيارة الحرارية التقليدية، يكون مبدأ تشغيل الكبح بسيطًا: عندما تضغط على دواسة الفرامل، يحدث احتكاك بين الوسادة والقرص،وبالتالي تحويل الطاقة الحركية المتراكمة إلى حرارة. الحرارة التي تتبدد بعد ذلك في الغلاف الجوي مع تباطؤ السيارة.

أما بالنسبة للسيارات الكهربائية والهجينة، فإن النظام أكثر براعة لأن الطاقة الحركية لا تنطلق بشكل كامل في الغلاف الجوي على شكل حرارة. بفضل تقنية الكبح المتجددة،يتم تحويل الطاقة الحركية التي تدير العجلات إلى طاقة كهربائية يتم بعد ذلك تخزينها داخل بطارية السيارة. الطاقة التي يتم إعادة توزيعها فيما بعد لتشغيل المحرك الكهربائي وتشغيل السيارة. بمعنى آخر، إنه مبدأ متناقض إلى حد ما: مبدأ الكبح لتوليد الطاقة التي سيتم استخدامها للمضي قدمًا.

كيف تعمل عملية استعادة طاقة الكبح في السيارة الهجينة أو الكهربائية؟

قبل أن تفهم كيفية عمل الكبح المتجدد، يجب عليك أولاً أن تفهم من أين تأتي الطاقة الحركية. عند قيادة السيارة الكهربائية، يقوم المحرك الكهربائي بسحب الطاقة من البطارية لتشغيل وتحريك السيارة، مما يولد الطاقة الحركية اللازمة لتحريكها.

عندما تبطئ السيارة أو يقوم السائق بالفرملة،سوف تنعكس العملية. ستؤدي الطاقة الحركية الآن إلى قيام العجلات بتدوير المحرك الكهربائي، وتحوله إلى نوع من المولدات. سيؤدي ذلك إلى مقاومة دوران العجلات وسيكون له تأثير على إبطائها.وذلك بتحويل طاقتها الحركية إلى طاقة كهربائية. سيتم بعد ذلك تخزين الطاقة الكهربائية في بطارية حيث سيتم إعادة استخدامها لاحقًا لتشغيل السيارة.

ما هي فوائد الكبح المتجدد؟

الميزة الأولى، وهي الأكثر وضوحًا على أية حال، هي أنه بدون لمس الفرامل، بمجرد رفع قدمك عن دواسة الوقود، ستتباطأ سيارتك من تلقاء نفسها وبقوة أكبر بكثير من السيارة الحرارية التقليدية. في بعض السيارات، أو حتى غالبية السيارات المكهربة،يمكننا إدارة مستوى شدة الكبح. كلما قمت بزيادة قوة الكبح المتجدد (غالبًا باستخدام المجاذيف على عجلة القيادة)، كلما تباطأت السيارة فجأة وزاد توليد الكهرباء. هذا هو ما يهمنيسان لتشغيل الدواسة الإلكترونية الخاصة بها على الورقة.

الميزة الثانية لهذه التقنية: لا يضطر السائق إلى الضغط على دواسة الفرامل لإبطاء السيارة أو إيقافها. وبالتالي، مع الاستخدام القليل أو عدم استخدام المكابح التقليدية، تكون حالة تآكلها أقل أهمية بكثير مقارنة بالسيارة الحرارية الكلاسيكية. كن حذرا رغم ذلك، هذه هي النظرية. لأنه في الممارسة العملية،ويمكن أيضًا أن يكون مختلفًا جدًا. مع الاستخدام الأقل، يمكن أن يتراكم الصدأ والملوثات بسرعة ويؤثر على مسماك الفرامل أو حتى سطح احتكاك القرص. لذا فإن مكونات المكابح تتآكل بالفعل، ولكن بشكل مختلف.

الميزة الثالثة، وهي بالتأكيد الأهم: كما ذكرنا أعلاه، فإن الكبح المتجدد يسمح بإعادة شحن البطارية أثناء القيادة وبالتاليلزيادة استقلالية السيارة. إن الاستقلالية التي أعلنتها الشركات المصنعة تأخذ في الاعتبار أيضًا الكهرباء التي يتم توليدها عبر نظام الكبح المتجدد. ويمكننا أن نأخذ مثالا على ذلكأودي إي ترون 55والتي تبلغ مداها 435 كيلومترًا بشحنة واحدة، ولكن 120 كيلومترًا تأتي مباشرة من استعادة الطاقة عند الكبح.

وأخيرا، دعونا نشير إلى أن هذه التكنولوجيا تشجع على القيادة بشكل أكثر مسؤولية لتجنب استخدام الفرامل القرصية بشكل مفاجئ. وربما يدفع ذلك بعض السائقين إلى مراجعة طريقة قيادتهم.

هل تحتوي جميع السيارات المكهربة على فرامل متجددة؟

يوجد اليوم عدد قليل من السيارات المكهربة غير المجهزة بهذا النظام. حتى السيارات المجهزة بتقنية التهجين الجزئي، أي التي تتكون من بطارية 48 فولت ومولد بدء التشغيل الذي يساعد المحرك الحراري، تتمتع بنظام فرامل متجدد. من الواضح أن الأخير أقل وضوحًا، حتى أنه غير محسوس تقريبًا بالنسبة للسائق، ولكنه يسمح بإعادة شحن البطارية الصغيرة بقوة 48 فولت بالكهرباء لأنه لا يمكن إعادة شحنها بطريقة أخرى. اليوم، العديد من السيارات الراقية مثلأوديA6 وA7 أو حتىمرسيدس بنزالفئة E مجهزة بهذا النظام.

في السيارات الهجينة البسيطة (التي لا يتم توصيلها بالكهرباء)، مثلتويوتاياريس أو حتىتعالNiro Hybrid، إن استقلالية السيارة الكهربائية بالكامل منخفضة جدًا مقارنة بالسيارة الهجينة، وذلك ببساطة لأن البطارية أصغر بكثير.يتم إعادة شحنه فقط من خلال استعادة الطاقة عند التباطؤ أو عند الضغط على دواسة الفرامل..

يمكن أيضًا استخدام الكبح المتجدد في رياضة السيارات،كما هو الحال في الفورمولا 1 على سبيل المثالولكن ليس هذا فقط. تم أيضًا تجهيز بعض أجهزة EDPM مثل الدراجات الكهربائية أو الدراجات البخارية الكهربائية بهذا النظام من أجل إعادة شحن بطارياتها. والأكثر إثارة للدهشة، في المصاعد، أن بعض أنظمة الكبح مدعومة بنظام استعادة الطاقة الذي يعمل أثناء الهبوط تحت الحمل الكامل، على سبيل المثال.

وتبقى الحقيقة أنه لا يزال من المستحيل اليوم الاستغناء تمامًا عن المكابح التقليدية، لأسباب عديدة، سواء السلامة (الفرملة الطارئة) أو حتى إدارة المكابح عندما تكون البطارية ممتلئة.