•Rejeneratif frenlemenin temel mekanizması
Rejeneratif frenleme, hareket eden bir aracı veya nesneyi kinetik enerjisini hemen kullanılabilecek veya potansiyel enerjisini anında kullanılabilecek veya ihtiyaç duyulana kadar saklanabilecek hale dönüştürerek yavaşlatan bir enerji geri kazanım mekanizmasıdır. Bu sistem, aksi takdirde frenlemede ısı olarak kayolacak olan enerjiyi yeniden kazanmak için elektrik motorunu ters yönde çalıştırır ve çekiş motorunu etkili şekilde jeneratöre dönüştürür.
Gücün sistem üzerinden geriye doğru beslenmesi, yavaşlamadan toplanan enerjinin batarya veya kondansatör grupları gibi bir enerji depolama çözümünü yeniden beslemesine olanak tanır. Bu güç depolandıktan sonra ileri itişe yardımcı olmak için kullanılabilir. Böyle bir fren sistemi için gerekli olan elektrikli araç yapısı nedeniyle, otomotiv rejeneratif frenleri en çok hibrit ve elektrikli araçlarda bulunur.
Bu yöntem aşırı kinetik enerjinin frenlerde sürtünme nedeniyle istenmeyen ve boşa harcanan ısıya dönüştürüldüğü geleneksel fren sistemleriyle tezat oluşturur. Benzer şekilde, reostatik frenlerde enerji, elektrik motorlarının jeneratör olarak kullanılmasıyla geri kazanılır ancak dirençlerde ısı olarak hemen dağıtılır.
Jeneratör olarak motorun kullanılması
Elektrik motorları ters yönde kullanıldığında jeneratör görevi yapar ve mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Elektrik motorlarıyla tahrik edilen araçlar, rejeneratif frenlemeyi kullanırken, mekanik enerjiyi tekerleklerden bir elektrik yüküne aktararak frenleme yaparken bunları jeneratör olarak kullanır.
Rejenerasyon, aracın genel verimliliğini artırmanın yanı sıra, fren sisteminin ömrünü de önemli ölçüde uzatabilir. Bunun nedeni, rejeneratif frenlemenin aracı güvenli şekilde durdurmak için tek başına yeterli olmadığı durumlar için dahil edilen diskler, kaliperler ve balatalar gibi geleneksel mekanik parçaların yalnızca geleneksel frenlere dayanan bir araçta olduğu kadar çabuk aşınmaymasıdır.
Pratik sınırlamalar ve güvenlik
Rejeneratif frenleme, bir aracı güvenli bir şekilde durma noktasına getirmenin veya gerektiğinde yavaşlatmanın tek yolu olarak tek başına yeterli değildir. Dolayısıyla, sürtünmeli frenleme gibi başka bir fren sistemiyle birlikte kullanılmalıdır. Mevcut rejeneratif frenler sabit bir aracı hareketsiz yapmaz. Fiziksel kilitleme araçların yokuş aşağı gitmesini önlemek için gereklidir.
Mevut rejeneratif frenleme etkisi sınırlıdır ve önemli hız azaltma, aracı durdurmak veya aracı sabit tutmak için mekanik frenleme hala gerekdir. Rejeneratif frenlemenin etkisi düşük hızlarda azalır ve mevcut teknolojiyle aracı hızlı şekilde tam durduramaz. Ancak, Chevrolet Bolt gibi bazı arabalar sürücü aracın rejeneratif frenleme mesafesini bildiğinde aracı düz eminlerde tam durdurabilir. Buna tek pedalla sürüş denir.
Rejeneratif frenlemeli birçok karayolu taşıtının tüm tekerleklerinde tahrik motorları olmaz (İki tekerlekten çekişli arabada olduğu gibi); Rejeneratif frenleme normalde yalnızca motorlu tekerleklere uygulanabilir. Güvenlik açısından tüm tekerlekleri frenleyebilme özelliği gereklidir.
Tarihçe gelişimi
1886’da Frank J. Sprague tarafından kurulan Sprague Elektrikli Demiryolu ve Motor Şirketi, sabit fırçalı, sabit hızlı, kıvılcım çıkarmayan motor ve rejeneratif frenleme olarak iki önemli buluşu tanıttı.
Elektronikteki gelişmeler, 1967’deki AMC Amitron deneysel elektrikli otomobilinden başlayarak bu sürecin tamamen otomatikleştirilmesine olanak sağladı. Gulton Industries tarafından tasarlanan motor kumanda cihazı, fren pedalına basıldığında otomatik olarak aküyü şarj etmeye başladı. Pek çok modern hibrit ve elektrikli araç, özellikle AC aktarma organı kullananlar batarya grubunun menzilini genişletmek için bu tekniği kullanır.
İlk uygulamalar genellikle ciddi güvenlik tehlikesiyle karşı karşıyaydı: Rejeneratif frenlemeli ilk elektrikli araçların çoğunda, güç vermek ve rejeneratif freni çalıştırmak için aynı kumanda konumları kullanılıyordu ve işlevler ayrı elle çalışan anahtarla değiştiriliyordu. Bu durum 1948’de İsviçre’nin Wädenswil’de kentinde yirmi bir kişinin ölümüne neden olan kontrolden çıkan tren kazası gibi, sürücülerin fren yapmak isterken kazara hızlandığı ciddi kazalara yol açtı.
Depolama yöntemleri
Batarya elektrikli ve hibrit elektrikli araçlarda, enerji kimyasal olarak batarya’da elektriksel olarak kondansatör kümesinde veya mekanik olarak dönen volanda depolanır. Hidrolik hibrit araçlar, enerjiyi basınçlı havada depolamak için hidrolik motorlar kullanır.
Geri kazanılan enerjiyi depolamak için batarya yerine AC/DC doğrultucu ve çok büyük kondansatör kullanılabilir. Kondansatörün kullanılması enerjinin çok daha hızlı ve daha yüksek voltajlarda depolanmasına olanak tanır. Mazda bu sistemi i-ELOOP modelinde bazı 2018 otomobillerinde kullandı.
Bu açıklama Vikipedi kaynaklarından uyarlanmıştır ve şu lisans altında sunulur: CC BY-SA 4.0.
