Auto Voiture FAQ

En réponse à la question "Qu'est-ce que le freinage régénératif et pourquoi ne l'utilisons-nous pas ?", nous le faisons. Avec un freinage normal, l'élan vers l'avant de la voiture est éliminé par les freins en les transformant en chaleur dans le disque de frein, puis se dissipe et est perdu. Avec le freinage par récupération, au lieu que le mouvement de la voiture soit perdu dans l'atmosphère sous forme de chaleur, il est converti en énergie électrique et stocké dans la batterie du véhicule.

La gamme de voitures Volkswagen Bluemotion (et je suis assez confiant que d'autres fabricants le font mais je suis sûr que Volkswagen le fait) ont un alternateur très sophistiqué. Lorsque la voiture détecte qu'elle est ralentie par la pression exercée sur les freins et que la voiture est toujours en prise et que l'embrayage est levé, l'alternateur passe dans un mode où il tire beaucoup plus de puissance de l'entraînement. Cet entraînement proviendrait normalement du moteur, mais dans une situation de freinage, il est fourni uniquement par la transmission et fonctionne efficacement contre la transmission.

Ce système est installé sur les Volkswagen équipées de Bluemotion à essence et diesel. Plus d'informations sont disponibles ici et ici

Je comprends que ce n'est pas tout à fait à la même échelle que les voitures de F1, mais c'est une forme de freinage régénératif et il est aujourd'hui utilisé sur la voie publique.

Le freinage par récupération est un système qui stocke l'énergie qui serait à la place perdue en chaleur dans les freins. Bien que ces systèmes sonnent bien, ils viennent avec toute une série de leurs propres problèmes.

1. Avant même d'entrer dans le stockage et la production d'énergie, les freins de service réels deviennent très compliqués. Pour que le freinage régénératif fonctionne correctement, les freins ne peuvent pas s'enclencher pendant que les freins régénératifs font leur travail. D'autres freins à récupération ne fonctionnent qu'à grande vitesse et perdent de leur efficacité lorsque vous ralentissez. Cela nécessite une transition où, à grande vitesse, les freins régénératifs vous ralentissent et les freins réguliers ne le font pas et à mesure que vous ralentissez, les freins régénératifs le font de moins en moins et les freins réguliers vous arrêteront enfin. Le système qui donne à la pédale de frein une sensation normale alors que les freins normaux ne font rien, puis vous fait passer en douceur au freinage normal en remarquant qu'un interrupteur s'est produit est très compliqué et très difficile à perfectionner. Toyota a eu des problèmes avec ce système dans la Prius où le freinage était perdu pendant une demi-seconde pendant la transition, ce qui rendait les gens très mal à l'aise.
2. Le stockage d'énergie est un énorme problème. Tout sonne bien dans les hybrides, il suffit de charger les batteries, où en réalité la quantité d'énergie que la voiture génère lors d'un arrêt est bien supérieure à ce que les batteries peuvent réellement absorber. Si l'arrêt est rapide, le problème est encore amplifié. Un système mentionné par @BobCross est le KERS. En combinant un moteur/générateur au volant d'inertie, l'énergie régénérative supplémentaire qui ne peut pas aller directement dans les batteries est utilisée pour faire tourner le volant d'inertie. Au fil du temps, l'énergie est ensuite convertie en électricité pour charger les batteries. Ces systèmes sont très lourds et coûteux. Un autre système utilise des super condensateurs. L'énergie supplémentaire est déversée dans les super caps. Le problème est que lorsque l'énergie est stockée dans les condensateurs, elle n'est pas super utile sans conditionnement. La tension dans les condensateurs chute très rapidement. Si vous stockez une haute tension, un système est nécessaire pour réduire la tension à quelque chose d'utile. Si vous ne stockez pas plus de tension que la batterie, un système est nécessaire pour augmenter la tension jusqu'à quelque chose d'utile. Les super condensateurs sont également assez chers.

Les hybrides et les voitures électriques ont intégré des systèmes électriques pour profiter du freinage régénératif. Tous ces problèmes sont encore amplifiés avec les moteurs à essence simples. Un nouveau système doit être installé, ne peut pas tirer parti de quelque chose d'existant, pour fournir un freinage régénératif augmentant les dépenses. Il devient difficile de vendre quelqu'un sur un système qui ajoute 5 000 $ au prix d'une voiture qui obtient une meilleure économie de carburant en ville mais souffre sur l'autoroute.

Ford développe un système dans lequel une pompe volumétrique charge un accumulateur hydraulique lorsque vous vous arrêtez. Lors du redécollage, la pression du fluide est envoyée est inversée à travers la pompe pour la transformer en moteur pour aider à démarrer à partir d'un arrêt. Le système est destiné aux gros camions où la taille du système n'est pas trop lourde. De plus, le système est bruyant et sujet aux fuites.

Le freinage régénératif n'est vraiment utile que sur les voitures électriques ou hybrides pour la simple raison qu'elles disposent d'un moyen d'utiliser l'énergie stockée. De plus, une fois que vous avez un moteur électrique dans le cadre de la transmission, le freinage régénératif est à peu près intégré (au moins en termes de matériel) car vous utilisez simplement le(s) moteur(s) existant(s) comme un générateur et détournez l'énergie générée vers la batterie pour plus tard utiliser.

En substance, il ne sert à rien d'utiliser le freinage par récupération dans autre chose qu'une voiture hybride, en effet, avoir un freinage par récupération est une bonne définition d'une voiture hybride.

Bien qu'il n'y ait aucune raison pour laquelle vous ne pourriez pas équiper une voiture à moteur IC conventionnel d'un système de freinage régénératif, à moins que vous n'utilisiez cette puissance pour conduire la voiture, vous n'avez pas vraiment accompli autant de vous ajoutez beaucoup de poids et de complexité supplémentaires pour stocker l'énergie électrique que vous ne pouvez pas utiliser.

Il y a aussi le problème que sur les longs trajets sur autoroute/autoroute, vous ne pouvez pas freiner suffisamment pour répondre même aux petits besoins des systèmes électriques auxiliaires (éclairage, allumage, radio, charge de la batterie pour le démarrage, etc.) vous n'aurez donc peut-être même pas l'avantage de ne pas avoir besoin d'alternateur.

Nous pouvons faire la meilleure chose suivante.

À 800 m devant, je vois un feu jaunir ; à 60 mph (100 km/h), cela fait 30 secondes. Et je sais que la lumière a un cycle d'environ 35 secondes, plus 10 secondes pour que la pile de voitures arrêtées se déplace.

J'ai appliqué une puissance continue pour garder la vitesse. Je vais continuer à le faire pendant encore 25 secondes, puis 5 secondes de freinage ferme et d'arrêt. 15 secondes de jeu avec mon téléphone, puis je suis en route.

Ou... Je passe immédiatement au ralenti. Ma voiture roule. Avec le moteur toujours en prise, mon élan pousse (tourne) le moteur, pour un léger effet de freinage, de sorte que les injecteurs de carburant s'arrêtent complètement. Ma vitesse ralentit progressivement... 55... 50... 45... Un peu de puissance... 40 (65km/h)... retourner le feu passe au vert alors que je suis immobile 1/8 mile (200m) en arrière. Les voitures arrêtées se déballent et je mesure exactement quand appliquer le courant. Et je ne jamais freine.

Dans le premier scénario, il y a deux échanges d'énergie. D'abord, le carburant s'est appliqué pour que 3/8 de mile (600 m) restent en croisière. Deuxièmement, l'énergie de freinage perdue dans le dernier 1/8 de mille. Non seulement ils sont presque égaux, ils sont la même énergie. Si nous faisions une régénération appropriée, nous pourrions les lire sur l'ampèremètre et dériver les joules réels.

Dans le deuxième scénario, il n'y en a pas. Le carburant n'est pas dépensé et l'énergie de freinage n'est pas perdue. L'effet du freinage régénératif est obtenu, mais sans aucune perte de conversion.

C'est vrai qu'il s'agit d'une approche pédagogique plutôt que technologique, mais cela fonctionne. Même sur un véhicule électrique capable de se régénérer, cela fonctionne toujours mieux que la régénération - en fait, cela fonctionnera même mieux sur un véhicule électrique car vous obtenez une meilleure "côte" - pas besoin d'utiliser la traînée pour faire tourner le moteur simplement pour fournir une assistance au freinage et à la direction.

Les locomotives diesel-électriques utilisent le freinage par récupération, mais elles l'appellent "freinage dynamique". De plus, ils ne stockent pas l'énergie, ils la soufflent à travers des grilles de résistances et des ventilateurs au niveau du toit.

Les locomotives entièrement électriques et certains tramways peuvent généralement réinjecter l'énergie régénérée dans le fil ou le troisième rail ; c'est beaucoup plus simple dans les systèmes à courant continu.

Mais les moteurs de traction (généralement un par essieu) sont entraînés par l'élan du train et fonctionnent donc comme des générateurs.