Ich habe eine Frage, die ich mir schon seit einiger Zeit zum regenerativen Bremsen bei Elektrofahrzeugen gestellt habe.
Wenn mein Verständnis von Elektromotoren richtig ist
In einer perfekten Welt ohne Reibung oder Geräusche sollte die Menge an Leistung, die in einen Motor gesteckt wird, der Menge an Leistung entsprechen, die dann dem Motor entnommen werden kann. Das heißt, wenn Sie in einem Elektrofahrzeug auf 60 Meilen pro Stunde beschleunigen und dann den Fuß vom Gas nehmen und vollständig zum Stillstand kommen, sollte die erzeugte Strommenge gleich der verbrauchten Strommenge sein (wiederum unter der Annahme, dass kein Verlust entsteht diese perfekte Welt).
Funktioniert dieses Konzept genauso mit Drehmoment? Wäre das maximale Drehmoment, das ein Motor abgeben kann, gleich dem maximalen Drehmoment, das der Motor erzeugen kann?
Wenn dies der Fall ist, wie können Elektrofahrzeuge mit Rekuperation „mehr“ bremsen? Was ist das elektrische System, das steuert, wie viel Strom vom Motor erzeugt werden darf?
Ich würde mir vorstellen, dass das vollständige Wegnehmen des Fußes vom Gas das maximale Gegendrehmoment und das maximale regenerative Bremsen wäre (offensichtlich macht es für das regenerative Bremsen keinen Sinn, den Motor mit negativer Ladung zu verlangsamen, um ihn zu verlangsamen!). Und doch können Sie mit Elektrofahrzeugen härter oder weicher bremsen und die Batterie mehr oder weniger aufladen.
Jeder Einblick in diese wird sehr geschätzt! Angesichts meines begrenzten Wissens ist diese Frage schwer zu formulieren. Bitte fragen Sie nach, wenn ich mich nicht ausreichend ausgedrückt habe.
Die Höhe des Drehmoments, das ein Motor erzeugt, hängt von dem Strom ab, der durch ihn fließt. Steuern Sie den Strom, und Sie steuern das Drehmoment.
Sie können den Strom beim Beschleunigen mit Ihrem Standard-Beschleunigungsregler steuern.
Beim regenerativen Bremsen ist die Steuerung, die die Batterie aus der vom Motor erzeugten Energie lädt, so programmiert, dass sie einen kleinen oder großen Strom von den Motoren zieht, wodurch ein kleines oder großes Bremsmoment erzeugt wird.
Das maximale Drehmoment, das ein Motor erzeugen kann, hängt von dem maximalen Strom ab, den Sie bereit sind, durchzusetzen. Es gibt mehrere Grenzwerte für den Motorstrom. Zu den Grenzwerten, die den Strom direkt begrenzen, gehört, dass wir den Motor nicht entmagnetisieren, die Wicklungen ausreißen oder die Welle brechen dürfen. Eine indirekte Grenze ist die maximale Temperatur des Motors. Es wird einen kontinuierlichen Nennstrom haben, den es den ganzen Tag ohne Überhitzung betreiben kann, wobei es durch seine Belüftung kontinuierlich Wärme verliert. Dieser Strom ist um eine Größenordnung niedriger als die anderen direkten Grenzwerte, sodass er für eine begrenzte Zeit mit mehr als diesem Wert betrieben werden kann. Zum Beispiel könnte es in der Lage sein, einige Minuten lang mit +50 % und eine Minute lang mit +100 % kontinuierlich zu laufen und die überschüssige Wärme durch Erhöhen der Motortemperatur zu absorbieren.
Ich weiß nicht, ob kommerziell erhältliche Systeme davon Gebrauch machen, aber wenn ich Designer von Elektroautos wäre, würde ich das sicherlich tun. Beim Autofahren, insbesondere wenn es bergauf geht, gibt es keine Begrenzung, wie lange dies erforderlich wäre, also müssen Sie den Dauernennstrom des Motors begrenzen. Beim Bremsen kennen wir die maximale Energiemenge, die wir handhaben müssen, sodass wir es uns leisten können, den Motor in einer zeitlich begrenzten Überlastung zu betreiben und mit einer höheren Leistung anzuhalten, als wir für den Motor verbrauchen würden.
Wie das „Fuß vom Gas nehmen“ programmiert wird, um das Fahrzeug zu steuern, ist einfach ein Software- / Benutzerfreundlichkeitsproblem. Es funktioniert, wie auch immer es so programmiert wurde, dass es funktioniert. Als Fahrer würde ich es vorziehen, den Fuß vom Gas zu nehmen, um mit keiner angewandten Kraft, keinem angewandten Bremsen gleichzusetzen, was manche Leute als Ausrollen bezeichnen. Druck auf das Bremspedal soll das Bremsmoment steuern, damit es fährt wie alle anderen Fahrzeuge fahren. Offensichtlich wäre eine erhebliche Sicherheits- und UX-Technik erforderlich, um genau zu untersuchen, wie das Bremspedal mechanisch mit den Reibungsbremsen verbunden war und die Regenerierungsbremsen steuerte, aber das ändert nichts an der Physik des Motors und seiner Stromsteuerung.
Ihr Verständnis von Macht ist falsch. Energie wird in einer bewegten Masse gespeichert, nicht Kraft. Leistung ist Energie dividiert durch Zeit. Sie können also entweder schnell (hohe Leistung) oder langsam (niedrige Leistung) entschleunigen.
Nehmen wir ein einfaches Beispiel: eine Straßenbahn aus den 1920er Jahren. Eine der einfachsten Anordnungen, die elektrisch fahren. Es hat einen Reihen-DC-Motor und einige Widerstände auf dem Dach zum Bremsen.
Nehmen wir an, wir haben eine Energie von 50 kWs, die in der bewegten Masse des Autos gespeichert ist. Die Widerstandsbremsen können bis zu 10 kW aufnehmen, ohne zu überhitzen. Wenn wir also die elektrische Bremse mit voller Kraft nutzen, sollten wir in der Lage sein, das Auto in fünf Sekunden zum Stillstand zu bringen. Okay, aber: können wir das anwenden?
Mechanische Leistung ist Drehmoment mal Antriebsdrehzahl
aber wie ist das Drehmoment/Drehzahl Verhältnis? Glücklicherweise hat der Antrieb einer solchen Straßenbahn aus den 1920er Jahren eine Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie, die ungefähr einer hyperbolischen Kurve entspricht.
Das Drehmoment ist bei niedrigen Drehzahlen sehr hoch und bei höheren Drehzahlen niedrig. Das ist sowohl beim Beschleunigen als auch beim Bremsen sehr praktisch. Die Kraft, mit der wir bremsen können, ist also
Also, ja: Wir können die Straßenbahn mit konstanter Kraft bremsen, während das Drehmoment der Kehrwert der momentanen Antriebsgeschwindigkeit ist. Und das gilt für jede Macht. Das einzige, was wir durch die Änderung des Bremswiderstands tun, ist die Skalierung der Verzögerungskurve.
Bei einem anderen Antrieb musste man sich erst die M/n-Kennlinie ansehen und daraus dann das Leistungs-Drehzahl-Verhältnis ableiten. Aber diese Kurve ist bei Elektrofahrzeugen sehr verbreitet, weil sie so günstig ist, dass man die Leistung der Geräte bei allen Geschwindigkeiten voll ausnutzen kann.
Benutzer55924
JimmyB