Was tun mit regenerativer Energie bei 100% Batterieladezustand
Was ist regenerative Energie?
Regenerative Energie ist die Energie, die der Elektromotor eines Fahrzeugs beim Abbremsen zurückgibt. Anstatt den Motor zum Vorwärtsfahren zu nutzen, wird er als Generator zum Abbremsen des Fahrzeugs eingesetzt. Der Motor nutzt Energie aus der Batterie zum Antreiben, gibt aber beim regenerativen Bremsen Energie zurück in die Batterie, um diese aufzuladen.
Wenn sich die Batterie einem Ladezustand von 100 % (SOC) nähert, nimmt ihre Energieaufnahmefähigkeit ab und ist schließlich nicht mehr voll aufgeladen. Wenn Sie der Batterie nach Erreichen von 100 % SOC weiterhin Energie zuführen, kann dies zu Schäden an der Batterie und einem Sicherheitsrisiko führen.
Potentielle Lösungen
Einsatz eines zusätzlichen Retarders
Eine Möglichkeit ist der Einbau eines hydraulischen Retarders, wie er häufig in konventionellen Lkw zum Einsatz kommt. Dieses Gerät wird auf der Antriebswelle zwischen Getriebe und Rädern montiert. Es enthält an der Antriebswelle befestigte Flügel, die in einer statischen Kammer eingeschlossen sind. Bei Bedarf wird eine Flüssigkeit (meist Wasser oder Öl) in die Kammer gepumpt, wodurch ein viskoser Widerstand entsteht, der die Flügel und damit das Fahrzeug verlangsamt. Dieses System erhöht jedoch das Gewicht und die Komplexität, insbesondere bei Elektrofahrzeugen, bei denen möglicherweise keine Antriebswelle vorhanden ist.
Erhöhung der Batteriekapazität
Eine andere Lösung besteht darin, die Batteriegröße zu vergrößern, um die Zeit zu verlängern, in der regenerierte Energie aufgenommen werden kann. Dieser Ansatz erhöht jedoch das Gewicht und erhöht die Bremskraft, die zum Halten der Geschwindigkeit bergab erforderlich ist. Darüber hinaus entstehen zusätzliche Kosten mit ungewisser Rendite, da die Batteriekapazität hauptsächlich zum Bremsen genutzt wird.
Smarte Telematik statt Ingenieurslösungen
Es wurde auch vorgeschlagen, mithilfe intelligenter Telematik die Nutzung elektrischer Bremsen zu verlängern, bevor die Batterie ihre volle Kapazität erreicht. Moderne Telematik und Routenplanung können Fahrer informieren, die Nutzung regenerativer Energie zu minimieren und stattdessen auf mechanische Bremsen zurückzugreifen, was ein besseres Energiemanagement ermöglicht. Dieser Ansatz weicht jedoch vom Ziel ab, Energie in all ihren Formen für die Wiederverwendung zu erhalten.
Eine umfassende Lösung
Das ursprüngliche Konzept hinter dem Integrated Brake Chopper and Resistor (iBCR) wurde von Accelera™ von Cummins entwickelt, um ein häufiges Kundenanliegen zu lösen: Was tun mit der regenerativen Energie, wenn die Batterie einen Ladezustand von 100 % (SOC) erreicht?
Der iBCR wurde entwickelt, um die rekuperative Bremsleistung von Nutzfahrzeugen zu erhöhen und so eine größere Unabhängigkeit von den Fahrzeugbatterien zu ermöglichen. Durch den Einsatz des iBCR in batterieelektrischen Fahrzeugen (BEVs), Hybridelektrofahrzeugen (HEVs) oder Brennstoffzellenelektrofahrzeugen (FCEVs) erreichen Hersteller ein neues Maß an Designflexibilität und Energieeffizienz.
Der iBCR steigert die Gesamtsystemeffizienz deutlich und ermöglicht so erhebliche Kosteneinsparungen bei Nutzfahrzeugen. Zudem unterstützt er Erstausrüster (OEMs) bei der Einhaltung der Vorschriften für Schwerlastfahrzeuge, indem er den elektrischen Antriebsmotor bei der Energierückgewinnung als Dauerbremse fungieren lässt.
Wie funktioniert der iBCR?
Der Bremschopper begrenzt die Zwischenkreisspannung, indem er überschüssige Bremsenergie aus dem Stromkreis ableitet. Er fungiert als elektrischer Schalter und wird aktiviert, wenn die Zwischenkreisspannung einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Der Zwischenkreis ist der Primärstromkreis, der die Traktionsbatterie, den Traktionswechselrichter und die Zusatzwechselrichter verbindet.
Wenn der Bremschopper aktiviert ist, leitet er überschüssige Energie an einen flüssigkeitsgekühlten Widerstand um, der die Energie als Wärme abführt.
Zusätzliche Vorteile des iBCR
- Unterstützung der Fahrzeugheizung: Die vom Widerstand erzeugte Wärme kann zur Unterstützung des Heizsystems des Fahrzeugs genutzt werden, sodass OEMs auf herkömmliche Heizungen verzichten und wertvollen Platz in der Fahrzeugarchitektur freigeben können.
- Entlastung mechanischer Bremsen: Durch eine intelligente Kombination aus Elektromotorsteuerung und iBCR kann die Belastung konventioneller Bremsen reduziert und die Retarderfunktion simuliert werden.
Warum dieser neuen Technologie vertrauen?
Die Entwicklung des iBCR basiert auf über 25 Jahren Erfahrung in der Entwicklung von Antriebssystemen für Hybridfahrzeuge. Acceleras langjährige Kundengespräche und sein Know-how im Bremschopper-Design führten zur Entwicklung des ersten integrierten Bremschoppers und Widerstands. Der iBCR wurde bereits von ausgewählten Kunden getestet und ist kommerziell erhältlich. Besuchen Sie die iBCR-Produktseite, um ein Datenblatt herunterzuladen or Kontaktieren Sie Accelera für weitere Informationen.
