¿Qué hacer con la energía regenerativa cuando la batería está al 100% de carga?

¿Qué es la energía regenerativa?

La energía regenerativa es la energía que recupera el motor eléctrico de un vehículo al desacelerar. En lugar de usar el motor para impulsar el vehículo, se utiliza como generador para frenarlo. El motor utiliza la energía de la batería para impulsarse, pero luego la devuelve a la batería para cargarla cuando actúa como generador durante el frenado regenerativo. 

A medida que la batería se acerca al 100 % de su estado de carga (SOC), la cantidad de energía que puede aceptar comienza a disminuir y, finalmente, ya no puede aceptar más (carga completa). Si continúa reinyectándole energía una vez alcanzado el 100 % de SOC, puede dañarla y crear un riesgo de seguridad.

Soluciones potenciales 

Uso de un retardador adicional

Una opción es añadir un retardador hidráulico, comúnmente usado en camiones convencionales. Este dispositivo se instala en el eje de transmisión, entre la transmisión y las ruedas. Contiene álabes unidos al eje de transmisión, encerrados en una cámara estática. Cuando se necesita retardar, se bombea un líquido (generalmente agua o aceite) a la cámara, lo que crea una resistencia viscosa que ralentiza los álabes y, en consecuencia, el vehículo. Sin embargo, este sistema añade peso y complejidad, especialmente en vehículos eléctricos, donde puede no haber eje de transmisión. 

Aumento de la capacidad de la batería

Otra solución es aumentar el tamaño de la batería para prolongar el tiempo de absorción de la energía regenerada. Sin embargo, este enfoque añade peso, incrementando la fuerza de frenado necesaria para mantener la velocidad en bajadas. Además, genera costos adicionales con un retorno de la inversión incierto, ya que esta capacidad de la batería se utilizaría principalmente para frenar. 

Telemática inteligente en lugar de soluciones de ingeniería

También se ha propuesto la telemática inteligente para extender el uso del frenado eléctrico antes de que la batería alcance su capacidad máxima. La telemática moderna y la planificación de rutas pueden informar a los conductores para minimizar el uso de energía regenerativa y recurrir a los frenos mecánicos, lo que permite una mejor gestión energética. Sin embargo, este enfoque se aparta del objetivo de preservar la energía en todas sus formas para su reutilización. 
 

Una solución integral 

El concepto inicial detrás del Integrated Brake Chopper and Resistor (iBCR) fue desarrollado por Accelera™ de Cummins para abordar una inquietud común de los clientes: ¿qué hacer con la energía regenerativa cuando la batería alcanza el 100 % del estado de carga (SOC)? 
 
El iBCR está diseñado para mejorar la capacidad de frenado recuperativo en vehículos comerciales, proporcionando una mayor independencia de las baterías del vehículo. Al incorporar el iBCR en vehículos eléctricos de batería (VEB), vehículos eléctricos híbridos (VEH) o vehículos eléctricos de pila de combustible (VEFC), los fabricantes pueden alcanzar nuevos niveles de flexibilidad de diseño y eficiencia energética. 
 
El iBCR mejora significativamente la eficiencia general del sistema, ofreciendo un ahorro sustancial en costos para vehículos comerciales. Además, ayuda a los fabricantes de equipos originales (OEM) a cumplir con la normativa para vehículos pesados, al permitir que el motor eléctrico funcione como un dispositivo de frenado de resistencia durante la recuperación de energía. 

¿Cómo funciona el iBCR? 

El chopper de frenado limita la tensión del bus de CC desviando el exceso de energía de frenado del circuito. Actúa como un interruptor eléctrico, que se activa cuando la tensión del bus de CC supera un umbral especificado. El bus de CC es el circuito principal que conecta la batería de tracción, el inversor de tracción y los inversores auxiliares. 

Cuando se activa, el chopper de freno redirige el exceso de energía a una resistencia refrigerada por líquido, disipando la energía en forma de calor. 

Beneficios adicionales del iBCR 

• Soporte para la calefacción del vehículo: el calor generado por la resistencia se puede utilizar para apoyar el sistema de calefacción del vehículo, lo que permite a los fabricantes de equipos originales eliminar los calentadores tradicionales y liberar espacio valioso en la arquitectura del vehículo. 

• Alivio para los frenos mecánicos: se puede reducir la carga de los frenos convencionales y simular la función del retardador mediante una combinación inteligente de controles de motor eléctrico y el iBCR. 

¿Por qué confiar en esta nueva tecnología? 

El desarrollo del iBCR se basa en más de 25 años de experiencia en el diseño de sistemas de tracción para vehículos híbridos. Las largas conversaciones de Accelera con sus clientes y su experiencia en el diseño de choppers de frenado han culminado en la creación del primer chopper de frenado y resistencia integrados. El iBCR ya ha sido probado por clientes selectos y ya está disponible comercialmente. Visite la página del producto iBCR para descargar una hoja de especificaciones or Contacte con Accelera para obtener más información.