Cosa fare con l'energia rigenerativa quando la batteria è al 100% di carica
Che cosa è l'energia rigenerativa?
L'energia rigenerativa è l'energia restituita dal motore elettrico di un veicolo in fase di decelerazione. Invece di utilizzare il motore per far avanzare il veicolo, viene utilizzato come generatore per rallentarlo. Il motore utilizza l'energia della batteria per la trazione, ma poi la restituisce alla batteria per ricaricarla quando funge da generatore durante la frenata rigenerativa.
Man mano che la batteria si avvicina al 100% di stato di carica (SOC), la quantità di energia che può accettare inizia a diminuire, fino a raggiungere la carica completa. Se si continua a immettere energia nella batteria una volta raggiunto il 100% di SOC, si rischia di danneggiarla e di creare un rischio per la sicurezza.
Potenziali soluzioni
Utilizzo di un rallentatore aggiuntivo
Un'opzione è quella di aggiungere un rallentatore idraulico, comunemente utilizzato nei camion convenzionali. Questo dispositivo è installato sull'albero motore tra la trasmissione e le ruote. Contiene palette collegate all'albero motore, racchiuse in una camera statica. Quando è necessario un rallentamento, un liquido (solitamente acqua o olio) viene pompato nella camera, creando una resistenza viscosa che rallenta le palette e, di conseguenza, il veicolo. Tuttavia, questo sistema aggiunge peso e complessità, in particolare nei veicoli elettrici in cui potrebbe non essere presente un albero motore.
Aumento della capacità della batteria
Un'altra soluzione è quella di aumentare le dimensioni della batteria per prolungare il tempo di assorbimento dell'energia rigenerata. Tuttavia, questo approccio aumenta il peso, aumentando la forza frenante necessaria per mantenere la velocità in discesa. Inoltre, comporta costi aggiuntivi con un ritorno sull'investimento incerto, poiché la capacità della batteria verrebbe utilizzata principalmente per la frenata.
Telematica intelligente invece di soluzioni ingegneristiche
È stata anche proposta la telematica intelligente per estendere l'uso della frenata elettrica prima che la batteria raggiunga la piena capacità. La telematica moderna e la pianificazione del percorso possono suggerire ai conducenti di ridurre al minimo l'uso di energia rigenerativa e di affidarsi ai freni meccanici, consentendo una migliore gestione dell'energia. Tuttavia, questo approccio si discosta dall'obiettivo di preservare l'energia in tutte le sue forme per il riutilizzo.
Una soluzione completa
Il concetto iniziale alla base dell'Integrated Brake Chopper and Resistor (iBCR) è stato sviluppato da Accelera™ di Cummins per rispondere a una preoccupazione comune dei clienti: cosa fare dell'energia rigenerativa quando la batteria raggiunge il 100% di stato di carica (SOC)?
L'iBCR è progettato per aumentare la quantità di frenata rigenerativa nei veicoli commerciali, garantendo una maggiore indipendenza dalle batterie del veicolo. Integrando l'iBCR nei veicoli elettrici a batteria (BEV), nei veicoli elettrici ibridi (HEV) o nei veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV), i produttori possono raggiungere nuovi livelli di flessibilità progettuale ed efficienza energetica.
L'iBCR aumenta significativamente l'efficienza complessiva del sistema, offrendo notevoli risparmi sui costi per i veicoli commerciali. Aiuta inoltre i produttori di apparecchiature originali (OEM) a rispettare le normative sui veicoli pesanti, consentendo al motore elettrico di funzionare come dispositivo di frenata di resistenza durante il recupero di energia.
Come funziona l'iBCR?
Il chopper di frenata limita la tensione del bus CC deviando l'energia frenante in eccesso dal circuito. Agisce come un interruttore elettrico, attivandosi quando la tensione del bus CC supera una soglia specificata. Il bus CC è il circuito primario che collega la batteria di trazione, l'inverter di trazione e gli inverter ausiliari.
Una volta attivato, il chopper di frenata reindirizza l'energia in eccesso verso una resistenza raffreddata a liquido, dissipandola sotto forma di calore.
Ulteriori vantaggi dell'iBCR
- Supporto per il riscaldamento del veicolo: il calore generato dal resistore può essere utilizzato per supportare il sistema di riscaldamento del veicolo, consentendo agli OEM di eliminare i riscaldatori tradizionali e liberare spazio prezioso nell'architettura del veicolo.
- Sollievo per i freni meccanici: il carico sui freni convenzionali può essere ridotto e la funzione retarder può essere simulata tramite una combinazione intelligente di controlli del motore elettrico e iBCR.
Perché fidarsi di questa nuova tecnologia?
Lo sviluppo dell'iBCR si basa su oltre 25 anni di esperienza nella progettazione di sistemi di trazione per veicoli ibridi. Le lunghe discussioni di Accelera con i clienti e la sua competenza nella progettazione di chopper di frenata hanno portato alla creazione del primo chopper di frenata e resistore integrati. L'iBCR è già stato testato da clienti selezionati ed è disponibile in commercio. Visita la pagina del prodotto iBCR per scaricare una scheda tecnica or contattare Accelera per maggiori informazioni.
