يعد استعادة الطاقة الحركية مصطلحًا مألوفًا في المركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة. حاليًا، تحتوي جميع المركبات الكهربائية والمركبات الهجينة القابلة للشحن الموجودة في السوق تقريبًا على أنظمة استعادة الطاقة الحركية. أصبح استعادة الطاقة الحركية ميزة قياسية للمركبات الكهربائية.
ما هو استعادة الطاقة الحركية؟
يشير استعادة الطاقة الحركية في المقام الأول إلى عملية الكبح المتجدد (الفرامل المتجددة) في المركبات الكهربائية، حيث يتم استخدام المحركات الكهربائية لاستعادة الطاقة الحركية للإبطاء والتوقف.
تهدر أنظمة الكبح الهيدروليكية التقليدية (عادةً ما تكون فرامل قرصية أو فرامل أسطوانية) الطاقة عن طريق تحويل الطاقة الحركية للسيارة إلى طاقة حرارية من خلال الاحتكاك أثناء الكبح. وعلى الرغم من فعاليتها في تقليل سرعة السيارة، فإن الحرارة المتولدة تتبدد كنفايات.
في المقابل، يسمح الكبح المتجدد لنظام الكبح بالتقاط الطاقة الحركية ونقلها مرة أخرى إلى بطارية السيارة. وتشير التقديرات إلى أن معظم المركبات الهجينة يمكنها استعادة ما يصل إلى 90% من الطاقة أثناء الكبح المتجدد، مما يؤدي إلى شحن البطارية بشكل فعال في الاتجاه المعاكس من خلال المحرك. تساعد هذه القدرة على توسيع نطاق المركبات الكهربائية والمركبات الهجينة القابلة للشحن.
كيف يعمل نظام استعادة الطاقة الحركية؟
يتضمن مبدأ الكبح المتجدد تسخير الطاقة الحركية من حركة السيارة أثناء السير لدفع المحرك في الاتجاه المعاكس. وعلى غرار المولد، يحول الكبح المتجدد الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية، والتي يتم نقلها بعد ذلك إلى البطارية لتمديد مدى السيارة.
تتميز بعض المركبات الهجينة والكهربائية بمجاديف على عجلة القيادة تعمل على تنشيط الكبح المتجدد. ومع ذلك، في معظم المركبات المجهزة بأنظمة الكبح المتجدد، تبدأ هذه العملية تلقائيًا.
وضع الدواسة الفردية
يمكن لبعض أنظمة السيارات تفعيل الكبح المتجدد أثناء السير بسرعة منخفضة، وهو ما يُعرف باسم وضع الدواسة الواحدة. والمبدأ هنا هو أنه عندما ترفع السيارة دواسة الوقود، يتم تنشيط نظام الكبح المتجدد، واستعادة الطاقة الحركية مع تقليل السرعة تدريجيًا. وخلال هذه المرحلة، يكمل محرك القيادة استعادة الطاقة بشكل أساسي. حيث يعمل دورانه للأمام على دفع السيارة، بينما يعمل دورانه للخلف كمولد لتخزين الطاقة. ويتيح هذا النهج للسيارة تحقيق أقصى قدر من استعادة الطاقة أثناء القيادة، وبالتالي تعزيز المدى، وتقليل الحاجة إلى الكبح المتكرر والشديد، وتقليل إجهاد الكبح الهيدروليكي وعبء عمل السائق، وإطالة عمر وسادات الفرامل.
مزايا الكبح المتجدد
تحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود ومدى السيارة الكهربائية: تعمل المكابح الهيدروليكية على تبديد الطاقة الحركية على شكل حرارة، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة. تعمل المكابح المتجددة على توجيه هذه الطاقة إلى بطارية السيارة، وبالتالي زيادة المسافة المقطوعة. في النماذج الهجينة، يمكن أن يؤدي توجيه المزيد من الطاقة إلى حزمة البطارية إلى إطالة وقت القيادة الكهربائية الخالصة وتقليل الاعتماد على محرك الاحتراق الداخلي.
تقليل تآكل الفرامل: من خلال استخدام الفرامل المتجددة بشكل متكرر، تقل الحاجة إلى الفرامل الاحتكاكية التقليدية. وهذا يقلل من تكرار الزيارات إلى مركز الخدمة لاستبدال وسادات الفرامل.
تمكين القيادة بدواسة واحدة وتقليل جهد السائق: تتيح أنظمة الكبح المتجددة القيادة بدواسة واحدة، وهو أمر مفيد بشكل خاص في المناطق الحضرية. لم يعد السائقون بحاجة إلى التبديل بين دواستي الوقود والفرامل بشكل متكرر، مما يبسط تجربة القيادة.
عيوب الكبح المتجدد
عادات القيادة تحتاج إلى التكيف: يستغرق الكبح التجديدي وقتًا حتى يتكيف السائقون وقد يتسبب في مخاطر مرورية على الطريق. وقد تم الإبلاغ عن أخبار ذات صلة عدة مرات من قبل.
إضعاف يقظة السائق وشعوره بالمسؤولية: إن نظام الكبح المتجدد هو نظام مساعدة للقيادة أوتوماتيكيًا. ومن بين آثاره السلبية المستمرة أنه عندما يبدأ السائقون في الاعتماد بشكل متزايد على التكنولوجيا للقيام بالكبح نيابة عنهم، فإنهم يفقدون شعورهم بالمسؤولية، مما قد يؤدي في النهاية إلى مواقف خطيرة.
أقل موثوقية عند السرعات العالية: يمكن أن تعمل مكابح الاحتكاك على إيقاف السيارة بسرعة وموثوقية. في حالات الطوارئ، عندما يتعين على السيارة التوقف بسرعة وبشكل كامل، فإن المكابح المتجددة ليست جيدة مثل مكابح الاحتكاك. لهذا السبب غالبًا ما تستخدم المركبات الهجينة والكهربائية كلا نظامي المكابح.
لا توجد فائدة كبيرة عند السرعات المنخفضة: عند استخدام الكبح المتجدد عند السرعات المنخفضة في المدينة، فإن الطاقة المولدة لا تكون كافية لإحداث أي تأثير ملموس على مدى السيارة.
بشكل عام، يمكننا القول إن فوائد الكبح المتجدد تفوق هذه العيوب. وعلينا أن نحتضنه، فهذه التكنولوجيا سوف تنضج أكثر فأكثر، وستستمر في توفير الراحة لحياة السفر للناس!