전통적인 브레이크와 소위 잃어버린 에너지
브레이크 기술은 지난 100 년 동안 많이 변한 것은 아니지만 재생 제동은 우리가 제동에 대해 생각하는 방식에서 바다의 변화를 나타냅니다. 드럼 브레이크에서 디스크 브레이크로의 전환과 같은 진보가 혁신보다는 오히려 반복적이었습니다. 또한 브레이크 패드가 만들어지는 물리적 재료가 크게 발전하여 마찰재가 오래 지속되고 먼지가 적게 발생하며 소음이 발생하지 않습니다. 안티 록 브레이크 (anti-lock brake) 와 같은 기술은 브레이크 기술을 더욱 안전하게 만들었지 만, 운동 에너지를 열로 전환시키는 기본 원리는 변하지 않았습니다.
전통적인 브레이크는 잘 작동하지만 엄청난 낭비입니다. 브레이크 페달을 밟을 때마다 수천 파운드의 유압으로 휠을 효과적으로 잡아 당깁니다. 정밀한 메커니즘은 각 타이어와 휠 허브 사이에 끼워진 디스크 모양의 금속 로터를 포함하며 유기, 금속 또는 세라믹 브레이크 패드 사이에 압착됩니다. 구형 차량에서는 덜 효율적인 드럼 및 브레이크 슈가 대신 사용됩니다. 어느 경우 든 차량은 패드와 디스크 또는 신발과 드럼 사이에 발생하는 엄청난 마찰로 인해 속도가 느려집니다. 그 마찰은 기본적으로 운동 에너지를 열에너지 (그리고 때로는 많은 소음)로 바꿔 주어 결과적으로 자동차 속도가 느려집니다.
전통적인 브레이크의 문제점은 엔진이 운동 에너지를 축적하기 위해 많은 연료를 소비해야한다는 것이고, 브레이크로 열을 변환하면 엔진이 낭비된다는 것입니다. 재생 제동의 기본 아이디어는 다양한 기술을 통해 운동 에너지의 일부를 다시 얻어 전기로 전환 한 다음 재사용 할 수 있다는 것입니다.
회생 브레이크는 어떻게 작동합니까?
가장 일반적인 형태의 회생 브레이크 기술은 전기 모터를 발전기로 다시 사용하므로 하이브리드 및 전기 자동차에서 회생 브레이크가 종종 발견됩니다. 정상 작동 중에는 전기 모터가 배터리에서 전력을 끌어 와서 차량을 움직입니다. 브레이크 페달을 밟으면 전기 모터가이 과정을 반대로하고 전기를 배터리로 다시 공급할 수 있습니다. 이를 통해 전기 자동차를 꽂지 않거나 하이브리드 자동차에 교류 발전기를 사용하지 않고도 배터리를 충전 할 수 있으므로 효율이 향상됩니다.
회생 브레이크는 운동 에너지를 효과적으로 전기로 바꿔주기 때문에 차량을 감속시킬 수 있습니다. 그러나, 회생 브레이크 시스템의 효율에는 한계가있다. 주요 쟁점 중 하나는 고속으로 할 때와 마찬가지로 저속에서도 재생 브레이크가 작동하지 않는다는 것입니다. 회생 제동에 내재 된 제한 때문에 대부분의 차량에는 보충적인 전통적인 제동 시스템도 장착되어 있습니다.
회생 브레이크의 한계
저속에서의 회생 제동 효율의 자연적 감소 이외에도이 기술은 여러 가지 다른 한계를 겪고 있습니다. 가장 주목할만한 것들은 다음과 같습니다 :
- 재생 제동은 "구동 휠"에서만 작동합니다.
- 재생 브레이크는 일반적으로 공황 정지 조건 하에서 충분한 제동력을 제공하지 않습니다.
- 재생 시스템의 효율은 에너지 저장 시스템의 용량 및 전기 모터의 출력과 같은 요소에 의해 제한됩니다.
- 전통적인 재생 시스템은 비 전기식, 비 하이브리드 자동차와 호환되지 않습니다.
- 일부 재생 시스템은 재생 된 운동 에너지를 저장하지 않는 추가 "동적 제동"을 사용해야합니다.
커패시 티브 브레이크 및 전통적인 연소 엔진
회생 브레이크 시스템은 전기를 생성하기 위해 일반적으로 전기 모터에 의존하기 때문에 내부 연소 엔진을 사용하는 차량과 본질적으로 양립 할 수 없습니다. 그러나 전통적인 내연 기관에 적용 할 수있는 대체 재생 기술이 있습니다. 그러한 시스템 중 하나는 대형 커패시터를 사용하여 전기를 신속하게 저장 및 방출 한 다음 강압 변압기를 통과시킵니다. 그러면 12 볼트 출력이 차량의 전기 시스템으로 공급되어 엔진에서 약간의 부하가 발생합니다. 이 기술은 현재 초기 단계에 있지만 연료 효율을 최대 10 %까지 높일 수 있습니다.
자동차는 재생 브레이크를 사용합니까?
대부분의 하이브리드 및 전기 자동차는 일부 유형의 회생 제동 시스템을 사용합니다. Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota 및 Tesla와 같은 OEM은 모두 하이브리드 및 전기 자동차의 재생 제동 기술을 사용하여 일찍 기내에 탑승했습니다. 어떤 종류의 회생 제동을 사용하는 비 하이브리드 자동차는 상당히 보편적이지 않지만 BMW와 Mazda는 특정 모델에서이 기술을 조기에 채택했습니다.