Рекуперация энергии торможения bmw

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 05.10.2024

О системах рекуперации энергии в автомобилях bmw и других

Может, это покажется странным, но автомобиль можно рассматривать как устройство для напрасного расходования энергии. Так, кпд бензиновых ДВС по оценкам экспертов составляет максимум тридцать три процента, причем часть ее теряется через систему охлаждения, часть – через систему выхлопа, а часть при торможении и разгоне, а также в пробках. Чтобы уменьшить потери, используется рекуперация энергии.

Рекуперация в автомобиле

При движении на автомобиле, особенно в условиях города, почти постоянно приходится разгоняться и тормозить. При разгоне мощность мотора тратится на увеличение скорости, а при торможении кинетическая энергия разогнавшегося авто просто теряется. Вот для того, чтобы частично ее использовать, существует система рекуперации энергии, благодаря которой осуществляется зарядка АКБ.

Наиболее простым способом это реализуется на гибридном автомобиле. При обычном режиме движения вспомогательный ДВС вращает генератор. Тяговые моторы получают от него питающее напряжение и крутят колеса. Когда машина тормозит, то генератор отключается, и уже колеса крутят тяговые моторы, а они начинают работать как генератор и вырабатывают электроэнергию, которая сохраняется аккумулятором. Вот таким образом в системе рекуперации, энергия торможения становится электроэнергией.

Применение подобным образом рекуперации энергии торможения в автомобиле, для зарядки аккумуляторов, с питанием от них в дальнейшем бортовой электроники, достаточно традиционно. Как уже отмечалось, это позволяет добиться экономии топлива и повысить динамические характеристики, за счет расходования мощности двигателя исключительно на движение. Однако, это не единственный подход, который реализуют изготовители для рационального использования энергии на автомобиле в процессе торможения.

Система старт стоп с рекуперацией

Она реализована на машинах многих семейств – BMW, Audi и другие, успешно ее применяют в конструкции своих авто. Чаще всего ее назначение – экономия топлива, но зачастую при этом она работает совместно с режимом рекуперации энергии. Исследования показали, что до тридцати процентов времени, мотор работает на холостом ходу из-за остановок на светофорах, пробок и других помех движению. Вот в таких условиях применяется режим старт стоп.

Основой его является такой подход – при остановке (в пробке, на светофоре и т.д.) мотор глушится (стоп), а при необходимости начать движение запускается (старт). Все эти действия выполняет электроника, анализируя показания датчиков о режиме работы двигателя и выполняемых водителем действиях. В некоторых случаях этот процесс дополняется рекуперацией, торможение также способствует получению дополнительной зарядки АКБ.

Для того чтобы система, названная по используемому режиму старт стоп, работала успешно, необходимо наличие на машине усиленного стартера или стартер-генератора. В самом простом варианте система, принцип работы которой описан выше, позволяет экономить до восьми процентов топлива, а также снижает содержание вредных веществ в составе выхлопных газов. По оценкам специалистов, в ближайшем будущем не только машины BMW или Audi смогут работать в режиме старт стоп, но подобное станет чуть ли не обязательным для всех производителей.

Однако у ряда из них, система рекуперации энергии дополняет описанный подход. Да и не только рекуперация энергии торможения.

Управление работой генератора

Однако существуют условия, при которых старт стоп блокируется. Одним из них является уровень заряда аккумулятора. Когда он опускается до величины равной семидесяти пяти процентов от номинальной, то система отключается. Кроме того, водитель может принудительно отключить режим старт стоп с панели управления.

За и против подобной экономии

Стоит отметить, что не все так просто.

Причина в том, что движение в режиме ускорение — торможение даже в городском цикле составляет малую часть от всего времени. Из-за этого рекуперация оказывается неэффективной и не обеспечивает в достаточной мере зарядку АКБ, а только вызывает усложнение машины.
Тем не менее, на гибридных автомобилях рекуперация дает до тридцати процентов экономии энергии. В то же время надо учесть, что ведущими производителями – BMW, Audi, Kia Motors и другими, рекуперация достаточно широко внедряется в том или ином виде, в конструкции своих авто.

Очень широко рекуперация применяется на гоночных машинах, таких как Формула 1, на гибридных автомобилях, но и обычные авто, оснащенные подобными системами, позволяют более эффективно расходовать горючее и обеспечивают его экономию за счет использования энергии торможения и специальных режимов движения.

Рекуперация — тормозите на здоровье!

Одной из интеллектуальных систем технологий BMW EfficientDynamics является система рекуперации энергии торможения. Позволяя заряжать аккумулятор, когда автомобиль тормозит, замедляет ход или движется по инерции, данная система снижает расход топлива автомобиля почти на 3% по сравнению с неоснащенными аналогами. Причем, при ускорении используется вся мощность двигателя, что позволяет улучшить динамические характеристики автомобиля.

В современные автомобили устанавливается огромное количество различной электроники, использование которой необходимо для комфорта и безопасности водителя. Соответственно, машины тратят большое количество электроэнергии для поддержания работоспособности этих систем. В обычных автомобилях электроэнергия вырабатывается генератором переменного тока, который преобразует крутящий момент двигателя в электрическую энергию. При этом генератор постоянно связан приводным ремнем с двигателем.

Однако в автомобилях BMW используется система рекуперации энергии торможения (Brake Energy Regeneration) — уникальная технология производства энергии, которая на обычных автомобиля при работе тормозов тратится впустую. Эта технология BMW позволяет не только сохранить выработанную энергию, но и затем использовать ее. Принцип регенерации энергии торможения применяется на всех моделях BMW с бензиновыми и дизельными двигателями, а также гибридными силовыми агрегатами, на которых используется технология BMW EfficientDynamics.

Благодаря системе рекуперации энергии торможения, с одной стороны, расход топлива снижается, с другой — автомобиль становится более динамичным. Интеллектуальная система не даст полностью разрядиться батареи: она постоянно отслеживает уровень заряда аккумулятора и при необходимости сможет продолжить зарядку даже во время ускорения.

Возьмем в качестве примера гибридный автомобиль BMW ActiveHybrid X6, который, как и другие современные модели BMW, оснащается усовершенствованной системой рекуперации энергии торможения. Сердце гибридного BMW ActiveHybrid X6 состоит из бензинового двигателя V8 мощностью 407 л.с. и двух электромоторов, развивающих по 91 л.с. и 86 л.с. Именно эти электродвигатели при торможении или движении автомобиля на холостом ходу выполняют функцию генераторов, вырабатывающих энергию для зарядки высоковольтного аккумулятора. В зависимости от скорости это делает либо один, либо сразу два электромотора. Причем, мощность, которая вырабатывается ими в режиме генератора, примерно в 25 раз выше (почти 50 кВт), чем у системы рекуперации энергии торможения, использовавшейся ранее.

В гибридной модели BMW ActiveHybrid 7 серии, которая оснащается бензиновым турбодвигателем V8 объемом 4,4 л и трехфазным синхронным электромотором, который потребляет энергию литий-ионной батареи и выполняет функцию генератора при рекуперации энергии торможения. При движении накатом или торможении электроэнергия вырабатывается и сохраняется. При ускорении накопленная энергия подается из литий-ионной батареи в бортовую сеть, тем самым освобождая двигатель внутреннего сгорания от задачи преобразования энергии топлива в электрический ток. Благодаря этому двигатель может тратить больше мощности на ускорение, а электроэнергия генерируется без дополнительного потребления топлива при торможении.

О системах рекуперации энергии в автомобилях bmw и других

Рекуперация в автомобиле

Подобный подход к использованию торможения возможен не только на гибридном автомобиле. Например, на многих машинах семейства bmw реализуется аналогичный способ, только несколько измененный. На некоторых моделях bmw при разгоне генератор не работает, что позволяет уменьшить нагрузку на двигатель, а также снизить потребление горючего. Когда же водитель начинает процесс торможения, то подключается генератор и начинает подзарядку АКБ.

Применение подобным образом рекуперации энергии торможения в автомобиле, для зарядки аккумуляторов, с питанием от них в дальнейшем бортовой электроники, достаточно традиционно. Как уже отмечалось, это позволяет добиться экономии топлива и повысить динамические характеристики, за счет расходования мощности двигателя исключительно на движение. Однако, это не единственный подход, который реализуют изготовители для рационального использования энергии на автомобиле в процессе торможения.

Система старт стоп с рекуперацией

Управление работой генератора

Частично этот режим был затронут ранее, когда рассматривалась рекуперация на автомобилях BMW. Речь идет о том, что генератор отключается, когда машина разгоняется, что совместно с работой мотора в режиме старт стоп дает возможность снизить расход топлива. А вот при сбросе скорости подключается генератор и осуществляется зарядка АКБ.

Однако существуют условия, при которых старт стоп блокируется. Одним из них является уровень заряда аккумулятора. Когда он опускается до величины равной семидесяти пяти процентов от номинальной, то система отключается. Кроме того, водитель может принудительно отключить режим старт стоп с панели управления.

За и против подобной экономии

Стоит отметить, что не все так просто.

Система рекуперации энергии при торможении: принцип работы и преимущества

Современные автомобили постоянно совершенствуются, получая инновационные технологии, которые позволяют сделать машину ещё более динамичной, экономичной и безопасной. Одной из таких разработок является система рекуперации энергии, которая позволяет снизить расход топлива, одновременно обеспечивая улучшение показателей динамики автомобиля. Поговорим поподробнее о том, что же представляет собой рекуперация энергии при торможении, эффективна ли подобная система и перспективно ли ее использование в современном автомобилестроении.

Описание технологии

На протяжении многих десятков лет производители автомобилей бились над тем, чтобы эффективнее использовать кинетическую энергию разогнавшегося автомобиля. Действительно, когда водитель нажимает на тормоз, то вся энергия автомобиля, когда машина быстро и резко замедляется, фактически, уходит впустую. Тогда как правильно используя такую кинетическую энергию можно подзаряжать батареи, в последующем расходуя такую мощность на разгон автомобиля. Это позволяет добиться экономии топлива и улучшения показателей динамики.

Такие автомобили с системой рекуперации энергии получили специальные батареи, в которых накапливается заряд, и специальные дополнительные электромоторы, работающие в паре с основным силовым агрегатом на жидком топливе. У многих простых модификаций батареи и электромоторы отсутствуют, а сгенерированная рекуперацией энергии используется на подзарядку аккумулятора и подпитку электросети в автомобиле. Это позволяет отключать генератор, который может забирать порядка 5-7% мощности двигателя, что экономит топливо и делает машину более быстрой.

Чаще всего такая система рекуперации используется на гибридных автомобилях, в которых параллельно имеются как электромоторы, так и небольшой двигатель внутреннего сгорания. Во время разгона используется полная мощность, как от доступных электромоторов, так и двигателя внутреннего сгорания. А уже разогнавшись машина получает энергию исключительно от электромоторов, батарея которых подпитывается не только во время зарядки от стационарной сети, но и при нажатии на педаль тормоза, когда кинетическая энергия с помощью специального устройства рекуперации переводится в зарядку для аккумуляторов. Это перспективная технология, которую сегодня широко используют различные автопроизводители.

Рекуперация последнего поколения

Сегодня современные автомобили оснащаются не только системой рекуперации, но и различными дополнительными электромодулями, которые позволяют с максимальной эффективностью использовать мощность и экономят расход топлива. Проведенные исследования показали, что порядка 30% своего времени двигатель работает в холостую, причём это как снижает его ресурс, так и существенно увеличивает потребление бензина или дизеля. Для решения этой проблемы была внедрена система старт-стоп, которая сразу же глушит мотор, как только машина остановилась на месте, а водитель отпустил педаль газа. Сегодня такая система старт стоп работает вместе с рекуперацией торможения, что позволяет на 15-20% улучшить показатели топливной экономичности автомобиля.

За последние годы конструкция системы рекуперации существенно улучшилась, теперь это надёжная система, которая может генерировать порядка 50 лошадиных сил и более, чего будет достаточно для комфортного перемещения в городе даже на одной электротяге. Продвинутые модели гибридов имеют дополнительно установленные батареи, а автономность таких машин приближается к 100 километрам на одной зарядке. У многих классических авто с системой рекуперации показатель расхода топлива снизился до 4 литров, и подобные характеристики имеют полноразмерные кроссоверы, которые с обычными двигателями внутреннего сгорания потребляют 10-15 литров топлива.

Преимущества и недостатки

Как и любая другая технология, рекуперация энергии на торможении имеет свои определенные преимущества и недостатки. В первую очередь, это нацеленность этой системы на эксплуатацию автомобиля в городских условиях, когда водитель часто разгоняется и тормозит. А вот на длинных дистанциях, например, при скоростном передвижении на загородных магистралях, такие технологии становятся попросту бесполезным. На скоростной загородной трассе водитель практически не тормозит, поэтому система не может накапливать энергию и не экономит топливо.

На современных гибридных автомобилях такие системы позволяют экономить порядка 30% энергии. Неудивительно, что сегодня такая технология с успехом используется не только на обычных городских автомобилях, но и в гонках Формулы-1, где крайне важно обеспечить максимальную экономичность и выдавать при этом великолепную мощность двигателя автомобиля.

Ещё одним значимым преимуществом такой системы рекуперации энергии является ее техническая надежность и существенное упрощение обслуживания автомобиля. Используемый электромотор долговечен, в нем не нужно менять масло или проводить другой сервис. Все это позволяет сократить эксплуатационные расходы автовладельца, быстро окупая даже дорогую покупку автомобиля с гибридной составляющей и системой рекуперации энергии.

Если же говорить о недостатках этой системы, то необходимо в первую очередь упомянуть о высокой стоимости самих автомобилей. Покупая автомобили с системой рекуперации энергии, потребуется заплатить на 30-50% больше, в сравнении со стандартными машинами с двигателем внутреннего сгорания. Конечно, в последующем все затраты окупятся, но изначально автовладельцу потребуется существенно потратиться на покупку такой машины.

Несмотря на великолепную надежность таких гибридных автомобилей всё же они, как и любая другая техника, могут ломаться, а в последующем их ремонт представляет определенные сложности. Дело в том, что за такую работу возьмутся не в каждой мастерской, да и к профессионализму мастеров, которые выполняют такие работы, предъявляются повышенные требования. Поэтому потребуется уделять должное внимание вопросам поиска сервиса и мастерской для ремонта, лишь после этого можно будет сдавать машину для ее обслуживания или устранения каких-либо серьезных поломок.

Выводы

Система рекуперации энергии достаточно интересная разработка, которая позволяет использовать кинетическую энергию автомобиля при торможении машины. Чаще всего такие системы используются на гибридных автомобилях, где они позволяют экономить порядка 30% всей расходуемой энергии. Но и на обычных ДВС такая рекуперация энергии также сегодня часто встречается, что позволяет отказаться от полноценного генератора, обеспечивая полную подпитку всей электросети автомобиля сгенерированной машиной энергией.

Рекуперация или преобразование кинетической энергии торможения

С момента выхода в свет Toyota Prius стукнуло уже за 20 лет, и с тех пор концепция рекуперативного(регенеративного) торможения стала достаточно известной, как метод повышения дальности пробега в гибридных и электрических транспортных средствах. Но знаете ли вы, что применение не ограничивается EV автомобилями? В наши дни вы можете найти ее во всем, в том числе велосипедах, скейтбордах и самокатах.

(демонстрация системы рекуперации энергии в bmw)

Давайте же разберемся, как работает эта технология, насколько она продуктивна в различных средствах передвижения и разумно ли везде ее устанавливать.

Что такое рекуперативное торможение

Движущиеся объекты обладают кинетической энергией, а когда применяется тормоз для замедления, всей этой мощи необходимо куда-то идти.

Вернемся немного в прошлое, давние времена эры неандертальцев или просто машин с ДВС. В таких автомобилях тормоза основаны исключительно на трении, поэтому при замедлении вся энергия превращается в тепло, а значит уходит в никуда, просто теряется в окружающей среде.

Но мы все же эволюционировали и нашли пути получше. Регенеративное торможение использует мотор электромобиля в качестве генератора для преобразования основной доли кинетической энергии, теряемой при замедлении, назад в батарею. В следующий раз, когда машина ускоряется, она расходует часть энергии, ранее сохраненную от рекуперативного торможения.

(Регенеративная система bmw i3)

Важно понять, что регенеративное торможение не является магическим увеличителем диапазона пробега электромобилей. Оно не делает машины более эффективными как таковые, а просто делает их менее неэффективными. В принципе, самым лучшим вариантом езды будет разгон до постоянной скорости, а затем никогда не касаться педали тормоза. Поскольку чтобы замедлиться, а потом снова вернуться к прежней скорости, потребуются лишние затраты сил, то вы получите куда больший диапазон хода, в первую очередь просто не замедляясь.

Но, очевидно, что это не реалистично. Так как нам приходится снижать скорость многократно, рекуперация - это следующий лучший вариант, так как она делает этот процесс менее бесполезным.

Насколько хорошо рекуперативное торможение

Чтобы правильно оценить данную технологию, нам нужно посмотреть на два разных параметра: коэффициент полезного действия(КПД) и эффективность. Несмотря на кажущееся сходство, они совершенно разные. КПД говорит о том, с каким успехом захватывается «потерянная» мощность торможения. Все превратилось в тепло или удалось перевести кинетический потенциал в нужное русло? С другой стороны, эффективность относится к тому, как сильно влияет регенеративное торможение на длину пути. Значительно ли увеличится ваш диапазон, или вы даже не заметите большой разницы?

(визуализация работы системы рекуперация энергии торможения в машинах VW - Volkswagen)

Никакая машина не способна достичь коэффициента полезного действия в 100% (без нарушения законов физики), так как любая передача энергии неизбежно повлечет за собой потерю в форме тепла, света, шума и т. д. КПД процесса зависит от многих факторов, таких как двигатель, батарея и контроллер, но часто значение оценивается в районе 60-70%. По словам Tesla, их технология обычно теряет 10-20% кинетического потенциала при попытке его захватить, а затем еще 10-20% при преобразовании отложенных запасов обратно в ускорение. Это довольно стандартные числа для основной массы электрических транспортных средств, включая машины, грузовики, велосипеды, самокаты и т. д.

Отметим, что эти 70% не говорят нам, что регенеративное торможение даст 70% -ный рост пути от одного заряда. Технология не приведет к увеличению диапазона от 100 км до 170 км. Это лишь означает, что 70% кинетической энергии, потерянной во время торможения, может быть снова возвращено.

Поэтому рассмотрение лишь КПД системы мало что значит. Что должно нас больше заинтересовать, так это эффективность рекуперативного торможения.

Эффективность

Здесь все куда интереснее. Эффективность рекуперативного торможения - это показатель того, насколько система способна увеличить запас хода транспортного средства.

Как вы, наверное, уже догадались, показатель значительно варьируется в зависимости от факторов, включая условия движения, местность и размер транспортного средства.

Немалое влияние оказывают условия вождения. Вы увидите значительно лучшую отдачу в городе, где приходится многократно сбрасывать скорость на светофорах или в пробках, чем на шоссе. Ландшафт также играет весомую роль. Подъем в гору не дает вам много шансов на остановку, а вот при спуске для безопасности часто нужно притормаживать, что позволит преобразовать больший объем кинетических запасов. На длинных склонах рекуперативная система может применяться почти без остановок, чтобы регулировать скорость, тем самым заряжая аккумулятор в течении продолжительного промежутка.

Размер транспортного средства может быть самым значительным фактором для данного показателя по той простой причине, что более тяжелые тела содержат в себе гораздо больший импульс и кинетическую энергию. Подобно тому, как большой маховик является более эффективным, четырехколесный автомобиль имеет куда больше кинетической энергии при движении, чем мотоцикл или самокат.

Эффективность системы регенерации в автомобилях

Данные для сравнения могут быть несколько сложными. Машины Tesla выдают мощность рекуперативного торможения в 60 кВт при жесткой остановке, но это не отвечает на более интересный вопрос. Мы хотим знать, сколько энергии мы регенерируем во время поездки, а не насколько сильны наши тормоза каждый раз, когда мы месим педаль.

К счастью, ряд водителей Tesla смогли посчитать возврат энергии, используя различные приложения для отслеживания данных. Владельцы Model S сообщили о возмещении около 32% от общего потребления энергии в момент подъема, а затем спуска на холмистой местности. Таким образом, при таком коэффициенте ход увеличивается со 100 до 132 км. Другой собственник рассказал о регенерации 28% энергии (форум на датском языке). Остальные же пишут, что во время обычных поездок возвращается в среднем 15-20% от общего потребления.

Другие автопроизводители также использую данную систему в своих машинах. Например Audi говорит, что технология рекуперативного торможения, установленная в Audi Q7 позволит сэкономить до 3% топлива. Но если брать только электромобили, то компания обещает увеличение длины пути на 30% в их будущей модели Audi e-Tron.

Эффективность рекуперативного торможения в велосипедах, самокатах, скейтбордах и других персональных EV

Для небольших электрических транспортных средств цифры не столь оптимистичны. На многих велосипедах с функцией рекуперативного торможения средним показателем является 4-5% регенерации, максимум 8% в холмистых районах. Другие персональные электромобили, включая самокаты и скейтборды, имеют схожие результаты.

Как мы писали выше, столь небольшие цифры во многом связаны с меньшим весом данных средств. У них просто нет большого импульса и, следовательно, они имеют меньшую кинетическую энергию для преобразования обратно аккумулятор.

А это вообще важно, насколько хорошо работают рекуперативные тормоза?

В индустрии электрических велосипедов регенеративное торможение иногда может использоваться скорее как маркетинговый инструмент, чем как целесообразное нововведение. Поскольку технология, как правило, возможна только в электрических байках с более крупными безредукторными двигателями, то производители таких велосипедов будут обязательно использовать столь эффективную разработку в своих моделях. В то же время компании, выпускающие байки со среднеразмерными приводами и другими редукторными моторами, которые не приспособлены к регенеративному торможению, относят технологию в разряд неэффективных и просто не ставят.

Истина заключается в том, что для небольших и персональных транспортных средств рекуперация не так эффективна, как в крупных электромобилях, однако эта функция все равно имеет множество преимуществ.

Одним из самых весомых плюсов разработки можно назвать применение в качестве еще одной замедляющей силы для небольших персональных EV. К примеру, электрический самокат Xiaomi M365 для переднего моторного колеса использует только остановку регенерацией, в то время как для заднего колеса применяется традиционный дисковый тормоз. Это означает, что самокат имеет два независимых элемента замедления хода с одним рычагом управления для их активации, что снижает стоимость, вес и сложность сборки.

Рекуперация также позволяет внести механизм остановки в скейтборды - подвиг, который ранее выполнялся через трение подошвы вашей обуви о тротуар. Данная функция является очень полезной для безопасности в связи с появлением популярных моделей, достигающих скоростей более 30 км/ч.

Еще одним преимуществом регенеративного торможения является продление срока службы обычным тормозным деталям, таким как кабели и тормозные колодки. Постоянное обслуживание и замена данных частей раздражает, а если учесть, что электрические велосипеды и самокаты путешествуют намного дальше и быстрее, чем их не электрические братья, то детали изнашиваются намного раньше.

В конце концов, регенеративное торможение никогда не будет столь полезным в небольших средствах передвижения, как в крупных, просто из-за законов физики. Поэтому отсутствие технологии на электрических велосипедах и других малых EV для личного пользования не есть что-то ужасное. Однако преимущества использования этой разработки, без учета простого перехвата мощностей, нельзя игнорировать. И эй, вы будете получать бесплатный 5%-ный рост диапазона каждый день!

Тормозить и запасать: системы рекуперации в современных машинах

Доказывать необходимость рекуперативного торможения, то есть такого, при котором энергия машины снова аккумулируется, чтобы быть потом использованной для разгона, никому было не нужно. Эффективность схемы еще с 60-х годов проверена на железной дороге. Но там используются электровозы, и энергия сразу возвращается в сеть. Машинам такой способ не очень подходит ввиду отсутствия на большинстве из них электромоторов…

А поскольку машины ездят не по рельсам, то и места торможения и разгона тоже не очень-то поддаются прогнозированию. Поэтому способ, используемый на некоторых станциях метрополитена, – расположение точек остановки на возвышенностях, что позволяет разгоняться за счет запаса потенциальной энергии и замедляться за счет подъема, – тоже не востребован. Разве что места остановок автобусов традиционно стараются располагать на горках.

Маховик в вакууме

Исторически первой системой рекуперации для машин с ДВС стала система с механическим накоплением энергии во вращающемся маховике. Подобные системы применялись в основном на строительной технике, где крупные вращающиеся части использовались как накопитель энергии, а передача мощности шла через гидравлические или электросистемы.

Но область применения такого рода технологий оставалась узкой – в первую очередь это были большие экскаваторы и краны, часто портовые. Сделать систему более компактной и установить на легковой автомобиль просто никому не приходило в голову, любой способ реализации упирался в низкую стоимость энергии и высокую цену устройства.

При цене нефти менее 4 долларов за баррель внедрять нечто подобное на транспорте никому не приходило в голову, и даже после первых нефтяных кризисов запас по модернизации ДВС с лихвой перекрывал потребности в экономии топлива. Компания Volvo даже испытывала систему на модели 260 в 1980 году, но мощность порядка 10 киловатт со стальным маховиком не оправдали ожиданий, и программа была свернута.

Скачок технологий в 80-е годы позволил создать более эффективные системы накопления энергии на маховике, устранив основную проблему – вероятность взрывного разрушения маховика. Решили проблему просто: сделали маховик из нитей, которые при разрушении просто его тормозили. А помещение его в вакуумный контейнер и использование газовых подшипников позволило запасать энергию на весьма приличный срок, до нескольких дней, хотя большинство таких систем рассчитаны на короткий цикл работы, от поступления энергии на маховик до ее расходования проходит несколько минут или даже секунд.

Так работает, например, гоночная система KERS в Формуле-1. Есть и практические примеры ее реализации на условно серийных машинах, например на Porsche и Ferrari. Но на практике, скорее всего, распространения такая система не получит. Наряду с такими достоинствами, как очень высокая емкость и большая мощность накопления, в числе недостатков останутся и гироскопический эффект, и довольно высокие потери как в приводе, так и в самой подвеске маховика. Как итог – область применения этой технологии так и осталась узкоспецифичной, и пока перспектив к изменению ситуации не видно, развитие чисто электрических методов накопления энергии пока идет лучше, а выдающаяся удельная мощность маховиков-накопителей пока не пригодилась.

Потенциальное преимущество в надежности системы тоже вряд ли будет востребовано, надежность и простота сейчас не в почете. Единственным действительно перспективным и массовым направлением для данной технологии остаются автобусы. Например, Optare Solo с маховичным накопителем FlyBus или развозные грузовики и мусоровозы, делающие остановки через каждые несколько сотен метров. Система FlyBus или FlyBrid в версии «для всех» сделана инжиниринговой компанией Rikardo в сотрудничестве с компанией Torotrak, разработчиком тороидальных вариаторов большой мощности.

И тут снова на горизонте появляется шведская компания. В версии, которую использовали на Volvo S60 в 2011 году, мощность системы составила 80 киловатт, масса – 60 килограммов, а обороты маховика – порядка 60 тысяч оборотов в минуту. Судя по этим показателям, вполне возможен рост мощности системы до «спортивных» величин, ведь обороты роторов могут быть даже выше 100 тысяч в минуту, но опять же, судя по отсутствию гибрида в модельной гамме компании, эксперименты с легковыми машинами сочли неудачными.

Жидкость и газ под давлением

Несколько перспективнее выглядит система пневмогидравлической рекуперации, наиболее известной у нас как Peugeot Hybrid Air. Она является хорошо отработанной схемой, хотя реально существующие с ней машины не так уж широко известны. Это в первую очередь… мусоровозы.

Десятки машин с системой Bosch и Eaton уже более десяти лет эксплуатируются в США, и их гибридный привод проявил себя как надежный и недорогой. Суть работы такой установки заключается в возможностях гидромотора, который при торможении закачивает рабочую жидкость в большой гидроаккумулятор – трубу со сжатым газом. При разгоне машины газ вытесняет жидкость, жидкость крутит тот же гидромотор и помогает экономить топливо. В системе нет дорогих аккумуляторов, и ресурс ее очень велик. Мощность гидромоторов тоже велика, а стоимость, наоборот, крайне низкая.

Одна загвоздка: гидроаккумулятор имеет большие габариты и массу, и реально его энергии хватает на один-два цикла разгона и торможения, пробег без включения ДВС составляет всего пару километров для легковой машины и сотни метров для грузовика. При использовании на автобусах или мусоровозах подобная система позволяет полностью отказаться от использования традиционных тормозных механизмов, гидромотор может замедлить машину вплоть до полной остановки. В этом пневмогидравлический рекуператор даже превосходит электрические системы, те при малой скорости вращения колес уже не эффективны.

Дополнительным плюсом является возможность запасти энергию надолго, на часы и дни. В отличие от маховиков, которые уже через десятки минут теряют солидную часть запасенной мощности. К сожалению, масштабные планы компании Peugeot были прохладно восприняты новыми акционерами из китайской Dongfeng, а также партнерами по разработке системы из Ford. Но судя по новостям, именно китайские грузовики Dongfeng могут оказаться следующими массовыми носителями этой технологии.

Электроторможение с рекуперацией

Главным конкурентом этих безусловно интересных, но обладающих множеством ограничений схем выступает уже классическая электрическая схема с электромотором, аккумуляторами или суперконденсаторами.

Обычное электрическое торможение и рекуперация хороши уже тем, что используются на железной дороге около 60 лет и отработаны до мелочей. Все конструктивные схемы с синхронными, асинхронными и коллекторными двигателями давно известны и рассчитаны. Энергия передается обратно в питающую сеть, запасается в аккумуляторы или суперконденсаторы и может быть использована через длительное время.

Основная беда электрических тормозов в том, что они плохо сочетаются с ДВС, и для эффективного использования электроэнергии пришлось совместить обычный двигатель внутреннего сгорания и всю атрибутику электромобиля – аккумуляторы и тяговый электродвигатель – в одном механизме. Получившиеся гибриды обычно так и называют просто «гибридами». И несмотря на сложность и высокую массу такой схемы, в данный момент она является единственной серийно использующейся в легковом автомобилестроении и уже весьма популярной.

Гибриды на данный момент оказываются самым перспективным направлением развития автомобилей с точки зрения снижения расхода топлива, а прогресс в создании аккумуляторных батарей и развитие так называемых «подзаряжаемых гибридов», по сути являющихся промежуточным звеном между чистыми электромобилями и гибридами, делает их важным элементом в эволюции персонального автотранспорта.

В 1997 году вышла первая серийная Toyota Prius, которая остается на данный момент самой популярной гибридной машиной и законодателем мод в своем классе. В ее схеме приняли решение использовать электромоторы малой мощности и недорогую никель-металлгидридную аккумуляторную батарею также малой мощности, а для компенсации этих недостатков наделили машину очень сложной трансмиссией со множеством режимов работы ДВС, электродвигателя и генератора. Успех этой схемы сильно повлиял на развитие подобных технологий у других производителей. Сейчас число моделей машин с гибридным приводом перевалило за два десятка.

Рекуперация энергии торможения

Что за кнопка, где она находится?

///M☰39
BY BLR

Да, где выбор режимов sport, comfort

E60 M57 -> F01 N57
Minsk

Прикрепленные файлы

Е65 730d =>F01 730d
Могилев Беларусь

Никакая кнопка eco pro не нужна. Опция кодируется по FA: KOMBI=>IGR_ENABLE

F10 есть кнопка, F01 нет. где-то нужна, где-то нет

E60 M57 -> F01 N57
Minsk

Е65 730d =>F01 730d
Могилев Беларусь

Это две разные опции

как спросили изначально, так Вам и ответили

E60 M57 -> F01 N57
Minsk

Е65 730d =>F01 730d
Могилев Беларусь

Почитайте мой первый пост, о чем был вопрос. А если не знаете, то не надо писать ерунду и сбивать с толку.

E60 M57 -> F01 N57
Minsk

Теперь о функционале. Хочу поделиться наблюдениями за индикатором зарядки аккумулятора. Вообще система Brake Energy Reginiration дает то, что вся мощность двигателя при разгоне направляется на колеса. Это конечно здорово, но при этом страдает зарядка аккумулятора. Генератор включается только в момент полного отпускания педали газа и на скорости более 30 км/ч. Т.о. можно сделать вывод, что на холостом ходу и при постоянной скорости, не убирая ноги с педали газа, зарядка аккумулятора вообще не происходит! Всегда считал, что проехав большое расстояние, аккумулятор будет полностью заряжен, но на самом деле, он может получить заряда меньше, чем при езде по городу. Теперь, даже, как то стал чаще отпускать педаль газа)))

///M☰39
BY BLR

Ну да, все так и происходит при условии, когда система видит, что сам аккумулятор полностью заряжен. Для полноты картины включите цифровое отображение электробортсети авто и покатайтесь в разных режимах, включая-выключая различные дополнительные потрлюбители, такие как свет фар например, и увидите как изменяются значения.

Е65 730d =>F01 730d
Могилев Беларусь

bmw
Минск

C S1 CDA АКБ полностью НЕ заряжается

МОЩЬ, РАСШИРЯЮЩАЯ ГРАНИЦЫ.

Новый BMW X1 повсюду чувствует себя как дома, он поражает точной управляемостью как на дороге, так и за ее пределами. Такой результат достигается благодаря идеально слаженной работе целого ряда компонентов. Базу для этого создает практически идеальная развесовка по осям в соотношении 57:43 (спереди/сзади). Опциональная система интеллектуального полного привода BMW xDrive направляет мощность, вырабатываемую двигателем нового BMW X1, именно на то колесо, на котором она необходима в данный момент – при этом не имеет значения, по какому покрытию Вы передвигаетесь. Ходовая часть, созданная для обеспечения максимальной динамики, отличается точной обратной связью в любой ситуации. При этом, благодаря комплексным технологиям EfficientDynamics, новый BMW X1 демонстрирует сниженные показатели расхода топлива и вредных выбросов, обеспечивая повышенное удовольствие от вождения на каждом метре пути.

Технология BMW EfficientDynamics.

BMW xDRIVE.

Система интеллектуального полного привода BMW xDrive идеально адаптируется к сложным дорожным условиям, обеспечивая при этом повышенное сцепление с дорогой. Благодаря системе xDrive и системе динамической стабилизации (DSC) BMW демонстрирует потрясающую курсовую устойчивость. xDrive по сигналу от датчиков DSC распределяет крутящий момент таким образом, чтобы заблаговременно противодействовать избыточной или недостаточной поворачиваемости, в результате чего повышается курсовая устойчивость. В критических ситуациях системе DSC приходится меньше вмешиваться в процесс управления автомобилем. BMW xDrive эффективно объединяет такие преимущества полного привода, как сцепление с дорогой, курсовая устойчивость и безопасность, с типичной для BMW маневренностью для еще большего удовольствия от вождения.

Автоматические коробки передач Steptronic.

Коробки передач Steptronic устанавливают новый стандарт в области комфорта, динамики и эффективности. Они являются центральным элементом программы BMW EfficientDynamics. Сверхвысокая точность подбора передаточных чисел позволяет добиться оптимального качества передачи мощности как на низких, так и на высоких скоростях. Это значительно снижает расход топлива, а Вы наслаждаетесь повышенной спортивностью и динамикой.

ГОРОД, ЗА ГОРОДОМ, УДОВОЛЬСТВИЕ ОТ ВОЖДЕНИЯ.

Почувствуйте динамические качества BMW X1.

ГОРОД, ЗА ГОРОДОМ, УДОВОЛЬСТВИЕ ОТ ВОЖДЕНИЯ.

Почувствуйте динамические качества BMW X1.

Режим ECO PRO.

Режим ECO PRO способен обеспечить до 20 процентов экономии топлива в зависимости от особенностей Вашего стиля вождения (по данным собственного исследования BMW). Еще больше топлива позволяют сэкономить такие дополнительные функции, как режим движения накатом и Маршруты ECO PRO.

Режим движения накатом

Функция движения накатом отсоединяет трансмиссию от двигателя и позволяет автомобилю двигаться по инерции, когда водитель на скорости от 50 до 160 км/ч отпускает педаль акселератора и не начинает торможение. В сочетании с активным круиз-контролем автомобиль после торможения в режиме ECO PRO ускоряется до заданной скорости с меньшими знергетическими затратами.

Маршруты ECO PRO

Функция Маршруты ECO PRO показывает самый эффективный путь в зависимости от дорожной ситуации, характеристики движения и особенностей местности. Бортовой компьютер выводит информацию о том, сколько процентов топлива можно сэкономить, если выбрать предложенный маршрут.

Интеллектуальная система управления энергопотреблением.

Как и любой BMW, BMW X1 серийно оснащается технологиями EfficientDynamics, в числе которых функция Auto Start Stop, система рекуперации энергии торможения и электрический усилитель рулевого управления. Интеллектуальная система управления энергопотреблением уже сегодня позволяет увидеть, как будет выглядеть мобильность в будущем.

Функция Auto Start Stop

Функция Auto Start Stop отключает двигатель при кратковременной остановке автомобиля, например на светофоре или в пробке, и таким образом снижает расход топлива. При нажатии педали сцепления (МКПП) или при отпускании педали тормоза (коробка передач Steptronic) двигатель в доли секунды автоматически запускается.

Рекуперация энергии торможения

При каждом торможении высвобождается кинетическая энергия, которая до недавнего времени никак не использовалась. Система рекуперации энергии торможения позволяет реализовать этот незадействованный потенциал. Она использует энергию, вырабатываемую при торможении или прекращении ускорения, преобразовывая ее в электричество.

Затем за счет этой энергии заряжается аккумуляторная батарея. Благодаря данной интеллектуальной системе управления энергией снимается необходимость в непрерывной работе генератора, что уменьшает нагрузку на двигатель. В результате Вы получаете уменьшение расхода топлива и прирост мощности — классическая иллюстрация эффективности программы BMW EfficientDynamics.

Электроусилитель рулевого управления

Электроусилитель рулевого управления адаптирует усилие на рулевом колесе в зависимости от текущей скорости движения. В результате обеспечивается прецизионная точность и четкость управления на высоких скоростях и легкость маневрирования при парковке. Усилитель рулевого управления потребляет энергию только когда в этом возникает необходимость, позволяя снизить расход топлива и уровень вредных выбросов.
Вместо гидравлического насоса в системе используется электродвигатель — в отличие от классического варианта, при котором двигатель автомобиля вынужден постоянно тратить часть своей мощности на питание системы, электропривод задействуется только при вращении рулевого колеса. При движении прямо или поддержании постоянного угла отклонения руля (например, в затяжных поворотах), электромотор остается выключенным и не тратит энергию. А дополнительный комфорт при рулении обеспечивается за счет постоянной гибкой адаптации мощности усилителя в зависимости от текущей дорожной ситуации и скорости движения.

Индикатор моментов переключения передач

Своевременное переключение передач может существенно повысить экономичность автомобиля — особенно в плотном городском потоке и поездках на дальние расстояния. Смена передачи в оптимальный момент времени позволяет расходовать меньше топлива — на основании дорожной ситуации и текущих оборотов двигателя электронная система автомобиля определяет наиболее эффективную в текущий момент времени передачу. Стрелка на информационном дисплее автомобиля сигнализирует о том, что следует переключиться на передачу вверх или вниз. Кроме того, система в состоянии распознать момент, когда автомобиль быстро ускоряется, и соответствующим образом сместить момент сигнализации переключения. Индикатор также задействуется при переключении автоматической коробки передач Steptronic в ручной режим. Внутренние тесты, проведенные концерном BMW, показали, что автомобили, оснащенные индикатором оптимального момента смены передач, расходуют приблизительно на 4 процента меньше топлива.

Читайте также: