Frenado regenerativo
El frenado regenerativo es una característica fundamental de los vehículos eléctricos modernos, que permite al vehículo recuperar energía durante el frenado y la desaceleración.
Al convertir la energía cinética del vehículo en energía eléctrica y almacenarla en la batería, el frenado regenerativo puede ampliar la autonomía del vehículo y mejorar la eficiencia general. Este artículo explorará los diferentes tipos de estrategias de frenado regenerativo utilizadas en los vehículos eléctricos, sus beneficios y sus limitaciones.
¿Como funciona?
El frenado regenerativo es un proceso en el que la energía cinética de un vehículo en movimiento se captura y almacena como energía eléctrica en la batería del vehículo durante el frenado o la desaceleración.
Un motor eléctrico puede funcionar como generador en un vehículo eléctrico utilizando el principio de inducción electromagnética, que establece que el cambio en el campo magnético alrededor de un conductor genera una corriente eléctrica en el circuito. Cuando un motor eléctrico gira, crea un campo magnético que interactúa con los devanados del estator y produce una corriente eléctrica que impulsa el vehículo. Cuando el automóvil desacelera o frena, las ruedas impulsan el motor en reversa, lo que hace que el campo magnético cambie de dirección e induzca corriente eléctrica en la dirección opuesta. Esta corriente puede retroalimentarse a la batería y almacenarse como energía, lo que reduce la necesidad de frenos de fricción convencionales y aumenta la autonomía y la eficiencia del vehículo eléctrico.
Ilustración Regen Audi Q8 e-tron
Tipos de estrategias de frenado regenerativo
Los fabricantes de vehículos eléctricos ofrecen frenado regenerativo con diferentes estrategias. Hay tres tipos principales de estrategia de regeneración. Algunos fabricantes sólo dan una posibilidad, mientras que otros dejan al conductor elegir entre dos o las tres.
Conducción con un solo pedal / elevación de regeneración
La regeneración de un pedal es una característica de algunos vehículos eléctricos que les permite controlar la aceleración y desaceleración del automóvil solo con el pedal del acelerador.
Cuando el conductor pisa el pedal, el vehículo acelera. Cuando el conductor suelta el pedal, el automóvil desacelera mediante el frenado regenerativo, que convierte la energía cinética del vehículo en energía eléctrica que el conductor libera. Los vehículos eléctricos se almacenan en la batería. Este tipo de regeneración también se denomina regeneración de aceleración. Dependiendo de la configuración del vehículo y las condiciones de conducción, una regeneración del pedal puede detener el vehículo por completo o mantener una velocidad baja hasta que el conductor presione el pedal nuevamente.
La ventaja de conducir con un solo pedal es que sólo es necesario utilizar un pedal.
Las desventajas de la regeneración con un pedal son que puede requerir cierta adaptación por parte de los conductores acostumbrados a la conducción tradicional con dos pedales. La regeneración de elevación total puede ser una desventaja en una carretera resbaladiza, ya que se romperá con fuerza si retira rápidamente el pie del pedal. Muchos recomiendan reducir la fuerza regenerativa en invierno.
Además, su rendimiento puede variar dependiendo de factores como el estado de carga de la batería, la temperatura, la pendiente de la carretera y el flujo del tráfico. Mientras que algunos vehículos eléctricos tienen un nivel fijo de regeneración para conducir con un solo pedal, otros tienen levas en el volante para activar la regeneración en diferentes niveles.
Palas Kia EV6 Regen
Otros, como Tesla, tienen configuraciones disponibles en su sistema de información y entretenimiento.
Configuración de conducción con un solo pedal de Tesla
En la imagen de arriba, también puedes ver cómo Tesla permite al conductor decidir cómo debe comportarse el coche a baja velocidad. Por ejemplo, pueden agregar frenos físicos a bajas velocidades del vehículo para que el vehículo se detenga y se mantenga por completo.
Regeneración manual usando el pedal del freno
Al presionar el pedal del freno, puedes regenerar energía en vehículos eléctricos con frenos combinados.
Regen, que utiliza un sistema de frenos combinado en vehículos eléctricos, utiliza sensores y algoritmos para determinar el equilibrio óptimo entre el frenado regenerativo y el frenado por fricción, dependiendo de factores como la intervención del conductor, el estado de carga de la batería, las condiciones de la carretera, la situación del tráfico y la velocidad del vehículo.
El sistema también puede funcionar con sistemas de asistencia al conductor, como el control de crucero adaptativo o la prevención de colisiones, para mejorar la seguridad y la comodidad.
Regeneración adaptativa
La regeneración adaptativa es una característica de algunos vehículos eléctricos que les permite ajustar el nivel de frenado regenerativo según la situación de conducción.
La regeneración adaptativa funciona mediante el uso de sensores, cámaras y datos de navegación para detectar las condiciones del tráfico, la curvatura de la carretera, los límites de velocidad y otros factores que afectan la tasa de desaceleración óptima del vehículo. Con base en esta información, el sistema puede aumentar o disminuir automáticamente el nivel de regeneración cuando el conductor suelta el pedal del acelerador sin requerir entrada manual o selección de modo.
El beneficio de la regeneración adaptativa es que puede proporcionar una experiencia de conducción más suave y natural y una recuperación de energía más eficaz. Además, al ajustar el nivel de regeneración según la situación, la regeneración adaptativa puede evitar un frenado excesivo o insuficiente que podría causar molestias o desperdiciar energía, ya que se detendrá cuando sea posible. La regeneración adaptativa también puede funcionar con los sistemas de asistencia al conductor para mejorar la seguridad y la comodidad, como mantener una distancia segura con el vehículo de delante o reducir la velocidad en una curva cerrada.
Algunos ejemplos de vehículos eléctricos que ofrecen regeneración adaptativa son el Porsche Taycan y el BMW i4. Estos vehículos eléctricos utilizan diferentes tecnologías y algoritmos para implementar la regeneración adaptativa, pero todos tienen como objetivo brindar a sus conductores una mejor experiencia de conducción con un solo pedal.
Potencia máxima de frenado regenerativo
La potencia regenerativa máxima de un vehículo eléctrico depende de varios factores, como el tipo y tamaño del motor, la velocidad y el estado de carga de la batería, y la configuración y modos del vehículo. Los diferentes vehículos eléctricos tienen diferentes niveles de frenado regenerativo, pero normalmente van desde más de 50 kW en los coches pequeños hasta 300 kW en los más potentes.
Luces de freno y frenado regenerativo
luces de freno KIA EV6
Las luces de freno típicas se encenderán siempre que la fuerza de frenado sea lo suficientemente alta como para reducir sustancialmente la velocidad. Pero este no es siempre el caso. Por ejemplo, Hyundai Ionic 5 no enciende las luces de freno cuando se conduce con un solo pedal. Este comportamiento puede ser peligroso. Este peligro se explica en este vídeo. Compruebe cómo funciona su vehículo eléctrico para que no le choquen por detrás. En Europa, la reglamentación es que si la desaceleración es superior a 1,3 m /s2, debería generar una señal de freno.
Beneficios del frenado regenerativo
El frenado regenerativo tiene varios beneficios, entre ellos:
Eficiencia mejorada: Al recuperar energía durante el frenado y la desaceleración, el frenado regenerativo puede ampliar el alcance del vehículo y mejorar la eficiencia.
Desgaste reducido de los frenos: Debido a que el frenado regenerativo puede manejar gran parte de la fuerza de frenado del vehículo, puede reducir el desgaste de sus frenos mecánicos, lo que genera menores costos de mantenimiento.
Frenado más suave: El frenado regenerativo puede proporcionar un frenado más suave y consistente que los frenos de fricción tradicionales, lo que genera un viaje más cómodo para los pasajeros.
Limitaciones del frenado regenerativo
Si bien el frenado regenerativo ofrece muchos beneficios, la tecnología tiene algunas limitaciones. Éstas incluyen:
Efectividad reducida a altas velocidades: El frenado regenerativo es menos efectivo a altas velocidades, ya que la cantidad de energía cinética que se puede capturar y almacenar disminuye a medida que aumenta la velocidad del vehículo.
Extensión de alcance limitado: El frenado regenerativo puede ampliar el alcance del vehículo. Aún así, la cantidad de energía que recupera el automóvil es limitada y el impacto general en la autonomía del vehículo puede variar según las condiciones de conducción.
Sensación de freno reducida: Debido a que el frenado regenerativo utiliza el motor eléctrico para reducir la velocidad del vehículo, puede reducir la sensación del pedal del freno, haciéndolo menos intuitivo para algunos conductores.
¿Cuánto se puede regenerar?
En la segunda parte, damos cálculos detallados sobre cuánta energía se puede regenerar y cómo eso afecta el alcance. También explicamos la física detrás de las matemáticas.
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