Remmen

Door de regeneratieve remmen van elektromotoren in EV’s worden traditionele mechanische remmen mogelijk minder vaak gebruikt. Dit leidt tot minder slijtage van remblokken en -schijven vergeleken met voertuigen met verbrandingsmotor. Het is echter belangrijk op te merken dat alle EV’s nog steeds traditionele mechanische remmen hebben als back-up of aanvullend systeem voor krachtig remmen of noodgevallen. Het gebruik van regeneratief remmen en standaard mechanische remmen in EV’s hangt af van het specifieke ontwerp en de configuratie van het voertuig, evenals van de voorkeuren en rijgewoonten van de bestuurder.

Schijfremmen

Schijfremmen, ook wel "disk brakes" genoemd, zijn remsystemen in auto’s die wrijving gebruiken om het voertuig te vertragen of tot stilstand te brengen. Ze bestaan uit verschillende componenten, waaronder de remschijf, remklauw, remblokken en soms remleidingen en een remhoofdcilinder.

De remschijf is een vlak, cirkelvormig metalen schijf die aan de wielnaaf is bevestigd en meedraait met het wiel. De remklauw bevat de remblokken en bevindt zich boven de remschijf. De remblokken, meestal gemaakt van materialen met hoge wrijving, zijn aan beide zijden van de schijf gepositioneerd. Wanneer de bestuurder remt, duwt hydraulische druk de remblokken tegen de schijf, waardoor wrijving ontstaat en het voertuig vertraagt of stopt. Zuigers worden gebruikt om de remblokken aan te drukken; krachtiger remmen hebben er doorgaans meer.

Schijfremmen staan bekend om hun superieure remafstand en warmteafvoer vergeleken met andere remsystemen, zoals trommelremmen. Ze zijn effectiever in het afvoeren van de hitte die tijdens het remmen ontstaat, wat helpt om remfading te verminderen—een fenomeen waarbij de remprestatie afneemt door overmatige warmteontwikkeling. Schijfremmen leveren ook consequentere en lineaire remprestaties, wat betere modulatie en controle mogelijk maakt.

Vanwege hun prestatievoordelen zijn schijfremmen de standaard geworden in de meeste moderne voertuigen. Sommige oudere of kleinere voertuigen kunnen echter nog trommelremmen gebruiken in bepaalde toepassingen. Zowel voor- als achteraan vind je schijfremmen op veel voertuigen; ze vormen een cruciale veiligheidsvoorziening in het algehele remsysteem van een voertuig.

Remschijven, oftewel rotors, kunnen van verschillende materialen worden gemaakt, afhankelijk van de toepassing en prestatie-eisen.

Gietijzeren / stalen schijfremmen

Stalen schijfremmen zijn het meest voorkomende type dat in auto’s wordt gebruikt, inclusief EV’s. Ze werken door wrijving tussen de remblokken en de remschijf om het voertuig te vertragen of te stoppen. De remblokken bestaan uit een composietmateriaal met stalen vezels, koolstofvezels en keramische materialen. De remschijf is meestal van gietijzer.

Een van de belangrijkste voordelen van stalen schijfremmen is hun betrouwbaarheid en duurzaamheid. Ze zijn relatief goedkoop in vergelijking met andere remtypes. Ze kunnen echter veel warmte genereren, wat kan leiden tot remfading en verminderde prestaties. Daarnaast produceren ze vaak veel remstof, wat schadelijk kan zijn voor het milieu.

Carbidremmen

Carbidremmen zijn een type high-performance rem dat in sommige EV’s wordt toegepast. Ze bestaan uit een composietmateriaal met koolstofvezels en siliciumcarbide. Dit materiaal is zeer resistent tegen hitte en slijtage, ideaal voor toepassingen met hoge prestaties.

Een groot voordeel van carbidremmen is hun vermogen om hoge temperaturen te weerstaan zonder effectiviteit te verliezen. Ze zijn ook slijtvaster dan stalen schijfremmen, wat resulteert in een langere levensduur. Ze zijn echter duurder, wat hun toepasbaarheid voor sommige toepassingen kan beperken.

Keramische remmen

Keramische remmen, ook wel keramische composietremmen of koolstofkeramische remmen genoemd, worden gebruikt in EV’s en high-performance voertuigen. Ze zijn ontworpen voor superieure remprestaties, vooral bij hoge snelheden en temperaturen.

Keramische remmen bestaan uit een composietmateriaal met keramische vezels zoals siliciumcarbide (SiC), ingebed in een matrix van koolstof of silicium. Deze combinatie geeft keramische remmen hun unieke eigenschappen: hoge thermische geleiding, lage thermische uitzetting en uitstekende slijtvastheid.

Een belangrijk voordeel van keramische remmen in EV’s is hun vermogen om hoge temperaturen aan te kunnen zonder remfading. Aangezien EV’s vaak sterk leunen op regeneratief remmen voor energie-terugwinning, kunnen keramische remmen de hitte bij agressief regenereren hanteren zonder noemenswaardig prestatieverlies.

Naast hun hoge temperatuurprestaties bieden keramische remmen nog meer voordelen voor EV’s. Ze zijn doorgaans lichter dan traditionele stalen remmen, wat het totale voertuiggewicht verlaagt en de efficiëntie verbetert. Keramische remmen staan ook bekend om hun uitzonderlijke duurzaamheid en lange levensduur, wat op termijn de onderhoudskosten verlaagt.

Keramische remmen zijn echter aanzienlijk duurder in productie dan traditionele stalen remmen, waardoor ze vooral in high-end EV’s of performancevoertuigen voorkomen. Bovendien kunnen keramische remmen brozer zijn en minder goed presteren bij extreem lage temperaturen, wat hun effectiviteit in bepaalde klimaten kan beperken.

Al met al zijn keramische remmen een high-performance optie voor EV’s die uitstekende warmtebestendigheid, duurzaamheid en gewichtsvoordelen bieden. Hun hogere kosten en potentiële beperkingen bij extreme kou moeten echter meegewogen worden bij de keuze voor een specifieke EV-toepassing.

Zwevende of vaste remklauw?

De remklauw kan zwevend (floating) of vast (fixed) zijn.

Zwevende remklauw

Een zwevende remklauw, ook wel glijdende remklauw of enkelzuigerklauw genoemd, heeft een zuiger(s) aan één zijde van de remschijf, terwijl de andere zijde "zweeft" of glijdt op geleidestiften of bouten. Bij het remmen duwt hydraulische druk de zuiger(s) tegen de remblokken, die vervolgens de schijf klemmen en wrijving genereren om het voertuig te vertragen. De glijdende zijde beweegt naar binnen, geleid door de stiften of bouten, waardoor de remklauw zich zelfcentreed en zich aanpast aan variaties in schijfdikte en slijtage.

Vaste remklauw

Een vaste remklauw, ook bekend als dubbelzuigerklauw of meerzuigerklauw, heeft zuigers aan beide zijden van de remschijf. De klauw is star gemonteerd op de ophanging of as van het voertuig en beide zuigergroepen oefenen tegelijkertijd druk uit op de remblokken om de schijf te klemmen wanneer de remmen worden bediend. Vaste klauwen hebben doorgaans meerdere zuigers aan elke zijde, in een tegenovergestelde configuratie, wat helpt om de klemkracht gelijkmatig te verdelen en consistente remprestaties te bieden.

Belangrijke verschillen tussen zwevende en vaste remklauwen:

• Construction: Zwevende klauwen hebben meestal één zuiger aan één zijde, terwijl vaste klauwen meerdere zuigers aan beide zijden hebben.
• Mounting: Zwevende klauwen "zweven" of glijden op geleidestiften of bouten, wat zelfcentreren en aanpassing aan slijtage mogelijk maakt, terwijl vaste klauwen star gemonteerd zijn op de ophanging of as.
• Number of pistons: Zwevende klauwen hebben doorgaans één zuiger per klauw, vaste klauwen kunnen meerdere zuigers per klauw hebben, vaak in een tegenovergestelde opstelling.
• Brake pad wear: Bij zwevende klauwen kan de slijtage van remblokken ongelijk zijn door het glijdende ontwerp, vaste klauwen zorgen voor gelijkmatigere slijtage.
• Brake performance: Vaste klauwen staan bekend om hogere prestaties en betere remkracht, vooral in high-performance of zware toepassingen, dankzij de verhoogde klemkracht en zuigerconfiguratie.

Zowel zwevende als vaste klauwen worden gebruikt in schijfremmen en hebben hun eigen voor- en nadelen, afhankelijk van de toepassing en prestatie-eisen. De keuze hangt meestal af van voertuigtype, prestaties, kosten en fabrikantvoorkeur. Veel modellen hebben vaste klauwen op de vooras en zwevende klauwen op de achteras.

Trommelremmen

Trommelremmen worden in sommige EV’s gebruikt, vooral aan de achterwielen. Ze werken door wrijving tussen de remschoenen en de binnenzijde van de remtrommel om het voertuig te vertragen of tot stilstand te brengen. De remschoenen bestaan uit een composietmateriaal met stalen vezels, koolstofvezels en keramische materialen. De remtrommel is meestal van gietijzer.

Een van de belangrijkste voordelen van trommelremmen is hun eenvoud en lage kosten. Ze zijn ook zeer betrouwbaar en gaan lang mee. Ze zijn echter minder effectief dan andere remsystemen, vooral bij hoge snelheden. Daarnaast kunnen ze veel warmte genereren, wat kan leiden tot remfading en verminderde prestaties.

Verschillende maten

De maat van de remmen in EV’s kan variëren afhankelijk van het gewicht, de afmetingen en het beoogde gebruik van het voertuig. Over het algemeen zijn grotere remmen nodig voor zwaardere voertuigen en voor voertuigen in high-performance toepassingen.

De maat wordt meestal bepaald door de diameter van de remschijf of remtrommel. Hoe groter de diameter, hoe meer oppervlakte beschikbaar is voor de remblokken of -schoenen om grip te bieden, wat resulteert in meer remkracht.

Brake-by-wire-technologie en gecombineerde remmen

Brake-by-wire-technologie is een innovatief systeem in EV’s dat regeneratief remmen naadloos integreert met traditionele mechanische remmen. Regeneratief remmen is een proces waarbij de elektromotor van een EV fungeert als generator, kinetische energie omzet in elektrische energie en deze in de batterij opslaat voor later gebruik. Met brake-by-wire kan het voertuig automatisch schakelen tussen regeneratief en mechanisch remmen, afhankelijk van factoren zoals snelheid, laadstatus van de batterij en stuurinvoer.

De basiscomponenten van een brake-by-wire-systeem zijn sensoren, actuatoren en een elektronische regelunit (ECU) die het remsysteem bewaakt en aanstuurt. Sensoren, zoals wielsnelheidssensoren, rempedaalpositiesensoren en batterijniveau­sensoren, verzamelen gegevens over snelheid, acceleratie, remmen en batterijstatus. Actuatoren, bijvoorbeeld elektromotoren of solenoïden, regelen de remkracht op de wielen. De ECU verwerkt de sensorgegevens en bepaalt de juiste remkracht, hetzij via regeneratief, hetzij via mechanisch remmen, en stuurt de actuatoren aan.

Een belangrijk voordeel van brake-by-wire is de mogelijkheid om regeneratief en mechanisch remmen naadloos en efficiënt te combineren. Bij vertragen of stilstand kan het systeem eerst regeneratief remmen activeren om kinetische energie terug te winnen en de batterij op te laden. Indien meer remkracht nodig is dan regeneratie kan leveren, schakelt het geleidelijk over op mechanisch remmen, waarbij de remblokken extra remkracht leveren.

Brake-by-wire biedt ook flexibiliteit en aanpassingsmogelijkheden. Het systeem kan het regeneratieve remniveau aanpassen op basis van factoren zoals voorkeuren van de bestuurder, weg­omstandigheden en batterijlaad­status. Bijvoorbeeld bij een volle batterij of glad wegdek kan het systeem regen­eratief remmen verhogen om energie terug te winnen en de stabiliteit te verbeteren.

Daarnaast maakt brake-by-wire geavanceerde remfuncties mogelijk, zoals regeneratief remmen in bochten, wat de handling en stabiliteit kan verbeteren bij draaibewegingen. Door de remkracht per wiel onafhankelijk te regelen, optimaliseert het systeem regeneratie op elk wiel voor betere tractie en stabiliteit in bochten.

Brake-by-wire kent echter ook uitdagingen. Een belangrijke zorg is de betrouwbaarheid en veiligheid, omdat het sterk afhankelijk is van elektronische componenten en software. Fail-safes, redundantie en rigoureuze tests zijn essentieel voor een veilige werking. Daarnaast is opleiding van de bestuurder belangrijk om vertrouwd te raken met de kenmerken van brake-by-wire-systemen en deze effectief te gebruiken.

Samengevat is brake-by-wire een geavanceerd systeem dat regeneratief en mechanisch remmen in EV’s naadloos integreert. Het biedt betere energie-efficiëntie, grotere actieradius en geavanceerde remfuncties, maar vereist zorgvuldige aandacht voor betrouwbaarheid, veiligheid en bestuurderstraining. Naarmate de technologie zich ontwikkelt, zal brake-by-wire een grote rol spelen in de toekomst van remsystemen voor EV’s, bijdragend aan een efficiëntere en duurzamere mobiliteit.

In onze EVKX-database kun je modellen zoeken met verschillende soorten remmen.