Regeneratief remmen

Door de kinetische energie van het voertuig om te zetten in elektrische energie en deze in de batterij op te slaan, kan regeneratief remmen de actieradius van het voertuig verlengen en de algehele efficiëntie verbeteren. Dit artikel onderzoekt de verschillende soorten strategieën voor regeneratief remmen die gebruikt worden in Elektroauto's, hun voordelen en hun beperkingen.

Hoe werkt het?

Regeneratief remmen vangt de kinetische energie van een rijdend voertuig op en slaat deze tijdens het remmen of vertragen als elektrische energie op in de batterij van het voertuig.

Een elektromotor kan in een Elektroauto als generator fungeren door gebruik te maken van het principe van elektromagnetische inductie, dat stelt dat een verandering in het magnetisch veld rond een geleider een elektrische stroom in het circuit opwekt. Wanneer een elektromotor draait, creëert hij een magnetisch veld dat interacteert met de statorwikkelingen en een elektrische stroom opwekt die het voertuig aandrijft. Wanneer de auto vertraagt of remt, drijven de wielen de motor omgekeerd aan, waardoor het magnetisch veld van richting verandert en er een elektrische stroom in omgekeerde richting wordt opgewekt. Deze stroom kan terug naar de batterij worden gevoerd en als energie worden opgeslagen, waardoor de behoefte aan conventionele wrijvingsremmen afneemt en de actieradius en efficiëntie van de Elektroauto toenemen.

Soorten strategieën voor regeneratief remmen

Fabrikanten van Elektroauto's bieden regeneratief remmen aan met verschillende strategieën. Er zijn drie hoofdtypen strategieën voor regeneratief remmen. Sommige fabrikanten bieden slechts één optie aan, terwijl andere de bestuurder laten kiezen tussen twee of alle drie.

one-pedal driving / lift-off rekuperatie

one-pedal driving is een functie van sommige Elektroauto's waarmee de bestuurder de acceleratie en deceleratie van de auto alleen met het gaspedaal kan regelen.

Wanneer de bestuurder het pedaal indrukt, accelereert het voertuig. Wanneer de bestuurder het pedaal loslaat, vertraagt de auto met regeneratief remmen, dat de kinetische energie van het voertuig omzet in elektrische energie die de Elektroauto in de batterij opslaat. Dit type regeneratief remmen wordt ook wel throttle lift-off rekuperatie genoemd. Afhankelijk van de voertuiginstellingen en rijomstandigheden kan one-pedal driving het voertuig volledig tot stilstand brengen of een lage snelheid aanhouden totdat de bestuurder het pedaal weer indrukt.

Het voordeel van one-pedal driving is dat het rijden vereenvoudigt doordat maar één pedaal nodig is.

De nadelen van one-pedal driving zijn dat het enige aanpassing kan vergen van bestuurders die gewend zijn aan traditioneel twee-pedaals rijden. Volledige lift-off rekuperatie kan een nadeel zijn op gladde wegen, omdat het flink remt als je snel je voet van het pedaal haalt. Velen raden aan de rekuperatiekracht in de winter te verminderen.

Bovendien kan de prestatie variëren afhankelijk van factoren zoals de laadstatus van de batterij (SoC), temperatuur, weghelling en verkeersstroom. Terwijl sommige Elektroauto's een vast niveau rekuperatie voor one-pedal driving hebben, hebben andere peddels aan het stuur om rekuperatie op verschillende niveaus te activeren.

Andere, zoals Tesla, hebben instellingen beschikbaar in hun infotainmentsysteem.

Op de bovenstaande foto zie je ook hoe Tesla de bestuurder laat beslissen hoe de auto zich bij lage snelheid moet gedragen. Zo kunnen ze bij lage snelheden fysieke remmen toevoegen om het voertuig volledig tot stilstand te brengen en vast te houden.

Handmatige rekuperatie met het rempedaal

Door het rempedaal in te drukken kun je energie terugwinnen bij Elektroauto's met een blended remsysteem.

Rekuperatie met een blended remsysteem in Elektroauto's maakt gebruik van sensoren en algoritmes om de optimale balans te bepalen tussen regeneratief remmen en wrijvingsremmen, afhankelijk van factoren zoals bestuurderinput, laadstatus (SoC) van de batterij, wegcondities, verkeerssituatie en snelheid van het voertuig.

Het systeem kan ook samenwerken met rijassistentiesystemen zoals adaptieve cruisecontrol of botsingsvermijding om de veiligheid en het gemak te vergroten.

Adaptieve rekuperatie

Adaptieve rekuperatie is een functie van sommige Elektroauto's waarmee ze het niveau van regeneratief remmen kunnen aanpassen aan de rijomstandigheden.

Adaptieve rekuperatie werkt door sensoren, camera's en navigatiegegevens te gebruiken om verkeersomstandigheden, wegkromming, snelheidslimieten en andere factoren te detecteren die de optimale vertraging van het voertuig beïnvloeden. Op basis van deze informatie kan het systeem het rekuperatieniveau automatisch verhogen of verlagen wanneer de bestuurder het gaspedaal loslaat, zonder handmatige invoer of modusselectie.

Het voordeel van adaptieve rekuperatie is dat het een soepelere en meer natuurlijke rijervaring kan bieden en effectievere energieterugwinning. Door het rekuperatieniveau aan te passen aan de situatie kan adaptieve rekuperatie overmatig of onvoldoende remmen vermijden dat ongemak kan veroorzaken of energie kan verspillen, aangezien het indien mogelijk zeilt. De adaptieve rekuperatie kan ook samenwerken met rijassistentiesystemen om de veiligheid en het gemak te vergroten, bijvoorbeeld door een veilige afstand tot het voertuig voor te behouden of te vertragen voor een scherpe bocht.

Enkele voorbeelden van Elektroauto's die adaptieve rekuperatie bieden, zijn de Porsche Taycan en de BMW i4. Deze Elektroauto's gebruiken verschillende technologieën en algoritmes om adaptieve rekuperatie te implementeren, maar allemaal streven ze ernaar hun bestuurders een betere one-pedal driving-ervaring te bieden.

Maximale rekuperatievermogen

Het maximale rekuperatievermogen van een Elektroauto hangt af van verschillende factoren, zoals het type en de grootte van de motor, de snelheid en de laadstatus (SoC) van de batterij, en de instellingen en modi van het voertuig. Verschillende Elektroauto's hebben verschillende niveaus van regeneratief remmen, maar doorgaans varieert het van meer dan 50 kW bij kleine auto's tot 300 kW bij de krachtigste.

Remlichten & regeneratief remmen

Standaard gaan de remlichten branden zodra de remkracht groot genoeg is om de snelheid aanzienlijk te verminderen. Dat is echter niet altijd het geval. Bijvoorbeeld, de Hyundai Ioniq 5 schakelt de remlichten niet in bij gebruik van one-pedal driving. Dit kan gevaarlijk zijn. Dit gevaar wordt uitgelegd in deze video. Controleer hoe jouw Elektroauto werkt zodat je niet van achteren wordt aangereden. In Europa is de regelgeving dat als de vertraging boven 1,3 m/s² ligt, er een remsignaal moet worden gegenereerd.

Voordelen van regeneratief remmen

Er zijn verschillende voordelen van regeneratief remmen, waaronder:

Verbeterde efficiëntie: Door energie terug te winnen tijdens remmen en vertragen kan regeneratief remmen de actieradius van het voertuig verlengen en de efficiëntie verbeteren.

Minder slijtage aan remmen: Omdat regeneratief remmen een groot deel van de remkracht van het voertuig kan opvangen, kan het de slijtage aan de mechanische remmen verminderen, wat leidt tot lagere onderhoudskosten.

Soepeler remmen: Regeneratief remmen kan soepeler en consistenter remmen bieden dan traditionele wrijvingsremmen, wat leidt tot een comfortabelere rit voor passagiers.

Beperkingen van regeneratief remmen

Hoewel regeneratief remmen veel voordelen biedt, kent de technologie enkele beperkingen. Deze zijn onder andere:

Minder effectief bij hoge snelheden: Regeneratief remmen is minder effectief bij hoge snelheden, omdat de hoeveelheid kinetische energie die kan worden opgevangen en opgeslagen afneemt naarmate de snelheid van het voertuig toeneemt.

Beperkte actieradiusvergroting: Regeneratief remmen kan de actieradius van het voertuig verlengen, maar de hoeveelheid energie die wordt teruggewonnen is beperkt en de algehele impact op de actieradius kan variëren afhankelijk van de rijomstandigheden.

Verminderd remgevoel: Omdat regeneratief remmen de elektromotor gebruikt om het voertuig te vertragen, kan het het gevoel van het rempedaal verminderen, waardoor het voor sommige bestuurders minder intuïtief wordt.

Hoeveel kan er gerecupereerd worden?

In het tweede deel geven we gedetailleerde berekeningen over hoeveel energie er gerecupereerd kan worden en hoe dat de actieradius beïnvloedt. We leggen ook de natuurkunde achter de berekeningen uit.