Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
La primera vez que conduje un vehículo eléctrico, me quedé asombrado. No fue por el silencio de marcha ni por la rapidez de recogida. Fue lo que pasó cuando levanté el pie del acelerador. El coche empezó a frenar por sí solo y vi un pequeño indicador en el salpicadero que me indicaba que estaba consumiendo energía. de nuevo en la batería. Parecía magia. Esto se llama frenado regenerativo.
En este artículo, voy a descorrer el telón de esta "magia". Exploraremos cómo funciona este sistema y, lo que es más importante, cómo miden los ingenieros su eficacia. ¿Por qué debería importarte? Porque entender esto te ayudará a hacer más kilómetros con cada carga, ahorrar dinero y convertirte en un propietario de un vehículo eléctrico o híbrido más inteligente.
Piénsalo así. En un coche normal con motor de combustión interna, cuando pisas el freno, utilizas un freno de fricción. Este sistema utiliza pastillas de freno que aprietan contra un disco, creando fricción para ralentizar el coche. Toda la energía de tu coche en movimiento, su energía cinética, se convierte en calor y simplemente se pierde en forma de calor en el aire. Es un desperdicio total de energía.
Un vehículo eléctrico (VE) es mucho más inteligente. Tiene un sistema de frenado regenerativo que hace algo asombroso. En lugar de desperdiciar esa energía cinética, el freno regenerativo la capta. El sistema utiliza el propio motor del coche para frenarlo. Este proceso convierte la energía capturada en electricidad, que luego vuelve a la batería. Así, cada vez que reduces la velocidad, estás devolviendo un poco de carga a la batería de tu coche. Esta es una forma muy común de frenado regenerativo en los vehículos de carretera modernos. El freno regenerativo es una parte clave de lo que hace que un vehículo eléctrico sea tan eficiente.
Aquí es donde se produce la verdadera inteligencia. ¿Cómo puede un motor que empuja el coche hacia delante funcionar también para frenarlo y crear potencia? Es una idea sencilla. Un motor eléctrico utiliza la electricidad para crear movimiento. Tiene imanes y cables. Cuando la electricidad fluye por los cables, crea un campo magnético que hace que el motor gire y haga girar las ruedas.
Cuando quieres reducir la velocidad, el sistema de frenado regenerativo invierte este proceso. Convierte el motor en un generador. En lugar de consumir energía, empieza a producirla. Las ruedas, que siguen girando por el impulso del coche, ahora hacen girar el motor. Esto hace que el motor actúe como una pequeña central eléctrica, o un generador eléctrico. Así funciona el motor como generador. El motor de tracción de un VE está diseñado para realizar ambas funciones a la perfección. Este proceso crea una fuerza de frenado que ralentiza el coche a la vez que genera energía eléctrica. El freno regenerativo es una bella obra de ingeniería.
Cuando tu vehículo eléctrico está en movimiento, tiene mucha energía cinética. Es un término científico para referirse a la energía del movimiento. Cuanto más rápido vas y más pesado es tu coche, más energía cinética tienes. Cuando quieres reducir la velocidad, tienes que deshacerte de esta energía. El freno regenerativo es la primera herramienta que utiliza tu coche.
Al levantar el pie del acelerador o pisar ligeramente el pedal del freno, se activa el sistema de frenado regenerativo. El motor eléctrico empieza a oponer resistencia al giro de las ruedas, creando una fuerza de frenado. Esta resistencia es la que reduce la velocidad. El exceso de energía cinética se convierte en electricidad. El sistema transforma la energía en energía eléctrica. Esta nueva energía regenerativa se envía a la batería para ser almacenada. La cantidad de energía captada depende de muchas cosas, pero el freno regenerativo siempre está trabajando para ahorrar lo que puede.
Ojalá pudiera decirte que un freno regenerativo es 100% perfecto, pero no lo es. No puedes recuperar toda la energía cinética que pones. Se pierde algo de energía en el proceso. Es como verter agua de un vaso a otro: puede que se derramen algunas gotas. El motor no es perfectamente eficiente. Crea un poco de calor cuando actúa como generador. Los componentes electrónicos que controlan el sistema consumen algo de energía, y la batería tampoco puede absorber perfectamente la energía eléctrica.
También hay otros límites. Si la batería ya está 100% llena, la nueva energía no tiene adónde ir. En este caso, el freno regenerativo no funcionará y el coche utilizará en su lugar el freno de fricción normal. Lo mismo ocurre si la batería está muy fría, ya que las baterías frías no pueden aceptar una carga tan rápidamente. Así que, aunque el freno regenerativo es genial, el frenado regenerativo puede ser limitado a veces. No se puede capturar tanta energía como se podría pensar, pero lo que se captura es gratis. La eficiencia del frenado regenerativo es una métrica clave.
Esta es la pregunta principal, y la respuesta es a la vez sencilla y compleja. En esencia, medir la eficiencia del frenado regenerativo consiste en comparar dos cifras: la cantidad de energía que capta el freno regenerativo frente a la cantidad de energía cinética que pierde el coche al frenar. La fórmula básica es: Energía Recuperada / Energía Perdida = Eficiencia Regenerativa.
Para obtener estas cifras, los ingenieros utilizan sensores especiales en el vehículo eléctrico. Miden la velocidad de los coches para calcular el cambio de energía cinética. También tienen sensores en la batería para medir exactamente cuánta energía fluye de vuelta a ella durante una frenada. Miden la potencia de frenado y el esfuerzo de frenado del freno regenerativo. Este proceso de recuperación de energía cinética se prueba una y otra vez en laboratorios y pistas de pruebas para obtener una cifra exacta. Esto les ayuda a mejorar el sistema de frenado regenerativo para futuros coches.
La eficiencia global del vehículo no depende sólo de las piezas del coche. Tú, el conductor, tienes una gran influencia en el funcionamiento del freno regenerativo. Si frenas fuerte y tarde, el coche tendrá que utilizar su potente freno de fricción junto con el freno regenerativo. Esto significa menos recuperación de energía cinética. Pero si practicas el uso del freno regenerativo reduciendo la velocidad suavemente y mirando hacia delante, darás al freno regenerativo más tiempo para funcionar.
Otras cosas también importan. Al conducir a velocidad constante por autopista, el freno regenerativo no se utiliza demasiado. En ciudad, con muchas paradas y arranques, es donde realmente brilla. El diseño del motor y el peso del coche también influyen. La conducción cuesta abajo es un momento perfecto para el freno regenerativo. Proporciona un excelente control en las pendientes descendentes y puede actuar como generador neto de electricidad, añadiendo una autonomía significativa. El uso del freno regenerativo es una habilidad.
Los vehículos eléctricos híbridos son un caso especial. Tienen a la vez un motor de combustión interna y un motor eléctrico. Esto significa que también pueden utilizar un freno regenerativo. El sistema funciona de forma muy similar al de un vehículo totalmente eléctrico. Cuando el conductor reduce la velocidad, el motor ayuda a frenar y envía energía a la pequeña batería.
Algunos vehículos híbridos utilizan lo que se denomina frenado regenerativo paralelo. Esto significa que el ordenador del coche decide cómo combinar el freno regenerativo y el freno de fricción para reducir la velocidad suavemente. El objetivo es utilizar siempre el freno regenerativo tanto como sea posible. El freno regenerativo, junto con el apagado del motor en las paradas, es lo que hace que los coches híbridos y eléctricos sean tan buenos para la conducción urbana. Estos vehículos eléctricos híbridos obtienen una gran eficiencia energética de su sistema de frenado regenerativo.
Muchos modelos nuevos de vehículos eléctricos ofrecen una función llamada "conducción con un solo pedal". Me encanta esta característica. Significa que el freno regenerativo es lo bastante potente como para ralentizar el coche de forma significativa, incluso hasta detenerlo por completo, con sólo levantar el pie del acelerador. Casi nunca tienes que tocar el pedal del freno en el tráfico urbano normal. De este modo, la conducción es más suave y se aprovecha al máximo la energía regenerativa.
Sin embargo, siempre dispones de un sistema de frenos de fricción normal como reserva. Se trata de una función de seguridad fundamental. El freno regenerativo puede no ser lo suficientemente potente para una frenada de emergencia repentina. Necesitas el potente frenado mecánico de un freno de fricción para acortar la distancia de frenado y mantenerte seguro. Además, si los sistemas de frenado eléctrico fallan por cualquier motivo, los sistemas de fricción y regenerativo funcionan juntos, pero el anticuado freno de fricción es el más seguro. El freno regenerativo por sí solo no siempre puede detenerte por completo en todas las situaciones.
La idea del freno regenerativo no es nueva. De hecho, ¡existe desde hace más de un siglo! Algunos de los primeros lugares donde se utilizó el freno regenerativo fueron los ferrocarriles eléctricos. Piénsalo: los trenes generan grandes cantidades de energía cinética. Utilizar un freno regenerativo para ayudar a ralentizarlos y devolver energía a la red ofrecía enormes ventajas económicas y operativas. En sus inicios, el freno regenerativo cambió las reglas del juego de los sistemas de tracción eléctrica.
La idea se utilizó incluso en los primeros automóviles. Un coche de 1900 llamado Krieger Electric Landaulet tenía un motor en cada rueda delantera. Este landaulet eléctrico tenía un sistema de propulsión en el que los motores funcionaban como generadores cuando el coche iba cuesta abajo, ayudando a recargar las baterías. El Landaulet eléctrico de Krieger se adelantó a su tiempo. Demostró que un sistema de recuperación de energía cinética era posible en vehículos de carretera mucho antes de que aparecieran los modernos vehículos eléctricos híbridos. A principios de los años 30, el frenado de algunos trolebuses eléctricos también utilizaba este principio.
Después de toda esta charla técnica, ¿qué significa para ti? Entender el freno regenerativo te ayuda en tres grandes aspectos. En primer lugar, amplía la autonomía de los vehículos eléctricos. Conduciendo suavemente y dejando que el freno regenerativo haga su trabajo, puedes añadir kilómetros a la carga de la batería.
En segundo lugar, le ahorra dinero al mejorar la eficiencia energética. La energía se recupera en lugar de desperdiciarse, lo que significa que gastas menos en electricidad. También ahorra desgaste en las pastillas de freno de fricción. Como el freno regenerativo hace gran parte del trabajo, tus frenos mecánicos duran mucho más. Esto alarga la vida del sistema de frenado. Por último, te convierte en un conductor mejor y más suave. Aprender a dominar el pedal del freno y el efecto del freno regenerativo es una habilidad satisfactoria para cualquier conductor de un VE o un híbrido.
Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
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