Remtechniek is de afgelopen honderd jaar niet veel veranderd, maar regeneratief remmen betekent wel een verandering van de zee in de manier waarop we denken over remmen. De vooruitgang is grotendeels iteratief in plaats van innovatief, zoals de overgang van trommelremmen naar schijfremmen. Er is ook een aanzienlijke vooruitgang geboekt in de fysieke materialen waaruit remblokken zijn gemaakt, wat heeft geresulteerd in wrijvingsmaterialen die langer meegaan, minder stof produceren en minder snel lawaai maken. Technologieën zoals antiblokkeerremmen hebben ook de remtechnologie veiliger gemaakt, maar het onderliggende principe van het omzetten van kinetische energie in warmte is onveranderd gebleven.
Traditionele remmen werken prima, maar ze zijn enorm verkwistend. Telkens als u op uw rempedaal drukt, kunt u effectief op uw wielen klemmen met de kracht van duizenden kilo's hydraulische druk. Het precieze mechanisme bestaat uit schijfvormige metalen rotoren, die tussen elke band en wielnaaf worden geklemd, en die tussen organische, metalen of keramische remblokken worden geperst. In oudere voertuigen worden in plaats daarvan minder efficiënte trommels en remschoenen gebruikt. In beide gevallen vertraagt het voertuig als gevolg van de enorme wrijving die wordt gegenereerd tussen de pads en schijven of schoenen en drums. Die wrijving draait in feite kinetische energie om in warmte-energie (en soms heel veel lawaai), en daardoor vertraagt je auto.
Het probleem met traditionele remmen is dat je motor veel brandstof moet verbruiken om die kinetische energie op te bouwen, en het is in wezen verspild wanneer je remmen het omzetten in warmte. Het basisidee achter regeneratief remmen is dat een verscheidenheid aan technologieën het mogelijk maken om een deel van die kinetische energie te heroveren, om te zetten in elektriciteit en het dan opnieuw te gebruiken.
Hoe werken regeneratieve remmen?
De meest voorkomende vorm van regeneratieve remtechnologie herbestemd een elektrische motor als een generator, daarom worden regeneratieve remmen vaak aangetroffen in hybride en elektrische voertuigen. Tijdens normaal gebruik, haalt de elektromotor de stroom van de accu en gebruikt deze om het voertuig te verplaatsen. Wanneer het rempedaal wordt ingetrapt, kan de elektromotor dit proces omkeren en de elektriciteit terug in de accu voeren. Dat kan helpen om een accu opgeladen te houden zonder een elektrisch voertuig in te pluggen of de dynamo in een hybride te gebruiken, wat tot verhoogde efficiëntie leidt.
Omdat regeneratieve remmen kinetische energie effectief in elektriciteit veranderen, kunnen ze een voertuig vertragen. Er zijn echter beperkingen aan de efficiëntie van een regeneratief remsysteem. Een van de belangrijkste problemen is dat regeneratieve remmen niet zo goed werken bij lage snelheden als bij hoge snelheden. Vanwege die inherente beperking in regeneratief remmen, zijn de meeste voertuigen ook uitgerust met een aanvullend traditioneel remsysteem.
Beperkingen van regeneratieve remmen
Naast de natuurlijke afname van regeneratieve remefficiëntie bij lage snelheden, heeft de technologie ook nog een aantal andere beperkingen. Enkele van de meest opvallende zijn:
- Regeneratief remmen werkt alleen op "aandrijfwielen".
- Regeneratieve remmen bieden doorgaans onvoldoende remkracht onder paniekstopcondities.
- De efficiëntie van een regeneratief systeem wordt beperkt door factoren zoals de capaciteit van het energieopslagsysteem en de uitvoer van de elektromotor.
- Traditionele regeneratieve systemen zijn incompatibel met niet-elektrische, niet-hybride voertuigen.
- Sommige regeneratieve systemen worden gedwongen om aanvullend "dynamisch remmen" te gebruiken dat de teruggewonnen kinetische energie niet opslaat.
Capacitieve remmen en traditionele verbrandingsmotoren
Aangezien regeneratieve remsystemen meestal afhankelijk zijn van hun elektrische motoren om elektriciteit op te wekken, zijn ze inherent onverenigbaar met voertuigen die interne verbrandingsmotoren gebruiken. Er zijn echter enkele alternatieve regeneratieve technologieën die kunnen worden toegepast op traditionele verbrandingsmotoren. Een dergelijk systeem gebruikt grote condensatoren om snel elektriciteit op te slaan en af te geven, die vervolgens door een step-down transformator wordt geleid. De 12-volt-uitgang wordt vervolgens in het elektrische systeem van het voertuig gevoerd, waardoor de motor enigszins wordt belast. Deze technologie kan momenteel het brandstofverbruik met maximaal 10 procent verhogen, maar staat nog in de kinderschoenen.
Welke auto's gebruiken regeneratieve remmen?
De meeste hybride en elektrische voertuigen gebruiken een soort regeneratief remsysteem. OEM's zoals Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota en Tesla waren allemaal vroeg aan boord met regeneratieve remtechnologie in hun hybride en elektrische voertuigen. Niet-hybride voertuigen die enige vorm van regeneratief remmen gebruiken, zijn aanzienlijk minder vaak voor, maar BMW en Mazda waren in sommige modellen beide vroege gebruikers van de technologie.
