Сколько энергии можно вернуть с помощью рекуперации мотор колеса.
11.06.2014
Одни из самых популярных вопросов, которые задают посетители на нашем сайте, это – есть ли рекуперация в мотор колёсах и электровелосипедах ТМ Volta bikes и сколько с её помощью можно вернуть энергии.
Для того, чтобы примерно рассчитать количество возвращаемой энергии, нужно учесть четыре основные момента:
1. Протяжённость участков дороги, на которых электровелосипед катится под уклон, достаточной крутизны (уклон, а не велосипедист), чтобы использовать торможение двигателем,- в процентном соотношении к общему пробегу.
2. Эффективность торможения электродвигателем.
3. КПД мотор колеса при работе в качестве генератора электроэнергии.
4. КПД контроллера и аккумуляторов.
Большинство городов и сёл Украины находится на равнинной местности, без значительных перепадов высот, хотя в любом городе, начиная с Киева и заканчивая населёнными пунктами в Крыму и Карпатах, включая даже города, расположенные преимущественно на равнинах, - имеются более или менее крутые возвышенности. Но даже в «горных районах», дороги с перепадами высот, по отношению к общей площади населённых пунктов, обычно меньше, чем равнинные участки. Поэтому электровелосипед с мотор колесом, способный на одной зарядке аккумуляторов преодолеть 40 км, из этого расстояния, под уклон, требующий торможения, в среднем проезжает не более 4-8 км (ради интереса, я подсчитал расстояние, которое проезжаю под уклон, на своём обычном, 30 – километровом маршруте для велопрогулок в Одессе, - получилось всего 2 км.). Но даже если взять для примера, - цифру в 6 км., то не на всём протяжении спусков нужно тормозить мотор колесом, вырабатывая тем самым электроэнергию.
Мы не тормозим в начале спуска, когда скорость ещё недостаточно высока. Мы не тормозим и в конце спуска, потому что на этом отрезке выгодней накопить кинетическую энергию, для разгона и продолжения перемещения без участия мотор колеса и педалей - по ровному участку. Значит, из расстояния в 6 км, на котором теоретически возможна выработка электроэнергии при помощи рекуперации, нужно вычесть ещё 15-20% расстояния. Пусть это будет 1 км. У нас остаётся 5 км для выработки электроэнергии.
Мотор колёса, как и любой электромотор, способны работать как в режиме двигателя, - если на них подавать напряжение, так и в режиме генерации, превращая механическую энергию в электричество. КПД при работе в качестве генератора, у мотор колёс в среднем, можно принять за 80%, - а это значит, что даже в идеальном случае, на протяжении всего маршрута с 6 километрами спусков, мы можем вернуть не более 10 процентов энергии, запасённой в аккумуляторах, за поездку.
Но мы рассмотрели влияние только первой и третьей составляющих. Однако, следует заметить, что крутые спуски, - не способствуют увеличению выработки электроэнергии, так как на них приходится, помимо торможения мотор колесом в режиме рекуперации, пользоваться штатными тормозами (второй пункт в нашем списке). Это происходит по двум причинам: удельная мощность мотор колеса электровелосипеда составляет 3 -7 ватт на один килограмм перемещаемого веса. В легковом автомобиле этот показатель в 10-12 раз выше. Но даже автомобиль, при торможении двигателем на прямой (4) передаче на крутом спуске, всё равно разгоняется и приходится притормаживать штатными тормозами или переключаться на 3, а то и на 2 скорость.
А у электровелосипеда, трансмиссии с понижающими передачами на мотор колёсах мощностью от 500 ватт и выше – нет. И на мотор колёсах послабее, мощностью 200 – 400 ватт, даже при наличии редуктора, мотор колесо всё равно будет разгоняться на крутом спуске. Получается, что в горной местности, на затяжных спусках, как например, на спуске к Алуште от Перевального (в Крыму), процент возврата энергии от рекуперации может оказаться ещё меньше, чем на равнинной местности с небольшими перепадами высот, потому что после крутого спуска обычно следует подъём такой же крутизны, где расход энергии - максимальный. В качестве примера подобного рельефа, можно привести дорогу из Алушты в Судак – всё в том же Крыму.
Кроме этого следует учитывать и четвёртую составляющую: то, что КПД аккумуляторов тоже – не 100, а 70 – 80%. Другими словами, они всегда отдают энергии меньше, чем принимают. Вот и получается, что реально, с помощью рекуперации, режим которой присутствует во всех контроллерах ТМ Volta bikes и автоматически включается каждый раз, когда вы отпускаете ручку газа и движетесь накатом, можно вернуть от 3 до 7% энергии. Причём, 3%, - гораздо ближе к реальным показателям, чем 7%. В электромобилях ситуация немного лучше, но порядок цифр такой же. Речь о возврате 30-40 % энергии там тоже идти не может.
Даже если принять общий КПД электропривода, который включает в себя аккумулятор, контроллер и мотор колесо за 90%, - что не реально, общий результат экономии и возврата энергии у электровелосипеда всё равно улучшится только на 1%, потому что первые две причины, определяющие эффективность рекуперации, никуда не денутся.
Гораздо эффективнее увеличить расстояние пробега от одной зарядки аккумуляторов, можно руководствуясь следующими ПРАВИЛАМИ. Если же, даже двигаясь в экономичном режиме, Вам не хватает ёмкости аккумуляторов для маршрутов, преодолеваемых регулярно, следует заменить их на более мощный источник тока. Кстати, используя аккумуляторы, в которых ёмкость не используется на полную катушку ежедневно, Вы тем самым продлеваете их срок службы. Поэтому запас ёмкости полезен во всех отношениях. А рекуперация по своей эффективности, - скорее модная фишка, чем средство увеличить пробег на значительную величину. И дело тут не в мотор колёсах и не в контроллерах с аккумуляторами, а в первую очередь - в рельефе местности, что, надеюсь, Вы уже поняли из этой статьи.
Allyur, специально для ТМ Volta bikes
* Перепечатка без ссылки на сайт www.e-bike.com.ua запрещена и преследуется по Закону о защите авторских прав
Теги: електровелосипед Ивано-Франковск, куплю электровелосипед Ивано-Франковск, купить электровелосипед Ивано-Франковск, электро велосипеды Ивано-Франковск