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