Test: Koliko struje je moguće povratiti rekuperacijom?

Kada električni automobil „terate” dugačkim uzbrdicama, kao što je na primer slučaj prilikom penjanja ka nekom prevoju, možete se osećati pomalo nelagodno dok vam se na displeju prikazuju podaci kako potrošnja energije rapidno raste. Dobra stvar je to što vas nakon svakog uspona u nekom trenutku očekuje spuštanje. I upravo u toj situaciji vožnje prednost regenerativnog kočenja postaje očigledna. Srećom, rekuperacija energije prilikom regenerativnog kočenja, odnosno sakupljanje kinetičke energije i njeno pretvaranje u električnu ne dešava se isključivo prilikom vožnje nizbrdo.

Regenerativno kočenje nastupa prilikom svakog usporavanja automobila, bilo da je to ispred raskrsnice, semafora, zbog ograničenja brzine ili trenutne situacije u saobraćaju. U takvim situacijama električni motor postaje generator koji se pokreće rotacijom točka, baš kao što se dinamo koristi za proizvodnju struje za svetla na biciklu.

U ovoj studiji, ADAC je utvrdio koliko se energije putem kočenja obnavlja i pod kojim uslovima, koji su automobili posebno dobri ili loši u tome i kakvu ulogu igra težina vozila. U tome je kao važan aspekt uzeta procena WLTP merenja od strane Green NCAP-a, s tim da su ADAC inženjeri takođe izvršili sopstvena merenja tokom vožnje uzbrdo. Dobijeni su iznenađujući rezultati...

Naime, ADAC je za merenje pomenutih parametara prilikom planinskog putovanja odabrao oblast Keselberg u Bavarskoj, između Kohela i Valhenzeja. U tu svrhu, njegova ruta i profil nagiba su snimljeni i ponovo kreirani na ADAC ispitnom stolu, pošto se na taj način svi ometajući uticaji vremena i saobraćaja mogu isključiti, pa tačnost merenja postaje veća nego u realnoj vožnji. Dakle, odabrana je trasa duga 5,5 kilometara, vođena uzbrdo pa nizbrdo, sa deonicama do 10 odsto nagiba ili pada, a testna vozila su Dačija Spring Electric Extreme 65, Tesla Model Y i BMW i7. Reč je o električnim modelima sa velikim razlikama u snazi motora i težini.

To što se Dačija najmanje „oporavlja” može se objasniti njenom težinom i performansama motora-generatora: lagana opruga sa svojim malim motorom puni bateriju sa maksimalno 15,9 kW kada se vozi nizbrdo. Mnogo teži „Tesla Model Y” sa svoja dva motora postiže vrhunac od 52,7 kW, dok „BMW i7”, koji takođe ima dva motora i pogon na sve točkove, postiže čak 55,1 kW. To je vrednost „punjenja” koju Dačija ne dostiže ni na stanici za punjenje.

Merenja ADAC-a ustanovila su da prilikom spuštanja u dolinu Dačija Spring povrati 35 procenata utrošene energije uzbrdo, Tesla 40 procenata, a  BMW 50 procenata

Dva ekstrema su posebno izražena u merenjima. Naime, kao najteže i najmoćnije vozilo, „BMW i7” sakuplja najviše energije i stoga najviše dopunjuje bateriju. Treba imati u vidu i da prilikom vožnje uzbrdo važi obrnuta računica – teškom BMW-u potrebno je najviše energije, a lakoj Dačiji ubedljivo najmanje.

Međutim, ovde je zapravo ključna stvar srazmera između utrošene i obnovljene energije. A to izgleda ovako: Dačija je trošila u proseku 9,65 kWh/100 km na ovom putu gore-dole, Tesla 15,57 kWh/100 km, a BMW 16,54 kWh/100 km. Kada je reč o potrošnji energije, slika se menja. Uprkos najnižoj rekuperaciji, Dačija je na kraju krajeva najefikasnija kada se vozi uzbrdo.

WLTP merenja u realnim uslovima

Kako bi se dobila šira slika, bez ograničavanja na specifičan slučaj kakav predstavlja vožnja u planinama, ADAC je analizirao Green NCAP rezultate o tome koliko struje električni automobili sakupljaju prilikom rekuperacije. Merenja se vrše u ciklusu vožnje na osnovu zvaničnih WLTP standarda, a ispitano je 19 električnih automobila različitih proizvođača. Na taj način je dobijen presek tržišta. Pošto su sva vozila testirana pod identičnim uslovima, na 23 stepena Celzijusa, sa baterijom koja nije bila potpuno napunjena, dobijena je reprezentativna slika performansi rekuperacije.

{{related-post-2}}

Aktuelni električni automobili u proseku „opravljaju” oko 22 procenta energije koju su prethodno utrošili u vožnji u WLTP ciklusu. Modeli „nio ET7” (31 procenat) i „hjundai Ionik 6” (29 procenata) to rade izuzetno dobro. U normalnim uslovima saobraćaja, „dačija spring” rekuperira daleko najmanje energije (9 procenata), a „cupra born” je takođe rangiran znatno ispod proseka sa stopom od 16 procenata. Druga dva električna automobila iz VW grupe to čine daleko bolje – „audi Q4 e-tron” ostvaruje 23 odsto, „VW ID.5” 26 odsto. Dve testirane Tesle su u istom rangu – „Model 3” sa 23 i „Model S” sa 24 procenta.

Pogled na različite WLTP profile ruta pokazuje da se najviše energije obnavlja u gradu, u proseku 33 odsto. Čak i najgore vozilo u studiji i dalje se oporavlja 15 procenata u urbanim sredinama. U proseku, učinak oporavka van grada je 21 odsto, dok je na auto-putu (sa maksimalnom brzinom od 130 km/h) samo dvanaest odsto.

Hibridni automobili se takođe oporavljaju po istom principu po kome se puni baterija čisto električnih automobila. Bez obzira na to da li su u pitanju plug-in hibridi, čija se baterija dodatno puni preko utikača, blagi ili potpuni hibridi, koji koriste malu bateriju

Kako se mogu objasniti ove razlike u zavisnosti od profila rute? Dok u gradskom ciklusu često moramo da kočimo zbog semafora, raskrsnica i prepreka, van naselja i na auto-putu je izraženiji ravnomeran način vožnje. Procesi zaustavljanja se jedva uzimaju u obzir u simulacijama za seoske puteve i brze puteve (samo jedno stajalište van grada). Dakle, postoji mnogo manje situacija u kojima automobil može da povrati energiju.

{{related-post-3}}

Rekuperacija i težina

Šta se može izvesti iz merenja? Brzina i težina vozila (pokretna masa) kao i snaga električnog pogona, koji pretvara energiju kočenja u električnu i skladišti je, ključni su za oporavak. Kao što je velika težina prepreka potrošnji energije koja je potrebna za pokretanje automobila, ona je jednako korisna u situacijama kada se energija kočenja može povratiti. Jednostavno rečeno, sva merenja pokazuju da lakša električna vozila troše manje energije, ali se manje oporavljaju i suprotno. Teška električna vozila troše više, ali se bolje oporavljaju.

Međutim, uprkos efikasnijem oporavku, teška električna vozila i dalje imaju nedostatke u pogledu energetske efikasnosti – da ne spominjemo povećanu potrošnju resursa. Proizvođači automobila bi mogli da se suprotstave ovome u smislu efikasnosti sa laganom konstrukcijom. BMW je kod modela „i3” za zradu pojedinih elemenata upotrebljavao karbonska vlakna, ali se ova tehnologija pokazala kao neisplativa za pomenuti model. Odnos cene i koristi lake konstrukcije od ugljeničnih vlakana bio je manje dobar nego što se pretpostavljalo na početku razvoja modernih električnih automobila. Ova spoznaja može biti i razlog zašto se BMW oprostio od modela „i3”.

NEPRIJATELJI REKUPERACIJE

Kada je baterija hladna, mogućnosti rekuperacije su smanjene. Oporavak takođe postaje primetno manji ili čak nemoguć kada je baterija potpuno napunjena. Dakle, ako punite električni automobil na vrhu planine, ne bi trebalo da ga do kraja napunite i ostavite bafer za energiju kočenja dok vozite nizbrdo.

‍

‍