Рекуперация электромобиля – сколько энергии она реально возвращает и можно ли ею заменить тормоза

Приветствуем автомобилистов! ⚡🚗 Рекуперация электромобиля – сколько энергии она реально возвращает и можно ли ею заменить тормоза. Первое знакомство с рекуперацией у многих проходит одинаково. Человек отпускает педаль газа, ожидая, что машина спокойно покатится дальше, а электромобиль вдруг начинает уверенно тормозить.

Водитель дёргается вперёд, пассажир спрашивает: «Ты чего так резко?», а владелец гордо отвечает: «Это не я. Это энергия возвращается обратно в батарею». 😂⚡

Через неделю начинается вторая стадия электромобильной эволюции. Водитель учится почти не трогать педаль тормоза, начинает заранее отпускать акселератор перед светофором и с удовольствием наблюдает, как на приборной панели появляются зелёные полосочки зарядки. И возникает прекрасная мысль: «Так я теперь вообще электричество почти не трачу! Разогнался, затормозил, всё вернул обратно». 😎

К сожалению, вечный двигатель опять не получился. Рекуперация действительно возвращает часть энергии, которая иначе ушла бы в нагрев тормозных дисков и колодок. Но вернуть всё потраченное невозможно. Есть потери в электромоторе, инверторе, батарее, шинах, аэродинамике и самой механике автомобиля.

Сегодня разберём, сколько энергии можно реально вернуть рекуперацией, почему в городе она особенно полезна, почему на трассе почти не спасает, что происходит зимой и при 100% заряда батареи и можно ли ездить годами, практически не пользуясь обычными тормозами. 🔋

Рекуперация электромобиля – сколько энергии она реально возвращает и можно ли ею заменить тормоза

Как вообще работает рекуперация

Электромотор умеет работать в двух направлениях.

Когда батарея отдаёт энергию, мотор превращает электричество во вращение и разгоняет автомобиль.

Но когда автомобиль уже движется, а водитель просит его замедлиться, ситуация может перевернуться. Колёса начинают вращать электромотор, электромотор работает как генератор и превращает часть кинетической энергии машины обратно в электрическую.

Эта энергия через силовую электронику отправляется в батарею.

То есть электромобиль тормозит не только колодками – он может тормозить собственным тяговым мотором и одновременно подзаряжать аккумулятор.

И вот это одна из самых приятных особенностей EV.

Откуда берётся возвращённая энергия

Не из воздуха.

Если машина разогналась до 60 км/ч, она получила определённую кинетическую энергию. Вы заплатили за этот разгон электричеством из батареи.

Когда начинается торможение, эту энергию нужно куда-то деть.

У обычного автомобиля значительная её часть превращается в тепло на тормозных дисках.

У электромобиля часть можно вернуть в аккумулятор.

Рекуперация не создаёт новую энергию. Она спасает часть уже потраченной.

Разница принципиальная.

Почему нельзя вернуть 100%

Потому что идеальных систем не существует.

Сначала батарея отдала электричество.

Инвертор преобразовал его.

Мотор превратил электричество во вращение.

Редуктор передал момент на колёса.

Шины деформировались.

Автомобиль расталкивал воздух.

Подшипники вращались.

Потом при торможении весь процесс частично пошёл обратно.

На каждом этапе есть потери.

Поэтому разгон до 60 км/ч и последующая рекуперация никогда не вернут батарее ровно столько же энергии, сколько потребовалось на этот разгон.

Иначе можно было бы разгоняться и тормозить вокруг дома до тех пор, пока батарея не зарядится до 100%. Физика почему-то категорически против такого бизнеса. 😂

Сколько энергии можно вернуть в городе

Здесь всё зависит от маршрута.

Если Вы едете по свободной загородной дороге со стабильной скоростью 90 км/ч и почти не тормозите, возвращать практически нечего.

А если едете по городу:

разгон;

светофор;

торможение;

разгон;

пешеходный переход;

торможение;

пробка;

снова разгон.

Там потенциал рекуперации огромный.

В городском цикле рекуперация способна вернуть заметную часть энергии, которая без неё просто ушла бы в тормозные диски.

В зависимости от маршрута, машины и стиля движения речь может идти о единицах и даже десятках процентов от общего расхода на поездку.

Простой пример – городской маршрут 20 км

Представим электромобиль с обычным расходом около 18 кВт·ч на 100 км.

На 20 км ему нужно примерно:

3,6 кВт·ч.

Но это итоговый расход из батареи. За поездку автомобиль фактически мог потратить больше энергии на разгоны и часть затем вернуть обратно.

Допустим, без рекуперации условный расход составил бы 4,1 кВт·ч, а система вернула 0,5 кВт·ч.

Итог:

3,6 кВт·ч.

Вернули примерно 12% энергии, которую иначе потеряли бы.

Это условный пример, а не гарантированная цифра для любой машины. Но отлично показывает принцип.

А если маршрут почти полностью по пробкам

Там рекуперация особенно полезна.

Обычный бензиновый автомобиль постоянно разгоняет тяжёлую машину, потом нагревает тормоза, снова разгоняет, снова тормозит.

EV часть этой энергии забирает обратно.

Поэтому электромобили часто показывают удивительно хороший городской расход.

В городе торможение перестаёт быть полной потерей энергии.

Вот почему для EV городской режим иногда выгоднее трассового – совершенно противоположная картина по сравнению с некоторыми бензиновыми автомобилями.

На трассе рекуперация почти не помогает экономить

И это важно.

Едете 110 км/ч постоянной скоростью.

Никого впереди.

Тормозить не нужно.

Рекуперации нет.

Машина часами тратит энергию на аэродинамическое сопротивление и сопротивление качению.

На трассе главная экономия достигается не рекуперацией, а меньшей скоростью и хорошей аэродинамикой.

Если Вы разгонитесь до 140 км/ч, потом затормозите до 90 и увидите мощную рекуперацию – не радуйтесь слишком сильно. Значительную часть энергии, потраченной на разгон и сопротивление воздуха, уже никто не вернёт. 😅

Самая эффективная рекуперация – та, которой не пришлось пользоваться

Звучит странно, но это правда.

Представим светофор в 300 метрах.

Первый водитель продолжает разгоняться, а потом резко отпускает педаль и активно рекуперирует.

Второй заранее уменьшает мощность и плавно подкатывается к светофору.

Второй обычно потратит меньше энергии, потому что ему не пришлось сначала создавать лишнюю кинетическую энергию, а потом пытаться вернуть её обратно.

Даже самая хорошая рекуперация имеет потери.

Поэтому правило экономичной езды остаётся старым: плавность выигрывает.

Что такое One Pedal Driving

Это режим, в котором одной педалью можно управлять почти всем движением автомобиля.

Нажали акселератор – разгон.

Начали отпускать – машина замедляется рекуперацией.

Отпустили полностью – некоторые автомобили способны остановиться практически до нуля.

Педаль тормоза приходится использовать значительно реже.

Через пару дней водитель привыкает настолько, что обычная машина начинает казаться странной: «Почему я отпустил газ, а она всё ещё едет?!» 😂

Можно ли полностью отказаться от педали тормоза

Нет.

И никогда не нужно воспринимать One Pedal Driving как замену штатной тормозной системе.

Рекуперация ограничена.

Она может быть слабой или вообще временно недоступной.

При экстренном торможении нужны обычные фрикционные тормоза.

Педаль тормоза остаётся главным инструментом аварийного замедления.

Рекуперация помогает в обычной езде, но законов физики и требований безопасности не отменяет.

Почему рекуперация иногда внезапно становится слабее

Вчера машина уверенно тормозила после отпускания акселератора.

Сегодня отпустили – а она почти катится.

Владелец уже подозревает поломку.

Причин может быть несколько.

Самая частая – батарея почти полностью заряжена.

Вторая – аккумулятор слишком холодный.

Третья – слишком горячий.

Четвёртая – ограничения самой системы в конкретных условиях.

Рекуперация работает только тогда, когда батарея способна безопасно принять возвращаемую мощность.

Почему при 100% заряда рекуперация может исчезнуть

Потому что складывать энергию уже почти некуда.

Представьте стакан, заполненный до краёв.

Вы пытаетесь налить ещё.

Куда?

Батарея работает примерно по той же логике – конечно, намного сложнее. 😄

Если заряд близок к верхнему пределу, BMS ограничивает принимаемую мощность.

Значит, тормозить генератором становится сложнее.

В такой ситуации автомобиль больше использует обычные тормоза.

Вот почему после зарядки до 100% машина может тормозить иначе

Водитель привык к сильному One Pedal Driving.

Утром батарея заряжена полностью.

Выезжает со двора, отпускает акселератор перед первым перекрёстком – и машина замедляется слабее привычного.

Это может стать неожиданностью.

Всегда нужно быть готовым нажать обычную педаль тормоза.

После того как заряд немного снизится, рекуперация обычно возвращается к нормальной мощности.

Зимой происходит то же самое, только по другой причине

Холодная батарея не способна безопасно принимать большую мощность зарядки.

Поэтому после ночи при −20 °C машина может ограничивать рекуперацию.

Проехали несколько километров.

Батарея прогрелась.

Доступная рекуперация постепенно увеличивается.

Вот почему зимним утром поведение педали может отличаться от вечернего.

И это ещё одна причина не полагаться исключительно на One Pedal Driving.

Сколько мощности может давать рекуперация

На разных автомобилях – от сравнительно небольших значений до десятков и даже более ста киловатт в короткие моменты интенсивного замедления.

Представьте мощный электромобиль, который тормозит со скорости трассового движения.

Энергии в движущейся двухтонной машине огромное количество.

Тяговые моторы способны временно превращаться в весьма мощные генераторы.

Но максимальная мощность рекуперации ещё не означает, что батарея постоянно получает столько энергии.

Это кратковременный пик.

Почему кВт и кВт·ч здесь постоянно путают

Например, приборная панель показывает рекуперацию 60 кВт.

Это мощность в данный момент.

Если такой режим продлится десять секунд, батарея получит далеко не 60 кВт·ч.

За десять секунд при 60 кВт это примерно:

0,17 кВт·ч.

Вот почему мощная зелёная полоска выглядит впечатляюще, а процент батареи после каждого светофора не растёт на три пункта. 😂

Спуск с горы – настоящий праздник рекуперации

Вот здесь система раскрывается великолепно.

Автомобиль поднялся на высоту и накопил потенциальную энергию.

На спуске вместо постоянного нагрева тормозов электромотор удерживает скорость и возвращает часть энергии в батарею.

На длинном спуске заряд действительно может увеличиваться прямо на глазах.

Водитель начал спуск с 48%, а внизу видит 51%.

Очень приятное ощущение. Кажется, будто гора решила оплатить часть следующей поездки. 😂⛰️⚡

Но весь подъём обратно рекуперация не вернёт

Чтобы поднять машину в гору, Вы потратили энергию.

На спуске часть вернулась.

Но:

были потери двигателя;

потери инвертора;

потери батареи;

сопротивление воздуха;

сопротивление шин.

Поэтому поднялись на гору за 10 кВт·ч – получить обратно все десять не получится.

Но вернуть несколько – уже прекрасно.

А что если батарея полная перед большим спуском

Вот интересный сценарий.

Вы зарядились на вершине до 100%, а впереди длинный спуск.

Рекуперировать практически некуда.

Автомобилю придётся больше использовать фрикционные тормоза.

Поэтому перед длительным горным спуском иногда нет смысла заряжаться до самого верхнего предела, если производитель и маршрут позволяют оставить место в батарее для рекуперации.

Только не превращаем это в универсальный закон – конкретный маршрут и автомобиль важнее.

Можно ли рекуперацией перегреть батарею

Система управления не должна позволять опасный режим.

Если батарея слишком горячая и не способна безопасно принимать большой ток, BMS ограничит рекуперацию.

И снова увеличится использование обычных тормозов.

Автомобиль сам решает, сколько возвращаемой энергии батарея сейчас может принять.

Водителю остаётся помнить, что сила замедления способна измениться.

Почему тормозные колодки у EV ходят так долго

Потому что огромную часть обычных торможений выполняет электромотор.

Водитель нажал педаль тормоза – а автомобиль не обязательно сразу прижимает колодки к дискам.

Многие машины используют так называемое смешанное торможение.

Сначала система получает максимально возможное замедление рекуперацией.

Если этого недостаточно – добавляет фрикционные тормоза.

Для водителя процесс почти незаметен, а колодки работают значительно меньше.

Можно ли проехать 100 тысяч км на одних колодках

На отдельных электромобилях и при подходящем стиле езды – такое вполне возможно.

Колодки действительно способны служить очень долго.

Но это не значит, что тормозную систему можно не обслуживать.

И здесь начинается главный электромобильный парадокс.

Тормоза могут испортиться не от слишком активной работы, а от слишком редкой. 😅

Почему диски ржавеют быстрее

Обычный бензиновый автомобиль регулярно использует тормозные колодки. Они постоянно очищают поверхность диска.

EV большую часть времени замедляется мотором.

После дождя или зимней соли на дисках появляется поверхностная коррозия.

Если фрикционные тормоза работают редко, ржавчина может накапливаться.

Поэтому у некоторых электромобилей диски приходится менять при ещё толстых колодках.

Очень необычная формулировка для человека, привыкшего сначала стирать колодки до металла. 😂

Нужно ли специально иногда тормозить педалью

Тормозная система должна периодически работать, но устраивать опасные резкие торможения ради очистки дисков нельзя.

Некоторые автомобили сами периодически подключают фрикционные тормоза или имеют специальные алгоритмы очистки дисков.

Если производитель рекомендует определённую процедуру – выполняем её.

Главное – регулярно осматривать состояние тормозов на ТО, даже если колодки почти не изнашиваются.

А если поставить рекуперацию на максимум – расход станет минимальным?

Не обязательно.

Максимальная рекуперация удобна в городе, особенно если водитель умеет плавно управлять одной педалью.

Но если Вы постоянно резко отпускаете педаль, слишком сильно замедляетесь, затем снова разгоняетесь – эффективность падает.

Иногда свободное качение может быть выгоднее.

Самый экономичный режим – тот, который позволяет двигаться максимально плавно и не делать лишних разгонов и торможений.

На трассе свободное качение иногда лучше сильной рекуперации

Представьте небольшой уклон.

Машина могла бы спокойно катиться 100 км/ч почти без энергии.

Но сильная рекуперация начинает замедлять её до 90.

Потом водитель снова нажимает акселератор и возвращает 100.

В итоге энергия прошла туда и обратно через силовую систему с потерями.

Иногда лучше просто сохранить скорость и кинетическую энергию, чем сначала превращать её в электричество, а потом обратно в движение.

Поэтому несколько уровней рекуперации действительно полезны

Многие автомобили позволяют выбрать:

слабую;

среднюю;

сильную;

автоматическую рекуперацию.

В городе нравится сильная.

На трассе – более свободное качение.

Кому-то удобен автоматический режим, который учитывает машину впереди и навигацию.

Нет одного идеального уровня для всех дорог.

Подрулевые лепестки на EV – это не передачи

На некоторых электромобилях за рулём стоят привычные лепестки.

Человек садится и радуется:

«О! Спортивная коробка!» 😎

Но вместо переключения передач они меняют уровень рекуперации.

Левый лепесток – сильнее замедление.

Правый – слабее.

На горной дороге такая система особенно удобна.

Может ли рекуперация заблокировать колёса на льду

Современная электроника учитывает сцепление колёс и должна ограничивать рекуперацию, если возникает риск потери устойчивости.

Но на скользкой дороге поведение автомобиля действительно может отличаться от сухого асфальта.

Особенно при сильном режиме замедления.

Зимой лучше заранее привыкнуть к реакции конкретного автомобиля и использовать более плавное управление.

Резко бросать педаль на гололёде – удовольствие сомнительное независимо от типа двигателя.

Полный привод может рекуперировать двумя моторами

У двухмоторного электромобиля возможность распределять тормозной момент между осями обычно шире.

Это помогает эффективно использовать сцепление и возвращать энергию.

Но конкретная стратегия зависит от автомобиля.

Иногда один мотор эффективнее другого, и электроника выбирает наиболее выгодную схему.

Водителю обычно не нужно думать, какой именно мотор сейчас стал генератором – машина решает это сама.

Влияет ли рекуперация на ресурс шин

Да, определённая нагрузка есть.

При торможении рекуперативный момент всё равно проходит через шины.

Особенно при сильном замедлении.

Но обычные тормоза точно так же передают тормозное усилие через пятно контакта.

Главный враг шин – не сама рекуперация, а агрессивный цикл «резкий разгон – сильное торможение – резкий разгон».

Можно ли зарядить батарею, катаясь с горы весь день

Если Вы каким-то способом каждый раз возвращаете автомобиль наверх бесплатно – поздравляем, Вы нашли источник энергии и, вероятно, заинтересовали Нобелевский комитет. 😂

Но чтобы подняться на гору, автомобиль должен потратить больше энергии, чем сможет вернуть на спуске.

Рекуперация уменьшает потери, но не нарушает закон сохранения энергии.

Сколько денег рекуперация может сэкономить

Возьмём условный городской пробег – 15 000 км в год.

Без рекуперации автомобиль в нашем воображаемом сценарии мог бы потреблять на несколько процентов больше энергии.

Пусть благодаря городскому режиму удаётся сохранять условные 2 кВт·ч на каждые 100 км относительно полностью фрикционного торможения.

За 15 000 км:

300 кВт·ч.

По домашнему тарифу 8 рублей:

2400 рублей.

По общественному тарифу 25 рублей:

7500 рублей.

Но главная экономия может оказаться даже не здесь.

Рекуперация сильно уменьшает износ тормозных колодок и дисков при нормальном состоянии тормозной системы.

Почему нельзя назвать одну цифру экономии

Потому что Москва в пробках и трасса через степь – разные миры.

Гористый город и равнинный – тоже.

Спокойный водитель и человек, который считает каждую поездку квалификацией Формулы-1, получат разные результаты.

Большое значение имеют:

• масса автомобиля;
• мощность рекуперации;
• температура батареи;
• уровень заряда;
• рельеф;
• скорость;
• стиль движения.

Поэтому обещание «рекуперация экономит ровно 27%» без условий маршрута – слишком красивое, чтобы быть универсальной правдой.

Как ездить так, чтобы рекуперация действительно помогала

Смотрите далеко вперёд.

Заранее отпускайте акселератор.

Старайтесь не создавать лишнюю скорость перед неизбежной остановкой.

На трассе используйте плавное движение и свободный накат, если это предусмотрено автомобилем и удобно.

В городе применяйте подходящий уровень One Pedal Driving.

Не гоняйтесь за красивой зелёной полоской рекуперации – гоняйтесь за минимальным общим расходом. 😄

Почему показатель «я сегодня вернул 8 кВт·ч» может вводить в заблуждение

Цифра выглядит потрясающе.

«Машина вернула восемь киловатт-часов бесплатно!»

Но перед этим автомобиль мог потратить 40 кВт·ч на разгоны и подъёмы.

То есть рекуперация вернула часть уже израсходованной энергии.

Смотреть полезнее на итоговый расход кВт·ч на 100 км, а не только на объём рекуперации.

Можно ли увеличить запас хода сильной рекуперацией

В городе – относительно слабого режима, да, хороший контроль рекуперации способен помочь.

Но если водитель уже ездит плавно, разница между уровнями может быть небольшой.

На трассе же запас хода намного сильнее изменят скорость, ветер, температура и шины.

Выключить кондиционер и поставить максимальную рекуперацию при 140 км/ч – довольно творческий способ экономии. 😂

Почему машина иногда сама применяет обычные тормоза, хотя Вы этого не чувствуете

Современное смешанное торможение умеет незаметно соединять два мира.

Вы нажимаете одну педаль.

Компьютер оценивает:

сколько замедления можно получить рекуперацией;

сколько батарея способна принять;

достаточно ли сцепления;

нужны ли дисковые тормоза.

Потом смешивает всё это так, чтобы педаль ощущалась предсказуемо.

Поэтому водитель далеко не всегда может определить, в какой момент уже начали работать колодки.

А при экстренном торможении?

Тогда главное – остановить автомобиль.

Экономия энергии заканчивается там, где начинается безопасность.

Система использует всё необходимое – рекуперацию, фрикционные тормоза, ABS и стабилизацию.

Никогда не пытайтесь в опасной ситуации тормозить «экономно» ради возврата электричества.

Батарея переживёт потерянные 0,05 кВт·ч. Бампер может не пережить экономию двух метров тормозного пути. 😬

Нужно ли обслуживать тормоза, если ими почти не пользуюсь

Обязательно.

Проверять:

состояние дисков;

колодок;

суппортов;

направляющих;

тормозной жидкости.

Редкое использование не делает тормозную систему необслуживаемой.

Наоборот, зимняя соль и коррозия могут создать проблемы раньше, чем износ фрикционного материала.

Что особенно проверить у подержанного электромобиля

Не радуйтесь только толстым колодкам.

Посмотрите на рабочую поверхность дисков.

Если они покрыты глубокой коррозией, имеют сильные борозды или неравномерную поверхность, ресурс колодок уже не главный вопрос.

Проверьте работу суппортов.

И обязательно обычное экстренное торможение в безопасных условиях во время диагностики.

Хорошая рекуперация никогда не компенсирует неисправные обычные тормоза.

Итак, сколько энергии реально возвращает рекуперация

Ответ – зависит от маршрута.

На свободной трассе почти ничего, потому что тормозить практически не приходится.

В городе – значительно больше.

На длинных спусках – очень заметно.

В пробках – регулярно.

В удачных городских условиях рекуперация способна сохранить ощутимую долю энергии, но она никогда не возвращает все затраты на разгон.

Чем плавнее водитель использует скорость, тем эффективнее работает вся система.

Главный вывод – рекуперация экономит энергию, но главное её преимущество даже не только в киловатт-часах

Она делает городской электромобиль исключительно эффективным.

Позволяет возвращать часть энергии при каждом замедлении.

Снижает нагрузку на тормозные колодки.

Даёт удобный режим управления одной педалью.

Помогает контролировать скорость на длинных спусках.

Но рекуперация не является бесплатной зарядкой и не заменяет обычные тормоза.

При полностью заряженной батарее она может быть ограничена.

На морозе – тоже.

При перегреве – тоже.

При экстренном торможении автомобиль всё равно использует фрикционные механизмы.

Поэтому хороший водитель EV держит в голове простое правило:

сначала не тратить лишнюю энергию, а уже потом пытаться её вернуть.

Если впереди красный светофор, нет смысла разгоняться к нему до 80 км/ч только ради удовольствия увидеть мощную зелёную шкалу рекуперации. 😂

Это примерно как специально уронить тысячу рублей, поднять восемьсот и гордо заявить:

«Смотрите, сколько денег я вернул!» 💸😄

Рекуперация прекрасна именно тогда, когда торможение всё равно было необходимо.

А лучшая энергия – та, которую Вы вообще не успели зря потратить.

Удачи!