Los sistemas de frenado de los vehículos eléctricos se están adaptando


Steve Carter, colaborador habitual de PMM, explica cómo los sistemas de frenado de los vehículos eléctricos se han adaptado a medida que avanza la tecnología.


yoEn mi artículo anterior de la edición de octubre, observé cómo el sistema de aire acondicionado de un vehículo eléctrico está totalmente integrado con el funcionamiento del sistema de gestión térmica de la batería, así como con el aire acondicionado del vehículo, lo que garantiza la calefacción y refrigeración de los pasajeros, así como la batería. .

A continuación, estudiaré el sistema de frenado de los vehículos eléctricos, a menudo denominado frenado regenerativo. Más recientemente, esto se ha mejorado y refinado aún más en «conducción con un pedal». Esta configuración en algunos de los vehículos más nuevos ahora activa los frenos a través de sistemas cableados para controlar todas las entradas y salidas de la unidad de control, con FlexRay reemplazando el sistema de red CAN-Bus. Todos los vehículos híbridos, híbridos enchufables y eléctricos están equipados con baterías y módulos de energía de diferentes tamaños para controlar lo siguiente:

  • Conversión de corrientes de CC en corrientes de CA trifásicas para accionar los motores y, a continuación, conversión de nuevo a corriente de CC para recargar la batería de conducción durante la desaceleración
  • Torque y rpm del motor para conducir según sea necesario

La mayoría de los motores eléctricos que utilizamos son del tipo síncrono de imanes permanentes, lo que significa que se convertirán en generadores cuando se les aplique una fuerza de rotación durante la desaceleración. Ahora, si observamos algunos de los vehículos eléctricos más recientes, como los modelos con tracción en las cuatro ruedas, hay un potente motor/generador (MG) en cada eje. La energía cinética del automóvil se aplica a estas unidades MG, que luego generan la corriente alterna que luego se puede convertir en corriente continua para recargar la batería y aumentar el alcance general del vehículo. Por mi propia experiencia, puedo garantizar que regeneré el 25% de la distancia total de un viaje de 156 millas.

Los sistemas de frenado de los vehículos eléctricos se están adaptando
steve carter

En la primera generación de vehículos híbridos, la batería era tan pequeña (1kWh) que la cantidad de energía que se podía recuperar era limitada, por lo que la frenada regenerativa era bastante baja. Sin embargo, con el desarrollo de los vehículos enchufables, el tamaño de la batería ha aumentado hasta unos 14 kWh. Obviamente, esto aumenta la cantidad de energía que el automóvil puede recuperar.

Con más y más sistemas regenerativos ahora disponibles, los fabricantes están buscando más formas de controlar gradualmente esta función. Por ejemplo, el Mitsubishi Outlander PHEV tiene niveles selectivos de frenado regenerativo, logrados por el conductor moviendo las paletas detrás del volante: el nivel 0 es el equivalente a la inercia, mientras que el nivel 5 es una desaceleración significativa.

Sin embargo, el nivel de regeneración depende del estado de carga de la batería. Con un alto estado de carga y regeneración de nivel 5, el vehículo casi no mostraría signos de desaceleración, ya que la batería no tiene capacidad para recibir más carga. Por lo tanto, el conductor debe aplicar el pedal del freno. Un conductor de este vehículo bien podría creer que hay una falla en el sistema de frenos porque el frenado regenerativo por las paletas parecería inconsistente. Aún así, no existe ninguna falla, es solo la forma en que funciona el sistema.

Con la última gama de vehículos eléctricos que ahora ofrece tamaños de batería entre 60 y 90 kWh, ahora tenemos importantes posibilidades de almacenamiento para el frenado regenerativo y la mayoría de los fabricantes están aprovechando esto para integrarlo en la «conducción de una sola velocidad». Liberar gradualmente el pedal del acelerador ahora aumentará la tasa de regeneración y la tasa a la que el automóvil se desacelera. Ya no es necesario poner el pie en el pedal del freno, de hecho, el pedal solo sirve para evitar que el automóvil avance al final del Cruce.

En la imagen: un modelo de simulación de un sistema de frenado regenerativo de un vehículo eléctrico

Para controlar todos estos sistemas y la información de los diversos sensores, así como para proporcionar una copia de seguridad a prueba de fallas, se necesitaba un sistema de red más robusto y de mayor ancho de banda. Tanto el Audi E-tron como el Jaguar I-Pace utilizan redes FlexRay para controlar el frenado regenerativo y los motores eléctricos en sus vehículos eléctricos.

Quiero enfatizar que esto es solo una breve descripción general de lo que es la «conducción con un pedal», el frenado por cable y el frenado regenerativo, y cómo afectarán su negocio. Espero que haya disfrutado de la complejidad de estos sistemas y la necesidad de comprenderlos por completo antes de poder realizar trabajos en un vehículo que los utiliza.


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