રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ સિસ્ટમ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ સિસ્ટમ્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

ઇલેક્ટ્રિક અને હાઇબ્રિડ વાહનોના વિકાસને કારણે ઘણા લોકોને "રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ" શબ્દ સાંભળવા મળ્યો છે. આ ટેકનોલોજીને ઘણીવાર એક કારણ તરીકે ટાંકવામાં આવે છે કે ઇલેક્ટ્રિક કાર અશ્મિભૂત ઇંધણવાળી કાર કરતાં વધુ કાર્યક્ષમ છે. પરંતુ જ્યારે વાહન એક જ સમયે "બ્રેક" અને "ચાર્જ" થાય છે ત્યારે ખરેખર શું થાય છે? આ લેખમાં રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ સિસ્ટમ્સ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે, તેમાં શામેલ ઘટકો અને રોજિંદા ઉપયોગમાં તેમના ફાયદા અને મર્યાદાઓની ચર્ચા કરવામાં આવી છે.

રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ શું છે?

રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ એ એક બ્રેકિંગ સિસ્ટમ છે જે વાહનની ગતિ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને તેને વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે, જે પછી બેટરીમાં સંગ્રહિત થાય છે. પરંપરાગત બ્રેકિંગ (ડિસ્ક અથવા ડ્રમ બ્રેક્સ) માં, આ નોંધપાત્ર ગતિ ઊર્જાનો મોટાભાગનો ભાગ બ્રેક પેડ્સ અને ડિસ્ક અથવા ડ્રમ વચ્ચેના ઘર્ષણને કારણે ગરમીમાં રૂપાંતરિત થાય છે. આ ગરમી હવામાં મુક્ત થાય છે અને તેનો ઉપયોગ થતો નથી.

તેનાથી વિપરીત, રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ સામાન્ય રીતે વેડફાયેલી કેટલીક ઉર્જાને "ફરીથી મેળવવા"નો પ્રયાસ કરે છે. તેથી જ તેને રિજનરેટિવ કહેવામાં આવે છે - પ્રવેગ દરમિયાન મુક્ત થતી ઉર્જા મંદી દરમિયાન "ફરીથી ઉત્પન્ન" થાય છે.

તેની પાછળનો ભૌતિકશાસ્ત્રનો સિદ્ધાંત: મોટર જનરેટર બને છે

રિજનરેટિવ બ્રેકિંગના મૂળમાં એ સિદ્ધાંત છે કે ઇલેક્ટ્રિક મોટર બંને રીતે કામ કરી શકે છે:

1. મોટર તરીકે (ડ્રાઇવ મોડ): બેટરીમાંથી વિદ્યુત ઉર્જા પૈડા ફેરવવા માટે યાંત્રિક ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.
2. જનરેટર તરીકે (બ્રેકિંગ મોડ): વ્હીલ્સમાંથી યાંત્રિક ઉર્જા પાછી વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.

જ્યારે ડ્રાઇવર એક્સિલરેટર પેડલ છોડે છે અથવા બ્રેક પેડલ દબાવશે, ત્યારે વાહનની નિયંત્રણ પ્રણાલી ઇલેક્ટ્રિક મોટરને જનરેટરમાં રૂપાંતરિત કરે છે. આ ઇન્વર્ટર અને મોટર કંટ્રોલર દ્વારા મોટરમાં વર્તમાન અને ચુંબકીય ક્ષેત્રનું નિયમન કરીને કરવામાં આવે છે. જ્યારે મોટરને વ્હીલ્સ દ્વારા ફેરવવા માટે "બળજબરી" કરવામાં આવે છે , ત્યારે તે વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. તે જ સમયે, આ વિદ્યુત ઉત્પાદન પરિભ્રમણની વિરુદ્ધ દિશામાં ટોર્ક બનાવે છે - જે બ્રેક મારવાથી અનુભવાય છે.

સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો: પૈડા મોટરને ફેરવે છે, મોટર વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે, અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પ્રતિકાર વાહનને ધીમું કરે છે.

પુનર્જીવિત બ્રેકિંગ સિસ્ટમના મુખ્ય ઘટકો

આ સિસ્ટમ કાર્ય કરવા માટે, ઘણા ઘટકો એકસાથે કાર્ય કરે છે:

૧. ઇલેક્ટ્રિક મોટર (ટ્રેક્શન મોટર)
ડ્રાઇવ મોટર મુખ્ય અભિનેતા છે. આધુનિક ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં, મોટરબાઈકનો પ્રકાર સામાન્ય મોટર્સમાં કાયમી ચુંબક સિંક્રનસ મોટર્સ (PMSM) અને ઇન્ડક્શન મોટર્સનો સમાવેશ થાય છે. બંને ગતિ ઘટાડા દરમિયાન જનરેટર તરીકે કાર્ય કરી શકે છે.

2. ઇન્વર્ટર અને મોટર કંટ્રોલર
ઇન્વર્ટર મોટરમાં વૈકલ્પિક પ્રવાહ (AC) પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે અને તેને ટોર્ક અને ગતિની જરૂરિયાતો અનુસાર રૂપાંતરિત કરે છે. રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ દરમિયાન, ઇન્વર્ટર મોટર (જે હવે જનરેટર તરીકે કાર્ય કરે છે) માંથી ઊર્જાને બેટરી ચાર્જિંગ સિસ્ટમ તરફ દિશામાન કરે છે.

૩. બેટરી (અથવા અન્ય ઉર્જા સંગ્રહ)
પુનર્જીવિત વિદ્યુત ઊર્જાનો સંગ્રહ કરવો આવશ્યક છે. આ સામાન્ય રીતે લિથિયમ-આયન બેટરીમાં સંગ્રહિત થાય છે. કેટલાક કાર્યક્રમોમાં (જેમ કે બસો અથવા ચોક્કસ પ્રદર્શન વાહનો), સુપરકેપેસિટરનો ઉપયોગ ટૂંકા સમયમાં મોટા ચાર્જિંગ પ્રવાહોને હેન્ડલ કરવા માટે પણ થઈ શકે છે.

૪. બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ (BMS)
BMS સુરક્ષિત ચાર્જિંગ સુનિશ્ચિત કરે છે: તે બેટરીના વોલ્ટેજ, કરંટ અને તાપમાનનું નિરીક્ષણ કરે છે. જો બેટરી ખૂબ ભરેલી હોય, ખૂબ ઠંડી હોય, ખૂબ ગરમ હોય અથવા ચાર્જિંગ કરંટ ખૂબ વધારે હોય તો પુનર્જીવન મર્યાદિત થઈ શકે છે.

5. ઘર્ષણ બ્રેક સિસ્ટમ
જોકે પુનર્જીવિત વાહનને ધીમું કરવામાં મદદ કરે છે, ગાડીઓને હજુ પણ બ્રેકની જરૂર છે પરંપરાગત બ્રેકિંગનો ઉપયોગ ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓ માટે થાય છે: કટોકટી બ્રેકિંગ, ખૂબ ઓછી ગતિ, અથવા જ્યારે બેટરી ચાર્જ કરી શકાતી નથી. આ જ કારણ છે કે મિશ્રિત બ્રેકિંગનો ખ્યાલ અસ્તિત્વમાં છે: પુનર્જીવિત બ્રેકિંગ અને ઘર્ષણ બ્રેકિંગનું સંયોજન, કુદરતી પેડલ લાગણી અને સલામત બ્રેકિંગ અંતર જાળવવા માટે આપમેળે ગોઠવાય છે.

જ્યારે ડ્રાઇવર બ્રેક મારે છે ત્યારે પ્રક્રિયા કેવી રીતે કાર્ય કરે છે?

તેને સરળ બનાવવા માટે, એક સામાન્ય દૃશ્યની કલ્પના કરો જ્યાં એક કાર ચાલી રહી હોય અને પછી લાલ બત્તીની નજીક આવે.

1. ડ્રાઇવર એક્સિલરેટર પેડલ છોડે છે.
ઘણી EV માં, આ હળવી પુનર્જીવનને ટ્રિગર કરવા માટે પૂરતું છે. વાહન બ્રેક પેડલને સ્પર્શ કર્યા વિના ધીમું પડતું દેખાય છે, ખાસ કરીને "વન-પેડલ ડ્રાઇવિંગ" મોડમાં.

2. નિયંત્રણ પ્રણાલી ગતિ ઘટાડવાની જરૂરિયાતોની ગણતરી કરે છે.
ECU (વાહન કમ્પ્યુટર) પેડલ ઇનપુટ, ગતિ, બેટરીની સ્થિતિ, ટાયર ટ્રેક્શન અને વાહન સ્થિરતા ડેટા વાંચે છે.

3. મોટર જનરેટર મોડ પર સ્વિચ કરે છે.
નકારાત્મક ટોર્ક ઉત્પન્ન થાય છે. પુનર્જીવન જેટલું વધારે હશે, તેટલી જ મંદીની અસર વધુ મજબૂત હશે.

4. બેટરીને વિદ્યુત ઉર્જા પૂરી પાડવામાં આવે છે.
ઇન્વર્ટર BMS દ્વારા નિર્ધારિત સલામત મર્યાદામાં, ઉત્પન્ન થતા પ્રવાહને બેટરી તરફ દિશામાન કરે છે.

5. જો પુનર્જીવન પૂરતું ન હોય, તો ઘર્ષણ બ્રેક્સ મદદ કરે છે.
જો ડ્રાઇવરને વધુ મજબૂત બ્રેકિંગની જરૂર હોય - અથવા બેટરીની સ્થિતિ ચાર્જિંગને મંજૂરી આપતી નથી - તો ડિસ્ક/ડ્રમ બ્રેક્સ બ્રેકિંગનો અમુક ભાગ અથવા બધી જ જગ્યા લઈ લેશે.

વ્યવહારમાં, ડ્રાઇવરને આ પ્રક્રિયા વિશે વિચારવાની જરૂર નથી કારણ કે તે બધી સ્વચાલિત છે. એકમાત્ર નોંધપાત્ર અસર વધુ કાર્યક્ષમ વાહન છે, અને કેટલાક મોડેલો પર, બે સિસ્ટમોના સંયોજનને કારણે બ્રેક પેડલ થોડું અલગ લાગે છે.

પુનર્જીવિત શક્તિ હંમેશા મજબૂત કે હંમેશા સક્રિય કેમ હોતી નથી?

ઘણા લોકો પૂછે છે: "જો તમે બ્રેક મારતી વખતે ચાર્જ કરી શકો છો, તો શા માટે તેને હંમેશા મહત્તમ પાવર પર ન બનાવો?" કેટલીક સ્પષ્ટ મર્યાદાઓ છે:

૧. સંપૂર્ણ બેટરી (ઉચ્ચ SOC)
જ્યારે બેટરી ૧૦૦% ની નજીક હોય છે, ત્યારે વધારાની ઉર્જા માટે ખૂબ જ ઓછી જગ્યા રહે છે. બેટરીને વધુ ચાર્જ થતી અટકાવવા માટે BMS પુનર્જીવન ઘટાડશે અથવા અક્ષમ કરશે.

2. બેટરીનું તાપમાન ખૂબ ઓછું અથવા ખૂબ વધારે છે
લિથિયમ-આયન બેટરીમાં ઓપરેટિંગ તાપમાન મર્યાદા હોય છે. જ્યારે ખૂબ ઠંડી હોય છે, ત્યારે ચાર્જિંગ કરંટને હેન્ડલ કરવાની તેમની ક્ષમતા ઘટે છે. જ્યારે ખૂબ ગરમ હોય છે, ત્યારે આક્રમક ચાર્જિંગ ડિગ્રેડેશનને વેગ આપી શકે છે. પરિણામે, પુનર્જીવન મર્યાદિત હોય છે.

3. ઓછી ગતિ
ખૂબ જ ઓછી ગતિએ (દા.ત., સ્ટોપની નજીક), પુનર્જીવન સામાન્ય રીતે નબળું પડે છે કારણ કે મોટરની બ્રેકિંગ ટોર્ક અને પાવર ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા ઓછી ગતિએ ઓછી થઈ જાય છે. આ સમયે, ઘર્ષણ બ્રેક્સ સંપૂર્ણપણે રોકવા માટે વધુ અસરકારક છે.

૪. ટ્રેક્શન અને સ્થિરતા
જો રસ્તો લપસણો હોય, તો વધુ પડતા પુનર્જીવનને કારણે વ્હીલ્સ ટ્રેક્શન ગુમાવી શકે છે, ખાસ કરીને ડ્રાઇવ વ્હીલ્સ પર. ટ્રેક્શન કંટ્રોલ અને ABS સ્થિરતા જાળવવા માટે રિજનરેટિવ ટોર્ક ઘટાડશે.

5. અચાનક બ્રેકિંગ વિનંતી
ઇમરજન્સી બ્રેકિંગમાં, સિસ્ટમ બધું જ મહત્તમ કરશે: શક્ય તેટલું પુનર્જીવન, પરંતુ ઘર્ષણ બ્રેક્સ મહત્તમ અને સતત ઘટાડો સુનિશ્ચિત કરવા માટે મુખ્ય ઘટક રહે છે.

કેટલી ઉર્જા "પાછી" આપી શકાય છે?

મોટર, ઇન્વર્ટર, કેબલ્સ અને બેટરી ચાર્જિંગ પ્રક્રિયામાં થતા નુકસાનને કારણે રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ 100% ઉર્જા પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકતું નથી. જોકે, વારંવાર સ્ટોપ-એન્ડ-ગો ડ્રાઇવિંગ સાથે શહેરમાં ઉપયોગમાં, રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ કાર્યક્ષમતા પર નોંધપાત્ર અસર કરી શકે છે.

ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં, પુનર્જીવન ખાસ કરીને ઉપયોગી છે જ્યારે:
- ઘણીવાર લાલ બત્તી પર રોકાઈ જવું,
- રસ્તા પર ઉતાર પર,
- ટ્રાફિક જામમાં વાહન ચલાવવું.

દરમિયાન, સ્થિર ગતિવાળા ટોલ રસ્તાઓ પર, બ્રેકિંગ દુર્લભ હોવાથી પુનર્જીવનની શક્યતા ઓછી હોય છે.

રિજનરેટિવ બ્રેકિંગના ફાયદા

૧. ઉચ્ચ ઉર્જા કાર્યક્ષમતા
સામાન્ય રીતે ગરમી તરીકે ગુમાવાતી કેટલીક ઉર્જાનો ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય છે, જેનાથી શ્રેણીમાં વધારો થાય છે.

2. બ્રેકનો ઘસારો ઓછો કરો
ઘર્ષણ બ્રેકનો ઉપયોગ ઓછો થતો હોવાથી, બ્રેક પેડ અને ડિસ્ક લાંબા સમય સુધી ટકી શકે છે.

૩. ઉતરતા ક્રમ પર નિયંત્રણ વધુ આરામદાયક છે
ઉતાર-ચઢાવવાળા રસ્તાઓ પર, પુનર્જીવન સતત બ્રેક લગાવ્યા વિના ગતિ જાળવી રાખવામાં મદદ કરે છે, જેનાથી બ્રેક ફેડ થવાનું જોખમ ઓછું થાય છે.

4. એક-પેડલ સવારી અનુભવને સપોર્ટ કરે છે
કેટલીક EV માં, ડ્રાઇવરો ફક્ત એક પેડલ વડે પ્રવેગ અને ઘટાડાને નિયંત્રિત કરી શકે છે, જે ભારે ટ્રાફિકમાં વધુ વ્યવહારુ છે.

મર્યાદાઓ અને પડકારો

અત્યાધુનિક હોવા છતાં, પુનર્જીવન એ પરંપરાગત બ્રેક્સનો સંપૂર્ણ વિકલ્પ નથી. આ સિસ્ટમ બેટરીની સ્થિતિ, ટ્રેક્શન અને બ્રેકિંગ માંગ પર આધાર રાખે છે. વધુમાં, મિશ્રિત બ્રેકિંગ ડિઝાઇન ચોક્કસ હોવી જોઈએ જેથી પુનર્જીવિત અને ઘર્ષણ બ્રેકિંગ વચ્ચેનું સંક્રમણ "વિચિત્ર" અથવા અસંગત પેડલ લાગણીનું કારણ ન બને.

કેટલાક વાહનો પર, માલિકોએ એ પણ ધ્યાન રાખવું જોઈએ કે ભાગ્યે જ ઉપયોગમાં લેવાતા ઘર્ષણ બ્રેક્સ ડિસ્ક પર કાટ લાગી શકે છે (ખાસ કરીને ભેજવાળા વિસ્તારોમાં). તેથી, ઉત્પાદકો ઘણીવાર બ્રેક સપાટીઓને "સાફ" કરવા માટે ક્યારેક ક્યારેક હળવા ઘર્ષણ બ્રેકિંગની ભલામણ કરે છે.

પેનટઅપ

રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ સિસ્ટમ્સ વાહનની ગતિ ધીમી પડે ત્યારે ઇલેક્ટ્રિક મોટરને જનરેટરમાં રૂપાંતરિત કરીને , સામાન્ય રીતે ગરમી તરીકે ગુમાવેલી ગતિ ઊર્જાને વીજળીમાં રૂપાંતરિત કરીને અને તેને બેટરીમાં પાછી સંગ્રહિત કરીને કાર્ય કરે છે. આ ટેકનોલોજી કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે, બ્રેકનો ઘસારો ઘટાડે છે અને સરળ ડ્રાઇવિંગ અનુભવ પૂરો પાડે છે - ખાસ કરીને શહેરી વાતાવરણમાં. જો કે, બેટરીની સ્થિતિ, તાપમાન, ગતિ અને રસ્તાના ટ્રેક્શન દ્વારા પુનર્જીવનને અસર થતી મર્યાદાઓ હોય છે, તેથી સલામતી માટે તેને હજુ પણ પરંપરાગત બ્રેક્સ સાથે જોડાણમાં કામ કરવું આવશ્યક છે.

જો તમે ઈચ્છો તો, હું આ લેખને ચોક્કસ સંદર્ભ માટે અનુકૂલિત કરી શકું છું - ઉદાહરણ તરીકે, શાળા સોંપણી, ઓટોમોટિવ બ્લોગ અથવા પ્રસ્તુતિ સામગ્રી માટે - અને વર્કફ્લો ચિત્રો અથવા પુનર્જીવન કાર્યક્ષમતા ગણતરીઓના ઉદાહરણો ઉમેરી શકું છું.