மீளுருவாக்க பிரேக்கிங் அமைப்பு எவ்வாறு செயல்படுகிறது

மீளுருவாக்க பிரேக்கிங் அமைப்புகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன

மின்சார மற்றும் கலப்பின வாகனங்களின் வளர்ச்சியானது, 'மீளுருவாக்கத் தடை' (regenerative braking) என்ற சொல்லைப் பலரும் கேட்க வழிவகுத்துள்ளது. புதைபடிவ எரிபொருள் கார்களை விட மின்சாரக் கார்கள் ஏன் அதிக செயல்திறன் மிக்கவை என்பதற்கான காரணங்களில் ஒன்றாக இந்தத் தொழில்நுட்பம் அடிக்கடி குறிப்பிடப்படுகிறது. ஆனால், ஒரு வாகனம் ஒரே நேரத்தில் 'தடைசெய்து' 'மின்னேற்றம்' அடையும்போது சரியாக என்ன நடக்கிறது? மீளுருவாக்கத் தடை அமைப்புகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன, அதில் உள்ள கூறுகள், மற்றும் அன்றாடப் பயன்பாட்டில் அவற்றின் நன்மைகள் மற்றும் வரம்புகள் ஆகியவற்றை இந்தக் கட்டுரை விவாதிக்கிறது.

மீளுருவாக்க பிரேக்கிங் என்றால் என்ன?

மீளுருவாக்க பிரேக்கிங் என்பது, வாகனம் வேகம் குறையும்போது அதன் இயக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி மின் ஆற்றலாக மாற்றி, பின்னர் அந்த ஆற்றலை பேட்டரியில் சேமிக்கும் ஒரு பிரேக்கிங் அமைப்பாகும். வழக்கமான பிரேக்கிங்கில் (டிஸ்க் அல்லது டிரம் பிரேக்குகள்), பிரேக் பேடுகளுக்கும் டிஸ்க் அல்லது டிரம்மிற்கும் இடையே ஏற்படும் உராய்வின் காரணமாக, இந்த கணிசமான இயக்க ஆற்றலில் பெரும்பகுதி வெப்பமாக மாற்றப்படுகிறது. இந்த வெப்பம் காற்றில் வெளியிடப்பட்டு, பயன்படுத்தப்படாமல் வீணாகிறது.

இதற்கு மாறாக, மீளுருவாக்க பிரேக்கிங் என்பது பொதுவாக வீணாகும் ஆற்றலில் ஒரு பகுதியை "மீட்டெடுக்க" முயற்சிக்கிறது. அதனால்தான் இது மீளுருவாக்க பிரேக்கிங் என்று அழைக்கப்படுகிறது—முடுக்கத்தின் போது வெளியிடப்படும் ஆற்றல், வேகத்தைக் குறைக்கும்போது "மீளுருவாக்கம்" செய்யப்படுகிறது.

இதன் பின்னணியில் உள்ள இயற்பியல் கொள்கை: ஒரு மோட்டார் மின்னாக்கியாக மாறுகிறது.

மீளுருவாக்கத் தடைமுறையின் மையக் கொள்கை என்னவென்றால், ஒரு மின்சார மோட்டார் இரு வழிகளிலும் செயல்பட முடியும் என்பதே ஆகும்:

1. மோட்டாராக (இயக்க முறை): மின்கலத்திலிருந்து வரும் மின் ஆற்றல், சக்கரங்களைச் சுழற்றுவதற்கான இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.
2. மின்னாக்கியாக (தடுப்பு முறை): சக்கரங்களிலிருந்து வரும் இயந்திர ஆற்றல் மீண்டும் மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.

ஓட்டுநர் ஆக்சிலரேட்டர் பெடலை விடுவிக்கும்போதோ அல்லது பிரேக் பெடலை அழுத்தும்போதோ, வாகனத்தின் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு மின் மோட்டாரை ஒரு மின்னாக்கியாக மாற்றுகிறது. இது, ஒரு இன்வெர்ட்டர் மற்றும் மோட்டார் கட்டுப்படுத்தி மூலம் மோட்டாரில் உள்ள மின்னோட்டம் மற்றும் காந்தப்புலத்தை ஒழுங்குபடுத்துவதன் மூலம் செய்யப்படுகிறது. சக்கரங்களால் மோட்டார் சுழல "கட்டாயப்படுத்தப்படும்போது", அது மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது. அதே நேரத்தில், இந்த மின் உற்பத்தி, சுழற்சியின் எதிர் திசையில் ஒரு முறுக்குவிசையை உருவாக்குகிறது—இதுவே பிரேக்கிங்காக உணரப்படுகிறது.

எளிமையாகச் சொன்னால்: சக்கரங்கள் மோட்டாரைச் சுழற்றுகின்றன, மோட்டார் மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது, மற்றும் மின்காந்த எதிர்ப்பு வாகனத்தின் வேகத்தைக் குறைக்கிறது.

மீளுருவாக்க பிரேக்கிங் அமைப்பில் உள்ள முக்கிய கூறுகள்

இந்த அமைப்பு செயல்படுவதற்கு, பல கூறுகள் ஒன்றிணைந்து செயல்படுகின்றன:

1. மின் மோட்டார் (இழுவை மோட்டார்)
இயக்க மோட்டார் முதன்மை இயக்கி ஆகும். நவீன மின்சார வாகனங்களில், நிரந்தர காந்த ஒத்திசைவு மோட்டார்கள் (PMSM) மற்றும் தூண்டல் மோட்டார்கள் ஆகியவை பொதுவான மோட்டார் வகைகளாகும். வேகம் குறையும்போது இவை இரண்டுமே மின்னாக்கிகளாகச் செயல்பட முடியும்.

2. இன்வெர்ட்டர் மற்றும் மோட்டார் கட்டுப்படுத்தி
இன்வெர்ட்டர், மோட்டாருக்கான மாறுதிசை மின்னோட்டத்தை (AC) ஒழுங்குபடுத்தி, முறுக்குவிசை மற்றும் வேகத் தேவைகளுக்கு ஏற்ப அதை மாற்றுகிறது. மீளுருவாக்கத் தடை (regenerative braking) செயல்பாட்டின் போது, ​​இன்வெர்ட்டர், (தற்போது ஜெனரேட்டராகச் செயல்படும்) மோட்டாரிலிருந்து வரும் ஆற்றலை பேட்டரி மின்னேற்ற அமைப்புக்குச் செலுத்துகிறது.

3. மின்கலம் (அல்லது பிற ஆற்றல் சேமிப்பு)
மீளுருவாக்கம் செய்யப்பட்ட மின் ஆற்றல் சேமிக்கப்பட வேண்டும். இது பொதுவாக லித்தியம்-அயன் மின்கலங்களில் சேமிக்கப்படுகிறது. சில பயன்பாடுகளில் (பேருந்துகள் அல்லது குறிப்பிட்ட செயல்திறன் மிக்க வாகனங்கள் போன்றவை), குறுகிய நேரத்தில் அதிக மின்னேற்ற மின்னோட்டங்களைக் கையாள மீமின்தேக்கிகளையும் பயன்படுத்தலாம்.

4. பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பு (BMS)
BMS ஆனது பாதுகாப்பான மின்னேற்றத்தை உறுதி செய்கிறது: இது பேட்டரியின் மின்னழுத்தம், மின்னோட்டம் மற்றும் வெப்பநிலையைக் கண்காணிக்கிறது. பேட்டரி மிகவும் நிரம்பியிருந்தாலோ, மிகவும் குளிராக இருந்தாலோ, மிகவும் சூடாக இருந்தாலோ, அல்லது மின்னேற்ற மின்னோட்டம் மிக அதிகமாக இருந்தாலோ, மீள் மின்னேற்றம் மட்டுப்படுத்தப்படலாம்.

5. உராய்வு பிரேக் அமைப்பு
மீளுருவாக்க பிரேக்கிங் வாகனத்தின் வேகத்தைக் குறைக்க உதவினாலும், அவசர பிரேக்கிங், மிகக் குறைந்த வேகம் அல்லது பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய முடியாத சூழ்நிலைகள் போன்ற சமயங்களில் வழக்கமான பிரேக்குகள் இன்னும் தேவைப்படுகின்றன. இதனால்தான் கலப்பு பிரேக்கிங் என்ற கருத்து உள்ளது: இது மீளுருவாக்க பிரேக்கிங் மற்றும் உராய்வு பிரேக்கிங் ஆகியவற்றின் ஒரு கலவையாகும், இது இயல்பான பெடல் உணர்வையும் பாதுகாப்பான நிறுத்தத் தூரத்தையும் பராமரிக்கும் வகையில் தானாகவே சரிசெய்யப்படுகிறது.

ஓட்டுநர் பிரேக் போடும்போது இந்த செயல்முறை எவ்வாறு செயல்படுகிறது?

எளிதாகப் புரிந்துகொள்ள, ஒரு கார் ஓடிக்கொண்டிருக்கும்போது சிவப்பு விளக்கை நெருங்கும் ஒரு பொதுவான சூழ்நிலையைக் கற்பனை செய்து பாருங்கள்.

1. ஓட்டுநர் ஆக்சிலரேட்டர் பெடலை விடுவிக்கிறார்.
பல மின்சார வாகனங்களில், இது ஒரு மிதமான மீளுருவாக்கத்தைத் தூண்டுவதற்குப் போதுமானது. குறிப்பாக "ஒற்றை-பெடல் ஓட்டுதல்" பயன்முறையில், பிரேக் பெடலைத் தொடாமலேயே வாகனம் வேகம் குறைவது போல் தோன்றும்.

2. கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு வேகக்குறைப்புத் தேவைகளைக் கணக்கிடுகிறது.
ECU (வாகனக் கணினி) பெடல் அழுத்தம், வேகம், பேட்டரி நிலை, டயர் இழுவிசை மற்றும் வாகன நிலைத்தன்மை ஆகிய தரவுகளைப் படிக்கிறது.

3. மோட்டார் ஜெனரேட்டர் பயன்முறைக்கு மாறுகிறது.
எதிர்மறை முறுக்குவிசை உருவாகிறது. மீளுருவாக்கம் அதிகமாக இருந்தால், வேகக்குறைப்பு விளைவும் வலுவாக இருக்கும்.

4. மின்கலத்திற்கு மின் ஆற்றல் அளிக்கப்படுகிறது.
BMS-ஆல் நிர்ணயிக்கப்பட்ட பாதுகாப்பான வரம்புகளுக்குள், இன்வெர்ட்டர் உருவாக்கப்பட்ட மின்னோட்டத்தை பேட்டரிக்குச் செலுத்துகிறது.

5. மீளுருவாக்கம் போதுமானதாக இல்லாவிட்டால், உராய்வுத் தடுப்பான்கள் உதவுகின்றன.
ஓட்டுநருக்கு அதிக வேகத்தடை தேவைப்பட்டாலோ, அல்லது பேட்டரியின் நிலை சார்ஜ் செய்ய அனுமதிக்காத பட்சத்திலோ, டிஸ்க்/டிரம் பிரேக்குகள் வேகத்தடையின் ஒரு பகுதியை அல்லது முழுவதையும் எடுத்துக்கொள்ளும்.

நடைமுறையில், ஓட்டுநர் இந்த செயல்முறையைப் பற்றி சிந்திக்கத் தேவையில்லை, ஏனெனில் இது முற்றிலும் தானியங்கி முறையில் செயல்படுகிறது. இதனால் கவனிக்கத்தக்க ஒரே விளைவு, வாகனம் அதிக செயல்திறன் மிக்கதாக மாறுவதுதான். மேலும், சில மாடல்களில் இந்த இரண்டு அமைப்புகளின் ஒருங்கிணைப்பின் காரணமாக, பிரேக் பெடல் சற்று வித்தியாசமான உணர்வைத் தருகிறது.

மீளுருவாக்கம் ஏன் எப்போதும் வலிமையாகவோ அல்லது எப்போதும் செயல்மிகுந்ததாகவோ இருப்பதில்லை?

பலர் கேட்கிறார்கள்: “பிரேக் செய்யும்போதே சார்ஜ் செய்ய முடியுமென்றால், ஏன் அதை எப்போதும் அதிகபட்ச சக்தியில் வைத்திருக்கக் கூடாது?” இதில் சில வெளிப்படையான வரம்புகள் உள்ளன:

1. பேட்டரி முழுமையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டது (அதிக SOC)
பேட்டரி கிட்டத்தட்ட 100% சார்ஜ் இருக்கும்போது, ​​கூடுதல் ஆற்றலைச் சேர்ப்பதற்கு மிகக் குறைந்த இடமே இருக்கும். பேட்டரி அதிகப்படியாக சார்ஜ் ஆவதைத் தடுக்க, BMS ஆனது மீளுருவாக்கத்தைக் குறைக்கும் அல்லது முடக்கிவிடும்.

2. பேட்டரி வெப்பநிலை மிகவும் குறைவாகவோ அல்லது அதிகமாகவோ உள்ளது
லித்தியம்-அயன் மின்கலன்களுக்கு இயக்க வெப்பநிலை வரம்புகள் உள்ளன. மிகவும் குளிராக இருக்கும்போது, ​​மின்னேற்ற மின்னோட்டத்தைக் கையாளும் அவற்றின் திறன் குறைகிறது. அதிக வெப்பமாக இருக்கும்போது, ​​தீவிரமான மின்னேற்றம் சிதைவை விரைவுபடுத்தக்கூடும். இதன் விளைவாக, மீளுருவாக்கம் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது.

3. குறைந்த வேகம்
மிகக் குறைந்த வேகங்களில் (உதாரணமாக, வாகனம் நிற்கும் அருகில்), மோட்டாரின் பிரேக்கிங் முறுக்குவிசை மற்றும் ஆற்றலை உருவாக்கும் திறன் குறைந்திருப்பதால், மீளுருவாக்கம் பொதுவாக பலவீனமடைகிறது. இந்த நிலையில், வாகனத்தை முழுமையாக நிறுத்துவதற்கு உராய்வு பிரேக்குகளே மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

4. இழுவிசை மற்றும் நிலைத்தன்மை
சாலை வழுக்கலாக இருந்தால், அதிகப்படியான மீளுருவாக்கம் சக்கரங்களின் பிடிப்பை இழக்கச் செய்யும், குறிப்பாக இயக்கச் சக்கரங்களில். நிலைத்தன்மையைப் பராமரிப்பதற்காக, இழுவைக் கட்டுப்பாடு மற்றும் ஏபிஎஸ் ஆகியவை மீளுருவாக்க முறுக்குவிசையைக் குறைக்கும்.

5. திடீர் நிறுத்தக் கோரிக்கை
அவசர பிரேக்கிங்கின் போது, ​​இந்த அமைப்பு முடிந்தவரை மீளுருவாக்கம் உட்பட அனைத்தையும் உச்சபட்சமாகச் செயல்படுத்தும், ஆனால் அதிகபட்ச மற்றும் சீரான வேகக் குறைப்பை உறுதி செய்வதில் உராய்வு பிரேக்குகளே முக்கிய அங்கமாகத் திகழ்கின்றன.

எவ்வளவு ஆற்றலைத் திரும்பப் பெற முடியும்?

மோட்டார், இன்வெர்ட்டர், கேபிள்கள் மற்றும் பேட்டரி சார்ஜ் செய்யும் செயல்முறையில் ஏற்படும் இழப்புகளின் காரணமாக, மீளுருவாக்க பிரேக்கிங்கால் 100% ஆற்றலையும் மீட்டெடுக்க முடியாது. இருப்பினும், அடிக்கடி நின்று நின்று செல்லும் நகரப் பயன்பாட்டில், மீளுருவாக்கமானது செயல்திறனில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

மின்சார வாகனங்களில், பின்வரும் சமயங்களில் மீளுருவாக்கம் குறிப்பாகப் பயனுள்ளதாக இருக்கும்:
– அடிக்கடி சிவப்பு விளக்குகளில் நிற்பது,
– சாலையின் கீழ்நோக்கி,
– போக்குவரத்து நெரிசல்களில் வாகனம் ஓட்டுதல்.

அதே சமயம், சீரான வேக வரம்பு கொண்ட சுங்கச் சாலைகளில் பிரேக் பிடிப்பது அரிதாக இருப்பதால், வாகனம் மீண்டும் இயங்குவதற்கான வாய்ப்பு குறைவாக உள்ளது.

மீளுருவாக்க பிரேக்கிங்கின் நன்மைகள்

1. அதிக ஆற்றல் திறன்
பொதுவாக வெப்பமாக வீணாகும் ஆற்றலின் ஒரு பகுதியை மீண்டும் பயன்படுத்துவதன் மூலம் பயண வரம்பை அதிகரிக்கலாம்.

2. பிரேக் தேய்மானத்தைக் குறைக்கவும்
உராய்வு பிரேக்குகள் குறைவாகப் பயன்படுத்தப்படுவதால், பிரேக் பேடுகளும் டிஸ்க்குகளும் அதிக காலம் உழைக்கும்.

3. இறக்கங்களின் போது கட்டுப்பாடு மிகவும் வசதியாக இருக்கும்.
சரிவான சாலைகளில், தொடர்ச்சியாக பிரேக்குகளைப் பயன்படுத்தாமல் வேகத்தை நிலைநிறுத்த மீளுருவாக்கம் உதவுகிறது, இதனால் பிரேக் செயல்திறன் குறைவதற்கான அபாயம் குறைகிறது.

4. ஒற்றை பெடல் சவாரி அனுபவத்தை ஆதரிக்கிறது
சில மின்சார வாகனங்களில், ஓட்டுநர்கள் ஒரே ஒரு பெடலைக் கொண்டே முடுக்கத்தையும் வேகக் குறைப்பையும் கட்டுப்படுத்த முடியும், இது அதிக போக்குவரத்து நெரிசலில் மிகவும் நடைமுறைக்கு உகந்ததாகும்.

வரம்புகள் மற்றும் சவால்கள்

மீளுருவாக்க முறை அதிநவீனமானது என்றாலும், அது வழக்கமான பிரேக்குகளுக்கு ஒரு முழுமையான மாற்று அல்ல. இந்த அமைப்பு பேட்டரியின் நிலை, இழுவிசை மற்றும் பிரேக்கிங் தேவை ஆகியவற்றைச் சார்ந்துள்ளது. மேலும், மீளுருவாக்க மற்றும் உராய்வு பிரேக்கிங்கிற்கு இடையிலான மாற்றம், பெடலில் ஒரு "விசித்திரமான" அல்லது சீரற்ற உணர்வை ஏற்படுத்தாத வகையில், இந்த கலப்பு பிரேக்கிங் வடிவமைப்பு துல்லியமாக இருக்க வேண்டும்.

சில வாகனங்களில், அரிதாகப் பயன்படுத்தப்படும் உராய்வு பிரேக்குகளின் டிஸ்க்குகளில் துருப்பிடிக்கக்கூடும் என்பதையும் உரிமையாளர்கள் அறிந்திருக்க வேண்டும் (குறிப்பாக ஈரப்பதமான பகுதிகளில்). எனவே, பிரேக் பரப்புகளை "சுத்தம்" செய்வதற்காக, அவ்வப்போது லேசான உராய்வு பிரேக்கிங்கை மேற்கொள்ளுமாறு உற்பத்தியாளர்கள் அடிக்கடி பரிந்துரைக்கின்றனர்.

மூடுகிறது

மீளுருவாக்க பிரேக்கிங் அமைப்புகள், வாகனம் வேகம் குறையும்போது மின் மோட்டாரை ஒரு மின்னாக்கியாக மாற்றி, பொதுவாக வெப்பமாக இழக்கப்படும் இயக்க ஆற்றலை மின்சாரமாக மாற்றி, அதை மீண்டும் மின்கலத்தில் சேமிப்பதன் மூலம் செயல்படுகின்றன. இந்தத் தொழில்நுட்பம் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது, பிரேக்குகளின் தேய்மானத்தைக் குறைக்கிறது, மேலும் குறிப்பாக நகர்ப்புறச் சூழல்களில் ஒரு மென்மையான ஓட்டுநர் அனுபவத்தை வழங்குகிறது. இருப்பினும், மின்கலத்தின் நிலை, வெப்பநிலை, வேகம் மற்றும் சாலைப் பிடிப்பு ஆகியவற்றைப் பொறுத்து மீளுருவாக்கத்திற்கு வரம்புகள் உள்ளன, எனவே பாதுகாப்பிற்காக இது வழக்கமான பிரேக்குகளுடன் இணைந்து செயல்பட வேண்டும்.

நீங்கள் விரும்பினால், இந்தக் கட்டுரையை ஒரு குறிப்பிட்ட சூழலுக்கு ஏற்ப—உதாரணமாக, ஒரு பள்ளிப் பணி, வாகனத் துறை வலைப்பதிவு அல்லது விளக்கக்காட்சிப் பொருள்—நான் மாற்றியமைத்து, பணிப்பாய்வு விளக்கப்படங்கள் அல்லது மீளுருவாக்கத் திறன் கணக்கீடுகளின் எடுத்துக்காட்டுகளைச் சேர்க்க முடியும்.