In un'auto tradizionale, quando il conducente aziona i freni, l'energia cinetica del movimento in avanti del veicolo si converte in calore attraverso l'attrito delle pastiglie dei freni contro un disco o un tamburo. Quel calore si disperde nell'aria, uno spreco di energia altrimenti utile.
Inoltre, le auto moderne sono dotate di elettronica, dai sistemi di infotainment agli avanzati sistemi di assistenza alla guida. Hanno bisogno di elettricità e molta. Con un propulsore tradizionale, un alternatore a cinghia fornisce quel succo. Proviene dal motore a gas che fa girare la cinghia per far girare l'alternatore. Quell'alternatore a cinghia riduce l'efficienza del motore.
Un sistema di frenata rigenerativa è progettato per catturare l'energia cinetica tradizionalmente persa durante l'inerzia e la frenata. Riduce anche la necessità di energia generata dall'alternatore. Ciò a sua volta rende un veicolo più efficiente.
I sistemi di frenata rigenerativa sono comuni nei veicoli ibridi ed elettrici (EV), sebbene non siano esclusivi di loro. Mazda ne ha recentemente offerto uno con il suo motore a 4 cilindri da 2,5 litri alimentato a benzina per alimentare l'elettronica di bordo e migliorare il risparmio di carburante. Questa frenata extra riduce il carico sul motore e fa sentire l'auto più potente. Migliora anche il chilometraggio.
La maggior parte dei sistemi di frenata rigenerativa si basa su un motore elettrico che si trasforma in un generatore quando il veicolo procede per inerzia o si ferma. Questo è il motivo per cui sono più comuni negli ibridi e nei veicoli elettrici. In modalità generatore, il motore elettrico cattura l'energia cinetica altrimenti persa, convertendola in elettricità e immagazzinandola nella batteria del gruppo propulsore.
Quando il motore elettrico funziona come un generatore per catturare l'energia cinetica, la trasforma in elettricità per mantenere la batteria carica e pronta ad assistere con l'accelerazione. Serve anche per alimentare gli accessori quando il sistema di arresto/avvio automatico spegne il motore a benzina. A velocità inferiori, l'ibrido può utilizzare questa potenza per periodi di tempo più lunghi in modalità EV, riducendo ulteriormente l'uso del motore a benzina.
La frenata rigenerativa aiuta a preservare la durata della batteria nei veicoli elettrici puri. Può estendere il campo pratica o ridurre la quantità di ricarica necessaria. Su tutti i veicoli, la frenata rigenerativa riduce la quantità di frenata idromeccanica eseguita dal conducente, prolungando la durata dei freni e riducendo la polvere dei freni.
I primi sistemi di frenata rigenerativa sembravano divertenti per un guidatore. L'attrito aggiunto nella trasmissione ha prodotto un rallentamento maggiore del normale quando si solleva il pedale dell'acceleratore. Il pedale a volte potrebbe sembrare un interruttore on/off durante l'applicazione del freno. Questa sensazione non lineare rende difficile modulare la frenata regolare.
I sistemi più recenti sembrano più naturali per un guidatore. Nelle ibride, i sistemi di frenata rigenerativa combinati migliorano la sensazione del pedale al volante, rendendo le auto più piacevoli da guidare. Nelle EV, i conducenti possono essere in grado di calibrare l'aggressività della frenata rigenerativa. Alcuni veicoli elettrici, come la Chevrolet Bolt EV e la Nissan Leaf, forniscono la guida a un pedale perché l'impostazione più alta può far fermare l'auto. Un guidatore attento che pianifica in anticipo non ha bisogno di usare il pedale del freno.
Indipendentemente dal tipo di veicolo in cui vengono utilizzati, lo scopo dei sistemi di frenata rigenerativa è aumentare l'efficienza e ridurre le emissioni di anidride carbonica. Con un ibrido, i freni rigenerativi migliorano il consumo di carburante e riducono la quantità di benzina bruciata dal veicolo. Con un veicolo elettrico, la conservazione della batteria riduce il consumo di elettricità. Se la tua utility locale si affida ai combustibili fossili per creare elettricità, usarne meno riduce le emissioni di anidride carbonica.
Chiaramente, a parte la strana sensazione del pedale quando il guidatore preme sui freni, non c'è alcun aspetto negativo in un sistema di frenata rigenerativa. E nelle ultime ibride ed elettriche, il miglioramento delle sensazioni rende questi sistemi fluidi come i freni convenzionali.
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