¿Qué hacer con la energía regenerativa cuando la batería alcanza el 100% de estado de carga?, esa es la pregunta que llevó a Accelera by Cummins a explorar opciones para aprovecharla al máximo y las conclusiones a las que llegó resultan interesantes.
Accelera explicó que la energía regenerativa se genera mediante el mecanismo de frenado eléctrico del motor de tracción del vehículo, que también funciona como generador para desacelerar el vehículo. Los vehículos comerciales pesados que circulan por pendientes largas deben cumplir con los requisitos legales para dispositivos de frenado de resistencia.
Los frenos de servicio, que constituyen el sistema de frenado principal, se utilizan solo por periodos cortos. En descensos pronunciados, pueden sobrecalentarse y perder su potencia de fricción.
Los vehículos eléctricos de batería y de pila de combustible pueden utilizar el frenado eléctrico si la batería absorbe la energía generada. Sin embargo, el frenado eléctrico deja de ser efectivo una vez que la batería alcanza el 100% de carga (SOC).
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Posibles soluciones
Ante este escenario, Accelera ofrece una serie de posibles soluciones para aprovechar al máximo la energía regenerativa, una de ellas es el uso de un retardador adicional, un retardador hidráulico, comúnmente utilizado en camiones convencionales. Este dispositivo se instala en el eje de transmisión, entre la transmisión y las ruedas. Contiene álabes unidos al eje de transmisión, encerrados en una cámara estática.
Cuando se necesita desaceleración, se bombea un líquido (generalmente agua o aceite) a la cámara, lo que crea una resistencia viscosa que frena las paletas y, en consecuencia, el vehículo. Sin embargo, este sistema añade peso y complejidad, especialmente en vehículos eléctricos donde puede no haber eje de transmisión.
Otra alternativa es el aumento de la capacidad de la batería, es decir, aumentar el tamaño de la batería para prolongar el tiempo de absorción de la energía regenerada. Sin embargo, este enfoque añade peso, incrementando la fuerza de frenado necesaria para mantener la velocidad en bajadas. Además, genera costos adicionales con un retorno de la inversión incierto, ya que esta capacidad de la batería se utilizaría principalmente para frenar.
También se ha propuesto la telemática inteligente para extender el uso del frenado eléctrico antes de que la batería alcance su capacidad máxima. La telemática moderna y la planificación de rutas pueden informar a los conductores para minimizar el uso de energía regenerativa y recurrir a los frenos mecánicos, lo que permite una mejor gestión energética. Sin embargo, este enfoque se aleja del objetivo de preservar la energía en todas sus formas para su reutilización. Una solución integral
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Concepto de chopper de freno y resistencia integrados
El concepto inicial del chopper de freno y resistencia integrados (iBCR) creado por Accelera de Cummins también entra en escenaa para abordar esta preocupación común de los clientes.
El iBCR está diseñado para mejorar la cantidad de frenado recuperativo en vehículos comerciales, proporcionando una mayor independencia de las baterías del vehículo. Al incorporar el iBCR en vehículos eléctricos de batería (VEB), vehículos eléctricos híbridos (VEH) o vehículos eléctricos de pila de combustible (VEFC), los fabricantes pueden alcanzar nuevos niveles de flexibilidad de diseño y eficiencia energética.
El iBCR aumenta significativamente la eficiencia general del sistema, ofreciendo un ahorro sustancial de costos para los vehículos comerciales. También ayuda a los fabricantes de equipos originales (OEM) a cumplir con la normativa para vehículos pesados, al permitir que el motor eléctrico funcione como un dispositivo de frenado de resistencia durante la recuperación de energía.
Además, el iBCR apoya a la calefacción del vehículo. El calor generado por la resistencia se puede utilizar para apoyar el sistema de calefacción del vehículo, lo que permite a los fabricantes de equipos originales (OEM) eliminar los calentadores tradicionales y liberar valioso espacio en la arquitectura del vehículo.
Cabe mencionar que el desarrollo del iBCR se basa en más de 25 años de experiencia en el diseño de sistemas de tracción para vehículos híbridos. Las largas conversaciones de Accelera by Cummins con los clientes y su experiencia en el diseño de choppers de frenado han culminado en la creación del primer chopper de frenado y resistencia integrados. El iBCR ya ha sido probado por clientes selectos y ya está disponible comercialmente.
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