Rekuperace energie v autech: Ani joule nazmar!
Protože manévrovací prostor pro snižování spotřeby mechanickými úpravami motoru se stále zužuje, přicházejí na řadu periferie. Jednou z nejperspektivnějších úprav je tzv. inteligentní dobíjení akumulátoru využívající alternátor jen v situacích, kdy má poháněcí agregát „výkonu nazbyt“, zejména při malém zatížení či brzdění motorem. Nastává tzv. rekuperace, tedy přeměna části kinetické (pohybové) energie zpět na využitelnou elektrickou. Ta se ukládá do zásobníku (akumulátoru) a ve vhodný okamžik vrací zpět do elektrické soustavy vozidla. Je to proces známý již z elektrických a hybridních vozidel, tam je však rekuperovaná energie využívána přímo k pohonu, což s sebou přináší nutnost rozsáhlých úprav.
Zatímco ulehčit motoru tím, že jej alternátor bude zatěžovat pouze v určitých okamžicích, zvládne relativně snadno skoro každé moderní auto.
Nezbytným předpokladem je spolehlivá a dobře regulovatelná výkonová elektronika. Například v elektrické výbavě Octavie III je alternátor řízen pomocí komunikační sběrnice LIN (Local Interconnect Network). Nová generace alternátorů společně s řízením energetických toků zajišťuje v každém
provozním stavu optimální rozdělení energie. Úspornost se pak projeví v menším zatížení spalovacího motoru. U vozů Škoda je navíc rekuperace energie nedílně spojena s funkcí start-stop.
Při jízdě z kopce a zařazené rychlosti se napětí na elektronickém regulátoru alternátoru zvýší nad hodnotu napětí akumulátoru (na asi 15 V). Alternátor pak začne zajišťovat dodávku elektřiny a zároveň maximálně dobíjet baterii. Dojde tak k lepšímu využití kinetické energie, tím, že místo aby se přeměnila v energetické ztráty brzdného účinku, velká část z ní je uchována v akumulátoru a využita později při ustálené jízdě.
Tehdy se naopak napětí na regulátoru sníží pod napětí akumulátoru (asi 12 V). Spotřebu elektřiny pak kryje energie uložená v akumulátoru. Magnetické pole rotorového a statorového vinutí alternátoru posune vektor síly odporu do příznivější oblasti zátěžové charakteristiky. Alternátor tak pracuje s nižším odporem, takže z klikové hřídele spalovacího motoru odebírá menší mechanickou energii. Dávkování paliva se elektronicky přizpůsobí sníženému výkonu pohonné jednotky a výsledkem je vyšší hospodárnost provozu. Pokud jde o emise CO2, přináší rekuperace v laboratorním emisním testu NEDC snížení o 2-4 g/km.
Namísto obvyklých mokrých olověných akumulátorů se u vozidel se systémem start-stop a rekuperací používá typ s vyšší cyklickou odolností AGM (Absorbed Glass Mat), popř. EFB (Enhanced Flooded Battery). Rozdíl je ve vnitřní struktuře - elektrolyt je vázán na skelnou vlákninu, která vzájemně odděluje olověné mřížky elektrod. Moderní technologie akumulátoru má za úkol zajistit co největší dostupnost funkce start-stop a dostatečnou schopnost k uložení elektrické energie při rekuperaci, což zase snižuje spotřebu. A o ni jde kvůli honu na skleníkové plyny.
AKUMULÁTORY PRO ŠKODU OCTAVIA | ||
Označení | Kapacita/vybíjecí proud (Ah/A) | Cena bez DPH (Kč) |
Economy | 61/380 | 1728,00 |
Economy | 72/380 | 1994,90 |
Baterie | 61/330 | 2781,60 |
Baterie | 72/380 | 3304,40 |
EFB | 59/320 | 3336,30 |
EFB | 69/360 | 3527,50 |
AGM | 68/380 | 4675,00 |