Ο σημαντικός ρόλος των συστημάτων ανάκτησης ενέργειας στα EV

Tα συστήματα ανάκτησης κινητικής ενέργειας κατά την επιβράδυνση εμφανίστηκαν αρχικά στις τάξεις του μηχανοκίνητου αθλητισμού και στην F1 ως KERS (Kinetic Energy Recovery System), για να περάσουν γρήγορα, όπως συνηθίζεται, στα αυτοκίνητα ευρείας παραγωγής συνεισφέροντας στο ενεργειακό ισοζύγιο. Αν και τα συγκεκριμένα συστήματα εφοδιάζουν και ορισμένα συμβατικά αυτοκίνητα με κινητήρες εσωτερικής καύσης, όπως για παράδειγμα μοντέλα της Volvo, αποτελούν τον κανόνα σε αυτοκίνητα υβριδικής και ηλεκτρικής τεχνολογίας.

Το σκεπτικό των εν λόγω συστημάτων είναι να συλλέγουν την ενέργεια που παράγεται από τη χρήση των φρένων και να την αποθηκεύουν στις μπαταρίες, που με τη σειρά τους αναλαμβάνουν να την αναδιοχετεύσουν για την τροφοδοσία των περιφερειακών ηλεκτρικών συστημάτων ενός αυτοκινήτου ή για τη φόρτιση της μπαταρίας.

Έτσι η κινητική ενέργεια που σε ένα πλήρως συμβατικό αυτοκίνητο με κινητήρα εσωτερικής καύσης θα πήγαινε ουσιαστικά χαμένη, στα αυτοκίνητα που εφοδιάζονται με συστήματα ανάκτησης αξιοποιείται υποστηρίζοντας τη λειτουργία συστημάτων όπως π.χ. τα φωτιστικά σώμα[1]τα ή το ραδιόφωνο ή/και συμβάλλοντας στη φόρτιση της μπαταρίας, αυξάνοντας τη συνολική αυτονομία ενός ηλεκτροκίνητου ή υβριδικής τεχνολογίας αυτοκινήτου. Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται για τη συλλογή και την αποθήκευση της ενέργειας είναι αρκετά πολύπλοκη, ωστόσο οι αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν φροντίσει σε πολλές περιπτώσεις ώστε ο τελικός αποδέκτης της, ο οδηγός, να μην αντιλαμβάνεται καν την παρουσία της.

Βέβαια οφείλουμε να σημειώσουμε ότι στην περίπτωση που κάποιος έχει συνηθίσει στη λειτουργία των φρένων ενός πλήρους συμβατικού αυτοκινήτου και μεταβεί σε ένα με κάποιου είδους ηλεκτρική τεχνολογία θα αντιληφθεί τη διαφορά, ωστόσο το πιθανότερο είναι αυτή να εκληφθεί ως μέρος του πλήθους των μικρών ή και ενίοτε μεγάλων ιδιαιτεροτήτων (όπως π.χ. η αμεσότητα στην απόδοση ροπής) που συνοδεύουν τα ηλεκτρικής τεχνολογίας οχήματα και χωρίς να υπάρχει κάποια ουσιαστική διαφορά στη λειτουργία των φρένων.

Όσο, όμως, η τεχνολογία της ηλεκτροκίνησης προχωρά, οι κατασκευαστές συνηθίζουν στις πιο σπορ και premium κατασκευές να προσφέρουν στον οδηγό τη δυνατότητα παραμετροποίησης του συστήματος ανάκτησης ενέργειας, αναλόγως με το περιβάλλον στο οποίο κινούνται και τις απαιτήσεις τους, αυξάνοντας ή περιορίζοντας την παρέμβασή του.

Ο τρόπος λειτουργίας

Αν και η υλοποίησή του ως τεχνολογία θα μπορούσε να χαρακτηριστεί πολύπλοκη, το σκεπτικό και η λειτουργία του συστήματος ανάκτησης ενέργειας από την επιβράδυνση είναι ουσιαστικά απλά και έχουν ως εξής: Όταν ο οδηγός ενός οχήματος ηλεκτρικής ή υβριδικής τεχνολογίας πιέζει το δεξί πεντάλ, ο ηλεκτροκινητήρας θα ξεκινήσει να κινείται προς μία κατεύθυνση, παράγοντας την ενέργεια που απαιτείται για να κινεί τους τροχούς.

Όταν, αντιθέτως, αφήσει το πεντάλ «γκαζιού» ή αξιοποιήσει ένα μικρότερο μέρος της διαδρομής του, το ηλεκτρικό μοτέρ στρέφεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, επιβραδύνοντας σταδιακά το αυτοκίνητο και προοδευτικά, εφόσον δεν υπάρξει νέα πίεση στο πεντάλ, φέρνοντάς το σε πλήρη στάση.

Μπορείτε να πείτε κάλλιστα ότι το ίδιο συμβαίνει και με τα συμβατικά αυτοκίνητα, ωστόσο στη θεωρητική περίπτωση που συγκρίναμε την απόσταση στην οποία, έχοντας αφήσει το δεξί πεντάλ, θα σταματούσαν ένα συμβατικό και ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο θα διαπιστώναμε ότι το δεύτερο επιβραδύνει ταχύτερα, χάρη ακριβώς στην παρέμβαση του συστήματος ανάκτησης ενέργειας από την επιβράδυνση, μια λειτουργία ή μάλλον, ακριβέστερα, μια κατάσταση την οποία οι κατασκευαστές αρέσκονται να αποκαλούν και να διαφημίζουν ως «one pedal driving» (οδήγηση με ένα πεντάλ).

Συνοπτικά λοιπόν η συγκεκριμένη τεχνολογία μετατρέπει την κινητική ενέργεια που προκύπτει από την αντίστροφη κίνηση του μοτέρ σε ηλεκτρική που αποθηκεύεται στις μπαταρίες.

Σε πολλές περιπτώσεις, οι οποίες σταδιακά, όπως σημειώσαμε και παραπάνω, γίνονται ολοένα και περισσότερες, ο οδηγός μπορεί να διαμορφώσει τον βαθμό παρέμβασης του συστήματος ανάκτησης ενέργειας, το οποίο με τη σειρά του, αναλόγως με τη σχετική ρύθμιση, προσφέρει υψηλότερο βαθμό ανάκτησης, με αποτέλεσμα την αίσθηση μιας πιο ταχείας διαδικασίας επιβράδυνσης ή μικρότερο βαθμό ανάκτησης και ηπιότερη επιβράδυνση.

Συγκριτικό πλεονέκτημα

Το άμεσο πλεονέκτημα της συγκεκριμένης τεχνολογίας είναι η εξοικονόμηση ενέργειας, η οποία στα υβριδικής τεχνολογίας οχήματα συμβάλλει στη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου ενώ στα αμιγώς ηλεκτροκίνητα στην αύξηση της διαθέσιμης ενέργειας των μπαταριών και δη εν κινήσει, επιδρώντας θετικά στη συνολική αυτονομία τους.

Το δεύτερο πλεονέκτημα είναι ότι η παρουσία του συγκεκριμένου συστήματος δρα προστατευτικά για τα φρένα που φθείρονται λιγότερο και διαρκούν περισσότερο στον χρόνο, μειώνοντας τους σχετικούς λογαριασμούς συντήρησης για τους ιδιοκτήτες οχημάτων με κάποιου είδους ηλεκτρική τεχνολογία.

Το τρίτο πλεονέκτημα αφορά την αίσθηση που αποκομίζει ο οδηγός, ο οποίος χάρη στη συγκεκριμένη λειτουργία και απουσία συμπλέκτη μπορεί να απολαύσει μια ακόμα πιο άνετη εμπειρία μετακίνησης, ιδίως σε αστικές συνθήκες έντονης κυκλοφορίας, καθώς δεν χρειάζεται να χρησιμοποιεί το πεντάλ φρένου τόσο συχνά ή με την αντίστοιχη πίεση που θα το χρησιμοποιούσε σε ένα συμβατικό αυτοκίνητο χωρίς αντίστοιχο σύστημα.

Στον αντίποδα

Αν και δεν υπάρχουν ουσιαστικά μειονεκτήματα στη λειτουργία των συστημάτων ανάκτησης ενέργειας, αν έπρεπε αναγκαστικά να εντοπίσει κανείς ορισμένα, ένα από αυτά θα ήταν ότι στις περιπτώσεις όπου υπάρχει η δυνατότητα ελαχιστοποίησης της παρέμβασής του τα ενεργειακά οφέλη περιορίζονται σημαντικά. Κατ’ αντιστοιχία στην περίπτωση επιλογής της ρύθμισης που μεγιστοποιεί τη λειτουργία του συστήματος προς όφελος του ενεργειακού ισοζυγίου, ο οδηγός θα μπορούσε να αποκομίσει μια αίσθηση πιο απότομης επιβράδυνσης όταν αφήνει το δεξί πεντάλ, σε σχέση με ό,τι όλοι μας έχουμε συνηθίσει ως οδηγοί συμβατικών οχημάτων.

Αν και το παραπάνω δεν θα μπορούσε να χαρακτηριστεί επακριβώς μειονέκτημα, μια και ήδη έχουν γίνει έρευνες από τις αυτοκινητοβιομηχανίες που καταδεικνύουν ότι η πλειονότητα των οδηγών απολαμβάνει τη συγκεκριμένη ιδιότητα, θεωρητικά θα μπορούσε να ενοχλήσει στην πρώτη επαφή.

Να σημειωθεί ότι το συγκεκριμένο σύστημα μπορεί να αποδειχθεί πολύτιμος σύμμαχος ακόμα και σε εκείνους που αρέσκονται στους έντονους ρυθμούς, αναπτύσσοντας υψηλή ταχύτητα σε μια απαιτητική χάραξη με πολλές στροφές και γρήγορες εναλλαγές ανάμεσα σε γκάζι-φρένο. Όπως και να έχει, η αλήθεια είναι ότι στα οδηγικά σενάρια τη μερίδα του λέοντος για τους περισσότερους από εμάς έχει η κίνηση υπό συνθήκες κυκλοφοριακής συμφόρησης, κατάσταση στην οποία τα συστήματα ανάκτησης αποδεικνύονται ιδανικός βοηθός στο έργο της καθημερινής μετακίνησης.

Σε ό,τι αφορά την κίνηση σε αυτοκινητοδρόμους, η σύσταση των κατασκευαστών είναι η επιλογή της «μικρότερης» ρύθμισης, ενώ στα αυτοκίνητα που δεν διαθέτουν ρυθμίσεις προσβάσιμες στον οδηγό, σοφιστικέ λογισμικά αναλαμβάνουν να περιορίσουν την παρεμβατικότητα του εν λόγω συστήματος ούτως ώστε το αυτοκίνητο να μην επιβραδύνει ραγδαία και να ευνοείται και πάλι το ενεργειακό ισοζύγιο