負荷キャビネットを備えた多くの高電力負荷回路、かさばる、重い、高価、設置が不便など。EAKの超水冷負荷抵抗器は、大電力、小型、安価などの多くの利点を解決するのに役立ちます。
さらに、電気自動車とハイブリッド車の両方において、回生ブレーキはバッテリーを充電してエネルギーを回収する非常に効果的な方法ですが、場合によってはバッテリーが処理できる以上のエネルギーを回収することがあります。これは、トラック、バス、オフロード機械などの大型車両に特に当てはまります。これらの車両は、バッテリーが完全に充電されるとすぐに長い下り坂を開始します。解決策は、バッテリーに過剰な電流を送る代わりに、抵抗を使用して電気エネルギーを熱に変換し、周囲の空気に熱を排出するブレーキ抵抗器または一連のブレーキ抵抗器に電流を送信することです。システムの主な目的は、回生ブレーキ中の過充電からバッテリーを保護しながらブレーキ効果を維持するためであり、エネルギー回収は有益なインセンティブとなる。「システムが起動したら、熱を利用する方法は 2 つあります」と EAK は述べています。「1つはバッテリーを予熱することです。冬には、バッテリーが損傷するほど冷える可能性がありますが、システムはそのような事態を防ぐことができます。車内を暖めるのにも使えます。」
可能であれば 15 ～ 20 年後には、ブレーキは機械式ではなく回生式になるでしょう。これにより、回生ブレーキ エネルギーを単に廃熱として放散するのではなく、蓄えて再利用できる可能性が生まれます。エネルギーは車両のバッテリー、またはフライホイールやスーパーキャパシタなどの補助媒体に保存できます。
電気自動車では、エネルギーを吸収して方向を変える DBR の能力が回生ブレーキに役立ちます。回生ブレーキは、余剰の運動エネルギーを使用して電気自動車のバッテリーを充電します。
これは、電気自動車のモーターが 2 つの方向に動作できるためです。1 つは電気を使用して車輪を駆動し、車を動かすため、もう 1 つは余分な運動エネルギーを使用してバッテリーを充電するためです。ドライバーがアクセルペダルから足を放してブレーキを踏むと、モーターが車両の動きに抵抗して「方向を切り替え」、バッテリーにエネルギーを再注入し始めます。そのため、回生ブレーキでは電気自動車のモーターを発電機として使用し、電気自動車の電気エネルギーに変換します。運動エネルギーがバッテリーに蓄えられたエネルギーに変換されます。
平均して、回生ブレーキの効率は 60% ～ 70% です。つまり、ブレーキ中に失われる運動エネルギーの約 3 分の 2 をその後の加速のために EV バッテリーに保持および蓄えることができ、これにより車両のエネルギー効率が大幅に向上し、バッテリー寿命が延長されます。 。
ただし、回生ブレーキは単独では機能しません。このプロセスを安全かつ効果的にするには、DBR が必要です。車のバッテリーがすでに満杯であるか、システムが故障した場合、過剰なエネルギーを放散する場所がなくなり、ブレーキ システム全体が故障する可能性があります。そこで、回生ブレーキに適さないこの余剰エネルギーを熱として安全に放熱するためにDBRが設置されています。
水冷抵抗器では、この熱によって水を加熱し、その水を車両の他の場所で使用して、車両のキャブを加熱したり、バッテリー自体を予熱したりできます。これは、バッテリーの効率が動作温度に直接関係しているためです。
重負荷
DBRは一般的なEVブレーキシステムにおいて重要であるだけではありません。電動大型トラック (HGV) 用のブレーキ システムに関しては、その使用により新たな層が追加されます。
大型トラックは、減速するために走行ブレーキに完全に依存していないため、乗用車とは異なります。代わりに、ロードブレーキとともに車両の速度を下げる補助ブレーキまたは耐久ブレーキシステムが使用されます。
長時間の下り坂でもすぐに過熱することがなく、ブレーキの劣化やロードブレーキの故障のリスクを軽減します。
電動大型トラックのブレーキは回生式で、ロードブレーキの摩耗が最小限に抑えられ、バッテリーの寿命と航続距離が長くなります。
ただし、システムに障害が発生したり、バッテリー パックが完全に充電されていない場合、これは危険になる可能性があります。DBR を使用して過剰なエネルギーを熱の形で放散し、ブレーキ システムの安全性を向上させます。
水素の未来
ただし、DBR はブレーキの役割だけを果たしているわけではありません。また、水素燃料電池電気自動車 (FCEV) の成長市場にどのようにプラスの影響を与えることができるかについても考慮する必要があります。FCEV は広範囲に導入するのは現実的ではないかもしれませんが、技術は存在しており、確かに長期的な見通しがあります。
FCEVは固体高分子型燃料電池を動力源としています。FCEVは、水素燃料と空気を組み合わせて燃料電池に送り込み、水素を電気に変換します。燃料電池に入ると、水素から電子を取り出す化学反応が引き起こされます。これらの電子は電気を生成し、車両の動力として使用される小型バッテリーに蓄えられます。
動力に使用される水素が再生可能資源からの電力から生成されれば、完全にカーボンフリーの輸送システムが実現します。
燃料電池反応の最終生成物は電気、水、熱だけであり、排出物は水蒸気と空気だけであるため、電気自動車の発売との適合性が高くなります。ただし、運用上いくつかの欠点があります。
燃料電池は高負荷で長時間動作させることができないため、急加速や急減速時に問題が発生する可能性があります。
燃料電池の機能に関する研究によると、燃料電池が加速し始めると、燃料電池の出力はある程度まで徐々に増加しますが、その後、速度は同じでも出力が振動して低下し始めます。この信頼性の低い出力は、自動車メーカーにとって課題となっています。
解決策は、必要以上に高い電力要件を満たすために燃料電池を設置することです。たとえば、FCEV が 100 キロワット (kW) の電力を必要とする場合、120 kW の燃料電池を設置すると、燃料電池の出力が低下した場合でも、必要な電力のうち少なくとも 100 kW を常に利用できるようになります。
このソリューションを選択するには、DBR が不要なときに「グループの負荷」機能を実行して過剰なエネルギーを除去する必要があります。
DBR は過剰なエネルギーを吸収することで FCEV の電気システムを保護し、バッテリーに過剰なエネルギーを蓄えることなく高電力需要に非常によく応答し、迅速に加速および減速できるようにします。
自動車メーカーは、電気自動車用途に DBR を選択する際に、いくつかの重要な設計要素を考慮する必要があります。すべての電動車両 (バッテリーまたは燃料電池) では、コンポーネントを可能な限り軽量かつコンパクトにすることが主要な設計要件です。
これはモジュール式ソリューションであり、最大 5 つのユニットを 1 つのコンポーネントに組み合わせて、最大 125kW の電力要件を満たすことができます。
水冷方式を使用すると、空冷抵抗器などのファンなどの追加コンポーネントを必要とせずに、熱を安全に放散できます。
投稿日時: 2024 年 3 月 8 日
