בלימה רגנרטיבית: הקסם שמתדלק את הרכב שלכם בחינם (הסבר בגובה העיניים)

איך זה עובד? ההסבר הפשוט ביותר שתקראו

תארו לעצמכם שאתם רוכבים על אופניים בלילה, ויש לכם פנס קדמי שמחובר ל"דינמו" קטן שנוגע בגלגל. כשאתם מדוושים, הגלגל מסובב את הדינמו, והדינמו מייצר חשמל שמדליק את הפנס. אבל שמתם לב פעם שברגע שהדינמו מופעל, הרבה יותר קשה לכם לדווש? הדינמו למעשה יוצר התנגדות לתנועה שלכם.

במכונית חשמלית או היברידית, המנוע החשמלי מתפקד בדיוק כמו הדינמו הזה, רק בגדול. כשאתם לוחצים על דוושת הגז, הסוללה שולחת חשמל למנוע, והוא מסובב את הגלגלים. הקסם קורה כשאתם עוזבים את הגז. ברגע הזה, המערכת הופכת כיוון: הגלגלים שממשיכים להתגלגל הם אלה שמסובבים עכשיו את המנוע. המנוע הופך מגוף שצורך חשמל ל"גנרטור" שמייצר חשמל. עצם הפעולה של ייצור החשמל יוצרת התנגדות אדירה שמאטה את הרכב (בדיוק כמו באופניים), והחשמל שנוצר במקום להתבזבז, זורם בחזרה ומטעין את הסוללה. רווח כפול: גם בלמתם בבטחה, וגם קיבלתם טווח נסיעה נוסף בחינם.

"ברכב בנזין רגיל, בכל פעם שאתם לוחצים על הברקס, אתם לוקחים את אנרגיית התנועה של הרכב ופשוט שורפים אותה והופכים אותה לחום דרך רפידות הבלם. בבלימה רגנרטיבית, אנחנו אוספים את האנרגיה הזו, אורזים אותה, ושומרים אותה בסוללה לנסיעה הבאה."

ממתי זה התחיל ואיזה רכב הפך את זה ללהיט?

אולי תופתעו לשמוע, אבל הרעיון הזה לא נולד עם המצאת הטסלה. מערכות של החזרת אנרגיה היו קיימות כבר לפני יותר ממאה שנה, בעיקר ברכבות כרייה ובחשמליות (טראם) של תחילת המאה ה-20, שם השתמשו בטכנולוגיה כדי למנוע מהבלמים לעלות באש בירידות ארוכות. ברכבים פרטיים, חברת פורד ניסתה את זה ברכב קונספט קטן בשנת 1967 (ה-Amitron של חברת AMC).

אבל הרכב שבאמת הפך את הטכנולוגיה הזו למוכרת בכל בית ומוסך, הוא ללא ספק הטויוטה פריוס שיצאה לעולם ב-1997. טויוטה הציגה לעולם את טכנולוגיית ה-Hybrid Synergy Drive (מערכת הנעה היברידית). זו הייתה מערכת גאונית ששילבה מנוע בנזין עם מנוע חשמלי קטן, וידעה לאסוף את אנרגיית הבלימה באופן אוטומטי לחלוטין. גם היום, כשאתם מתלבטים איזה רכב לקנות וקוראים את המדריך המקיף שלנו על איך לבחור בין רכב חשמלי מלא לרכב פלאג-אין היברידי (PHEV), חשוב לדעת שבשניהם הבלימה הרגנרטיבית היא הלב הפועם של החיסכון בדלק ובחשמל.

באיזה סוגי רכבים זה עובד? ומה לגבי מהירויות ורוורס?

הבלימה הרגנרטיבית נמצאת היום בכל רכב שיש לו מנוע חשמלי וסוללה שאפשר להטעין. זה כולל רכבים היברידיים רגילים (כמו יונדאי איוניק או טויוטה קורולה), רכבי פלאג-אין (שנטענים מהשקע), וכמובן רכבים חשמליים מלאים.

האם כל הרכבים מטעינים בקצב שווה? (סודות מהתעשייה)

ממש לא. כמות החשמל שחוזרת לסוללה משתנה דרמטית בין יצרן ליצרן. זה תלוי בגודל המנוע החשמלי, בקיבולת של הסוללה (הבדל גדול שרואים בבדיקת טכנולוגיית EREV לעומת פלאג-אין), והכי חשוב – בכיול התוכנה של היצרן. מבחני דרכים מקצועיים של מגזינים מובילים בעולם כמו InsideEVs בדקו את הנושא וגילו פערים עצומים.

למשל, בטסלה מודל 3 (או מודל Y), הבלימה הרגנרטיבית היא מאוד אגרסיבית. ברגע שאתם עוזבים את דוושת הגז, הרכב בולם בחוזקה ואוגר המון חשמל במהירות. לעומת זאת, רכבים כמו פורשה טייקן או דגמי פולקסווגן, תוכנתו להרגיש כמו רכבי בנזין קלאסיים. כשאתם עוזבים את הגז שם, הרכב פשוט "משייט" ומתגלגל בחופשיות. בפורשה, הבלימה הרגנרטיבית העוצמתית מופעלת רק כשאתם לוחצים פיזית על דוושת הברקס. גם לסוג ההנעה יש השפעה קטנה על התחושה הדינמית בזמן הבלימה, ולכן אנחנו רואים הבדלים בכיול בין רכבים חשמליים בעלי הנעה אחורית לעומת קדמית.

רכבים מודרניים דוחפים את הגבולות כל יום, כמו למשל רכב הפנאי לינק אנד קו 08 ששבר לאחרונה שיאי גינס, המדגים יכולות מדהימות של ניהול אנרגיה וקירור סוללה תחת עומס של פריקה וטעינה חוזרת.

שאלות קריטיות: האם אפשר להסתמך רק על זה? ומה קורה לברקסים?

האם אפשר להסתמך על זה בלבד לטעינת הסוללה? חד משמעית לא. חוקי הפיזיקה לא מאפשרים לנו לייצר מכונת תנועה נצחית. בגלל חיכוך של הצמיגים בכביש, התנגדות האוויר, וחום שנוצר, אתם תמיד תחזירו לסוללה פחות אנרגיה ממה שביזבזתם על ההאצה (לרוב סביב 15% עד 30% החזר). זה נותן בוסט יפה לטווח, אבל בסוף היום, עדיין תצטרכו לחבר את הרכב לעמדת טעינה בקיר.

האם זה עוזר להחליף ברקסים לעיתים רחוקות יותר? זה אולי היתרון הכלכלי הגדול ביותר של רכב חשמלי שהרבה לא מדברים עליו! ברכב רגיל, נהגים מחליפים רפידות בלם כל 30 עד 50 אלף קילומטרים. ברכב חשמלי, המנוע החשמלי עושה 90% מעבודת הבלימה. הברקסים הרגילים כמעט ולא עובדים (הם ממש משתעממים שם למטה). התוצאה? יש רכבים חשמליים שמגיעים גם ל-150,000 קילומטרים עם אותן רפידות בלם מקוריות! כמובן שבזמן סכנה פתאומית, מערכת הבלימה האוטונומית (AEB) תשתמש בבלמי הדיסק המכניים החזקים כדי לעצור אתכם במקום ולהציל חיים, בשילוב עם מערכות אקטיביות למניעת סטייה מנתיב (LKA/ELK).

מילון המונחים: עושים סדר בבלגן (או: מה המוכר באולם התצוגה באמת אומר?)

יש המון שמות באנגלית שנועדו לגרום לרכב להישמע כמו חללית. בואו נוריד אותם לכביש ונבין מה הם אומרים בעברית פשוטה:

מה זה "נהיגה בפדאל אחד" (One-Pedal Driving)? ומה הסיפור עם סין?

יש בלבול גדול בציבור בין שני המושגים. אז בואו נעשה סדר: בלימה רגנרטיבית היא המערכת הפיזיקלית עצמה (החומרה). נהיגה בפדאל אחד היא בסך הכל צורת התנהגות שהיצרן בחר בתכנות של הרכב (התוכנה).

במכוניות שיש בהן "נהיגה בפדאל אחד", המהנדסים תכנתו את הבלימה הרגנרטיבית להיות כל כך חזקה, שאתם כמעט ולא צריכים ללחוץ על דוושת הברקס הרגילה בעיר. כשאתם מרימים את הרגל מהגז, הרכב בולם בעוצמה עד לעצירה מוחלטת (או כמעט מוחלטת). אתם שולטים במהירות רק בעזרת דוושת הגז – לחיצה לנסיעה, עזיבה לעצירה.

האם זה טוב? הדעות חלוקות. זה מאוד נוח בפקקים, אבל יש לזה חיסרון בטיחותי. לאחרונה, הממשל בסין (שהיא המעצמה המובילה בעולם לרכבים חשמליים) החל להוציא תקנים חדשים שמגבילים את השימוש הבלעדי בפדאל אחד. למה? כי הם גילו שנהגים מתרגלים כל כך לא להשתמש בדוושת הברקס, שברגע של חירום אמיתי – נהגים שוכחים איפה נמצאת דוושת הברקס, או גרוע מזה, בטעות לוחצים חזק על הגז מתוך פאניקה ורפלקס שגוי. התקן הסיני דורש שדוושת הבלם המסורתית תחזור למרכז הבמה והנהגים יהיו חייבים להשתמש בה לעצירות משמעותיות.