Elektrikli Araçlarda Rejeneratif Frenleme Nedir? | EV Hedef Filo

Kimi zaman açılan, çoğu zaman ise durma noktasına gelen; fakat her halükârda defalarca dur-kalk yapmanızı gerektiren şehir trafiği… Özellikle de büyükşehirlerden birinde yaşıyorsanız, bu durumun sizi mesai saatlerinizden bile daha fazla yorması muhtemel. Üstelik gaz ve fren pedallarını böylesine seri şekilde kullanırken, sabit hızda ilerlemeye kıyasla harcayacağınız fazladan yakıt da cabası. Peki, fren mekanizması ve enerji kullanımı sizce hibrit ve elektrikli araçlar (Electric Vehicles: EV)’da nasıl işliyor olabilir?

Biz söyleyelim: Bataryalı araçlarda, seyir halindeyken ayak gazdan çekildiği anda araç fren yapmaya başlıyor. Yani anlık durumlar haricinde, aracın hızını yavaşlatmak için fren pedalına her defasında yüklenmek gerekmiyor. En önemlisi de araç her yavaşladığında, harcanan enerjinin bir kısmı yeniden elektrik enerjisine dönüştürülerek bataryaya geri aktarılıyor. Bu da aracın şarjını daha verimli kullanmak adına önemli bir avantaj sağlıyor. İşte bunu sağlayan da tam olarak EV’lerdeki rejeneratif frenleme sistemi!

1. Rejeneratif Fren Sistemi Nedir?

“Rejeneratif frenleme nedir?” sorusundan önce, “rejeneratif” kelimesinin anlamına değinmemiz sanıyoruz ki daha yerinde olacak. Rejeneratif kelimesi -mesleklere göre kullanım amacı fark etmeksizin- en kısa tanımıyla “harcananın geri kazanılması” anlamına geliyor. Rejeneratif fren sistemi de bu doğrultuda, aracın frenleme esnasında kaybettiği enerjinin dönüştürülerek yeniden kullanılabilmesini ifade ediyor. Fren nedeniyle araç için artık ihtiyaç olmaktan çıkan kinetik enerji, bu sistem sayesinde yeniden elektrik enerjisi olarak bataryaya ekstradan şarj sağlıyor.

Elektrikli araç teknolojisi hakkında daha fazlasını merak edenler için…

2. Rejeneratif Fren Nasıl Çalışır?

Daha önce mutlaka çarpışan araba kullanmışsınızdır. Yediden 70’e herkese araç kullanmayı sevdiren bu oyuncakların, gaz ve fren kullanımı bakımından son derece basit mekanizmalara sahip olduğunu hatırlarsınız. İşte EV’ler de esasında tam olarak buna benzer bir kullanım sunuyor.

EV kullanırken gaza basıldığında bataryadaki elektrik enerjisi kinetik enerjiye dönüşerek ilerlemeyi sağlıyor. Ayak gazdan çekildiğinde ise araç kademeli bir şekilde yavaşlayarak en sonunda da duruyor. Gaz kesildiğinde ortaya çıkan enerji, elektrik enerjisine dönüştürülmek üzere yeniden motora; yani jeneratöre aktarılıyor. Böylece fren sırasında kaybedilen enerji belirli oranda tekrar kazanıldığı için şarj kullanım süresi de artmış oluyor.

Elektrikli araçlar hakkında bilgi birikiminizi bir adım daha öteye taşıyın!

2.1. Rejeneratif Frenin Çalışma Prensibi

Elektrik motorları, mekanik enerjiyi indükleme yoluyla ürettiği için -yukarıda da değindiğimiz üzere- aynı zamanda jeneratör olarak işlev görüyor. Bu da elektrik enerjisinin mekanik elektriğe dönüştürülmesi gibi, mekanik enerjinin de elektrik enerjisine dönüştürülebileceği anlamına geliyor.

Aracın hızı azaldığında, elektrik motorunun hareketsiz parçası olan statorun beslemesi de azalıyor. Böylece akım, motordaki hareketli parça olan rotorun dönüş hızından daha düşük seviyeye iniyor. Frenleme esnasında ortaya çıkan bu farklılık, dönel hareketin yeniden elektrik enerjisi olarak aküde depolanmasına imkân tanıyor. Rejeneratif fren sisteminin çalışma prensibini de tam olarak bu oluşturuyor.
Elektrikli araç şarj mekanizması ile ilgili daha fazla bilgi için tıklayın!

3. Geleneksel Fren Sistemleri ile Renejeratif Fren Karşılaştırması

EV’lerde elektrik motoru bulunduğu için rejeneratif fren sistemi kullanılabiliyorken, içten yanmalı motorlu araçlarda bu imkândan faydalanılamıyor. Çünkü içten yanmalı motorların elektrik üretebilmesi için önce fosil yakıtı ateşlemesi gerekiyor. Yanma esnasında ortaya çıkan ısı enerjisinin ortalama yüzde 80’i o anda kaybolurken, ancak yaklaşık yüzde 20’si elektriğe dönüşebiliyor. Elde edilen elektrik enerjisi ise ya tamamıyla hareket enerjisine dönüştürülüyor ya da frenleme gücünü artırmak için kullanılıyor.

3.1. Akaryakıtlı Araçlarda Fren Mekanizması

Akaryakıtlı araçlarda performans korunumu enerji verimliliğinden daha öncelikli olduğundan; kinetik enerji, gaz kesildiğinde de hala aracın hızını belirli süre boyunca korumaya devam ediyor. Frene basıldığında da pedaldan gelen kuvvet genellikle doğrudan tekerleklere iletiliyor. Bu işleyiş biçimine “konvansiyonel frenleme sistemi” adı veriliyor.

Bugünün akaryakıtlı araçlarında, çoğunlukla bunun gelişmiş bir versiyonu olan elektromanyetik fren sistemi kullanılıyor. Bu sistem, frene basıldığında tekerleklerdeki dönme gücünün manyetizma aracılığıyla daha güçlü bir şekilde azalmasını sağlıyor. Ancak her koşulda enerji, geri dönüştürülemeden farklı birimlere dağıtılmış oluyor. Rejeneratif fren sistemi ise buna karşılık, gaz kesildiğinde veya frene hafifçe dokunulduğunda enerjinin yeniden güç olarak depolanmasını sağlıyor.

Rejeneratif frenleme sistemi, sizce de EV’lere şans vermek için başlı başına geçerli bir sebep değil mi?