Physik
Nutzbremsung
Bei jeder Bremsung
soll die Bewegungsenergie eines Fahrzeuges
möglichst schnell in andere Energieformen umgewandelt und dadurch die
Geschwindigkeit reduziert werden. Während bei herkömmlichen Bremsanlagen
die Bewegungsenergie in thermische Energie umgewandelt und als Wärme
an die Umgebung abgegeben wird, überführen Nutzbremsanlagen
die Bewegungsenergie in elektrische Energie,
die im Regelfall in einer Batterie gespeichert wird. Nutzbremsanlagen arbeiten
meist nach dem Generatorprinzip.
Wie jeder selbst schon einmal feststellen konnte, fährt sich ein Fahrrad mit eingeschaltetem Dynamo schwerer als ein ohne Dynamo betriebenes Fahrrad (Bild 2). Insbesondere rollt es auf ebener Strecke nicht so weit und bleibt eher stehen. Der Dynamo wandelt einen Teil der Bewegungsenergie in elektrische Energie um, er wirkt demzufolge auch als Bremse.
In größeren Fahrzeuge muss man einen erheblichen Teil chemischer Energie (Benzin) oder elektrischer Energie (Elektroantrieb) hineinstecken, damit sie auf die gewünschte Geschwindigkeit beschleunigt werden. Daher ist es naheliegend, einen Teil dieser Energie wieder zurückzugewinnen, wenn das Fahrzeug anhalten soll. Da der Entzug von Bewegungsenergie - wie beim Fahrrad - auch immer gleichzeitig ein Abbremsen bedeutet, kann man die Energierückgewinnung und das Bremsen miteinander verbinden.
Technisch löst man das Problem häufig durch eine Generator-Elektromotor-Kopplung.
Prinzipiell arbeitet ein Elektromotor, der von außen angetrieben wird, wie ein Generator, das heißt er wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um (Bild 3). In Elektrofahrzeugen, die mit der Möglichkeit zur Nutzbremsung ausgestattet sind, registrieren spezielle Messeinrichtungen (Sensoren), ob das Fahrzeug gerade bergab rollt oder der Fahrer die Bremse betätigt. In diesem Moment wird der Kraftschluss zwischen rollenden Rädern und Elektromotor hergestellt. Der Motor wirkt nun wie ein Generator, er entzieht dem Fahrzeug Bewegungsenergie und wandelt diese in elektrische Energie um. Die elektrische Energie fließt in die Batterie und steht nun für eine erneute Nutzung zur Verfügung.
Wie jeder selbst schon einmal feststellen konnte, fährt sich ein Fahrrad mit eingeschaltetem Dynamo schwerer als ein ohne Dynamo betriebenes Fahrrad (Bild 2). Insbesondere rollt es auf ebener Strecke nicht so weit und bleibt eher stehen. Der Dynamo wandelt einen Teil der Bewegungsenergie in elektrische Energie um, er wirkt demzufolge auch als Bremse.
In größeren Fahrzeuge muss man einen erheblichen Teil chemischer Energie (Benzin) oder elektrischer Energie (Elektroantrieb) hineinstecken, damit sie auf die gewünschte Geschwindigkeit beschleunigt werden. Daher ist es naheliegend, einen Teil dieser Energie wieder zurückzugewinnen, wenn das Fahrzeug anhalten soll. Da der Entzug von Bewegungsenergie - wie beim Fahrrad - auch immer gleichzeitig ein Abbremsen bedeutet, kann man die Energierückgewinnung und das Bremsen miteinander verbinden.
Technisch löst man das Problem häufig durch eine Generator-Elektromotor-Kopplung.
Prinzipiell arbeitet ein Elektromotor, der von außen angetrieben wird, wie ein Generator, das heißt er wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um (Bild 3). In Elektrofahrzeugen, die mit der Möglichkeit zur Nutzbremsung ausgestattet sind, registrieren spezielle Messeinrichtungen (Sensoren), ob das Fahrzeug gerade bergab rollt oder der Fahrer die Bremse betätigt. In diesem Moment wird der Kraftschluss zwischen rollenden Rädern und Elektromotor hergestellt. Der Motor wirkt nun wie ein Generator, er entzieht dem Fahrzeug Bewegungsenergie und wandelt diese in elektrische Energie um. Die elektrische Energie fließt in die Batterie und steht nun für eine erneute Nutzung zur Verfügung.