Vorteile der VE Brake
Beim Bremsen entstehende Wärme ist verlorengegangene Energie. Theoretisch wäre es also sinnvoll, die kinetische Energie des Fahrzeugs in die Batterie zurückzuleiten. In der Praxis gestaltet sich das aber aus folgenden Gründen als schwierig:
- Die Batterie könnte voll sein (oder zu kalt, zu heiß, ....)
- Bei niedriger Geschwindigkeit produzieren die E-Motoren (als Generator) zu wenig Spannung zum Aufladen des Akkus
- Bei hohen Geschwindigkeiten produzieren die auf Antrieb ausgelegten Motoren nur wenig Beschleunigung – die Höchstgeschwindigkeit ist ja bereits erreicht. Bei hoher Fahrgeschwindigkeit benötigt die Pedal-Bremsung weit mehr Energie, als die Verringerung der Beschleunigung durch den Motor.
Wie spart die VE Brake der Batterie Energie?
VE Brake Typ 1500 Nm
Die Reichweite eines Elektrofahrzeuges mit 10 kWh-Batterie beläuft sich derzeit auf ca. 50 bis 100 km, je nach Fahrzeug und Anwendung. Bereits die Einsparung von paar hundert Watt trägt viel zur Reichweite bei und hat damit auch Auswirkungen auf die Batteriegröße und die damit verbundenen Akku-Kosten!
VE Brake bremst friktionsfrei
Bei konventionellen Scheibenbremsen liegen die Pads permanent auf der Scheibe auf. Die Reibungsverluste herkömmlicher Bremsen machen je nach Fahrzeug einige kW aus (abhängig von Geschwindigkeit und Zustand der Bremse).
VE Brake bremst regenerativ
Bei Elektrofahrzeugen holt die VE Brake die maximale regenerative Energie beim Bremsvorgang zurück. Reibungswärme entsteht dank der intelligenten VE Brake nur selten – nämlich nur dann, wenn regeneratives Bremsen nicht ausreicht.
Die Problematik permanenter Reibungsverluste
Bei herkömmlichen Scheibenbremsen stehen die Pads immer in Kontakt mit den Scheiben und erzeugen dadurch dauerhaft Energieverluste.
Die Gummidichtung im Kolben sorgt dafür, dass ein kleiner Luftspalt auf der Kolbenseite entsteht. Mit reduzierter Elastizität geht diese Fähigkeit allerdings verloren.
Auf der Außenseite herkömmlicher Scheibenbremsen gibt es keinen Mechanismus, der diesen Luftspalt sicherstellt. Die schwebenden Flächen soll dem Messschieber zwar die Chance geben, den äußeren Bremsbelag von der Scheibe lösen - aber dabei handelt es sich um einen „Sollte passieren"-Effekt ohne definierten Mechanismus.
Durch Rost und Verschmutzung kann es vorkommen, dass der Bremssattel stecken bleibt und das Pad somit permanent an der Scheibe schleift.
Herkömmliche Bremsen verlieren durch Reibung bis 1/3 der Batteriekapazität!
Hydraulikbremsen weisen selbst unter besten Bedingungen - mit neuen Bremsbelägen und neuer Scheibe – bei Geschwindigkeiten zwischen 50 und 100 km/h einen durchschnittlichen Verlust von rd. 1 kW auf.
Unter Normalbedingungen können sich diese Verluste leicht auf 2 bis 5 kW erhöhen.
Die VE Brake weist keine Reibungsverluste auf => kleinere Batterie und größere Reichweite.
Die VE Brake stellt den notwendigen Luftspalt zum (bereits vorhandenen) Antrieb sicher. Gleichgültig wie sich die Gleiteigenschaften verhalten – der Antrieb wird an beiden Seiten mit dem definierten Luftspalt fix positioniert.
Regeneratives Bremsen: Rückgewinnung von Energie beim Bremsen
Ideal wäre es, die gesamte, beim Bremsen entstehende, kinetische Energie in die Batterie zu laden. Die elektrischen Antriebsmotoren können dabei als Generatoren verwendet werden, um die Bremsenergie wiederum in Elektrizität umzuwandeln.
Bei herkömmlichen Bremsen sind die Möglichkeiten zum regenerativen Bremsen sehr beschränkt.
Betätigt der Fahrer das Bremspedal, so wird die ganze kinetische Energie des Fahrzeugs in Wärme umgewandelt und geht damit für immer verloren.
Weshalb ist „regeneratives Bremsen" ein unfaires Versprechen vieler Hersteller?
Ganz einfach: das Feature "regenerativer Bremsen" lässt sich in der Werbung gut verkaufen – in der Praxis sieht die Sache aber anders aus.
Zumeist handelt es sich bei der angepriesenen Zusatzausstattung um einen Schalter beim Gaspedal und / oder einen Schalter am Bremspedal, die nur einen sehr begrenzten regenerativen Bremseffekt erzeugen. Diese "Pseudo-regenerative" Bremswirkung muss sogar sehr begrenzt sein, weil es ansonsten zu Konflikten mit der Stabilität des Fahrzeugs kommen kann. So kann es beispielsweise auf rutschigen Fahrbahnen dazu kommen, dass der ABS Lock nicht mehr greifen kann.
Echtes regeneratives Bremsen mit der VE Brake
Die VE Brake holt das Maximum der rückführbaren Energie aus dem Bremsvorgang heraus. Nur ein kleiner verbleibender Rest wird für den Betrieb der VE Brake verwendet.
Downloads: Description of the VE brake in pdf
VE brake at the SAE Brake Colloquium 2010 - Phoenix