وقتی از بازیابی انرژی ترمز صحبت می‌شود، اغلب ذهن مخاطبان به سمت خودروهای هیبریدی و برقی می‌رود اما واقعیت این است که سال ها پیش از عرضه خودروهای برقی، نسخه‌ای ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر از این فناوری در خودروهای بنزینی و دیزلی غیرهیبریدی به کار گرفته شده است. سیستمی که بدون استفاده از موتور الکتریکی محرک یا باتری ولتاژ بالا، نقش مؤثری در کاهش مصرف سوخت و آلایندگی ایفا می‌کند.

این فناوری که با نام‌های مختلفی مانند Smart Alternator یا Regenerative Charging شناخته می‌شود، در اصل بر مدیریت هوشمند تولید برق در خودرو تمرکز دارد و یکی از مهم‌ترین راهکارهای خودروسازان برای پاس کردن استانداردهای سخت‌گیرانه مصرف سوخت و CO₂ محسوب می‌شود.

بازیابی انرژی ترمز در خودروهای بنزینی چیست؟

در خودروهای بنزینی مدرن، دینام یا آلترناتور دیگر به‌صورت دائمی و یکنواخت کار نمی‌کند. در عوض، واحد کنترل موتور (ECU) و سیستم مدیریت انرژی، میزان و زمان تولید برق را بر اساس شرایط رانندگی تنظیم می‌کنند. این سیستم بسته به برند، با نام‌هایی مانند Brake Energy Regeneration در محصولات BMW یا i-ELOOP در خودروهای مزدا شناخته می‌شود.

هدف اصلی این فناوری، کاهش بار موتور در زمان‌هایی است که خودرو به بیشترین توان نیاز دارد و انتقال فرآیند تولید برق به لحظاتی که خودرو در حال کاهش سرعت یا ترمز گرفتن است.

مشکل دینام‌های سنتی و تأثیر آن‌ها بر مصرف سوخت

در خودروهای قدیمی‌تر، دینام تقریباً در تمام مدت روشن بودن موتور فعال است. این موضوع باعث ایجاد مقاومت مکانیکی دائمی روی موتور می‌شود؛ مقاومتی که هرچند در هر لحظه ناچیز به نظر می‌رسد، اما در مجموع باعث افزایش مصرف سوخت و آلایندگی می‌شود.

در مقیاس جهانی و با توجه به میلیون‌ها خودروی در حال تردد، همین بار کوچک به یکی از عوامل مهم افزایش مصرف سوخت تبدیل شده است.

سازوکار فنی بازیابی انرژی ترمز چگونه است؟

در خودروهای مجهز به این فناوری، تولید برق به‌صورت پویا و وابسته به شرایط رانندگی انجام می‌شود. زمانی که راننده پدال گاز را رها می‌کند یا ترمز می‌گیرد، خودرو در حال کاهش سرعت است و بخشی از انرژی جنبشی آن به‌طور طبیعی تلف می‌شود. در این لحظه، سیستم مدیریت انرژی فرمان می‌دهد دینام با توان بالاتر برق تولید کند و انرژی الکتریکی در باتری یا خازن ذخیره شود.

در مقابل، هنگام شتاب‌گیری یا زمانی که موتور تحت بار بالا قرار دارد، فعالیت دینام به حداقل می‌رسد یا به‌طور موقت متوقف می‌شود. با حذف این بار مکانیکی، موتور با بازده بالاتر کار می‌کند و مصرف سوخت کاهش می‌یابد. این فرآیند کاملاً نامحسوس است و هیچ تغییری در تجربه رانندگی ایجاد نمی‌کند.

انرژی بازیابی‌شده در کجا ذخیره می‌شود؟

بسته به طراحی خودروساز، انرژی الکتریکی تولیدشده می‌تواند در باتری‌های پیشرفته AGM یا EFB، ابرخازن‌ها یا ترکیبی از این دو ذخیره شود. استفاده از این تجهیزات باعث می‌شود سیستم برق خودرو بتواند انرژی را سریع‌تر دریافت و در زمان نیاز مصرف کند.

در این میان، سیستم i-ELOOP مزدا یکی از نمونه‌های شاخص محسوب می‌شود. مزدا به‌جای تکیه کامل بر باتری، از ابرخازن استفاده می‌کند که قابلیت شارژ و دشارژ بسیار سریع دارد. این راهکار فشار روی باتری را کاهش داده و دوام کلی سیستم برق خودرو را افزایش می‌دهد.

تفاوت بازیابی انرژی ترمز با سیستم‌های هیبریدی

اگرچه نام این فناوری ممکن است گمراه‌کننده باشد، اما بازیابی انرژی ترمز در خودروهای بنزینی، خودرو را هیبریدی نمی‌کند. در این سیستم خبری از موتور الکتریکی محرک یا حرکت تمام‌برقی نیست و انرژی بازیابی‌شده مستقیماً به چرخ‌ها بازگردانده نمی‌شود.

این انرژی صرف تأمین برق سیستم‌هایی مانند تهویه مطبوع، سیستم صوتی، چراغ‌ها و سایر تجهیزات الکترونیکی می‌شود و تنها به‌صورت غیرمستقیم باعث کاهش مصرف سوخت می‌گردد.

تأثیر واقعی این فناوری بر مصرف سوخت

بر اساس داده‌های منتشرشده توسط خودروسازان و نتایج تست‌های مستقل، استفاده از سیستم بازیابی انرژی ترمز در خودروهای بنزینی می‌تواند بین ۲ تا ۵ درصد مصرف سوخت را کاهش دهد. کاهش آلایندگی CO₂ نیز به‌طور مستقیم با این عدد مرتبط است.

هرچند این ارقام در نگاه اول چندان بزرگ به نظر نمی‌رسند، اما در استانداردهای آلایندگی اروپا و کاهش میانگین مصرف سوخت ناوگان خودروسازان، اهمیت بسیار بالایی دارند.

چرا این فناوری کمتر شناخته شده است؟

عملکرد کاملاً نامحسوس این سیستم، نداشتن دکمه یا حالت انتخابی برای راننده و معرفی شدن آن به‌عنوان بخشی از پکیج کلی کاهش مصرف، باعث شده بسیاری از مالکان حتی از وجود چنین فناوری‌ای در خودروی خود مطلع نباشند. از سوی دیگر، تمرکز بروشورها و فروشندگان معمولاً روی فناوری‌های پرزرق‌وبرق‌تر است.

کدام خودروها از بازیابی انرژی ترمز استفاده می‌کنند؟

این فناوری امروز در طیف گسترده‌ای از خودروهای مدرن دیده می‌شود؛ از جمله مزدا 3، مزدا 6 و CX-5 با سیستم i-ELOOP، محصولات مختلف BMW، مرسدس‌بنز با پکیج BlueEfficiency، خودروهای فولکس‌واگن و آئودی و همچنین برخی مدل‌های جدید تویوتا غیرهیبریدی.

معایب و ملاحظات فنی

استفاده از این سیستم نیازمند باتری‌های پیشرفته‌تری مانند AGM یا EFB است که قیمت بالاتری نسبت به باتری‌های معمولی دارند. همچنین استفاده از باتری نامناسب می‌تواند عملکرد سیستم مدیریت انرژی را مختل کند. در رانندگی‌های کوتاه‌مدت و ترافیک سنگین نیز ممکن است فرآیند شارژ کامل سیستم زمان‌بر باشد.

جمع‌بندی

بازیابی انرژی ترمز در خودروهای بنزینی، یکی از نمونه‌های مهندسی هوشمند برای افزایش بهره‌وری موتورهای درون‌سوز است. این فناوری بدون نیاز به پیچیدگی و هزینه بالای سیستم‌های هیبریدی، نقش مؤثری در کاهش مصرف سوخت و آلایندگی ایفا می‌کند و نشان می‌دهد که حتی خودروهای سنتی نیز هنوز ظرفیت قابل توجهی برای بهینه‌سازی دارند؛ پیشرفت‌هایی که اغلب بی‌سروصدا اما بسیار کاربردی هستند.