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Rekuperation: zurückgewonnene Bremsenergie

Beim Verzögern arbeitet der Elektromotor als Generator: Ein Teil der Bewegungsenergie fließt zurück in die Batterie, statt in den Bremsscheiben zu Wärme zu werden.

ER=η·m·(v12−v22)2
Umstellen nach
ER
zurückgewonnene Energie Wh · kWh · kJ · J
η
Wirkungsgrad Rad → Batterie %
m
Fahrzeugmasse kg · t
v1
Geschwindigkeit vor dem Bremsen km/h · m/s
v2
Geschwindigkeit nach dem Bremsen km/h · m/s

Die Formel umgestellt

  • nach ER zurückgewonnene EnergieER=η·m·(v12−v22)2
  • nach η Wirkungsgrad Rad → Batterieη=2·ERm·(v12−v22)
  • nach m Fahrzeugmassem=2·ERη·(v12−v22)
  • nach v1 Geschwindigkeit vor dem Bremsenv1=√2·ERη·m+v22
  • nach v2 Geschwindigkeit nach dem Bremsenv2=√v12−2·ERη·m

Größen und Einheiten

ZeichenGrößeEinheiten
ERzurückgewonnene EnergieWh, kWh, kJ, J
ηWirkungsgrad Rad → Batterie%
mFahrzeugmassekg, t
v1Geschwindigkeit vor dem Bremsenkm/h, m/s
v2Geschwindigkeit nach dem Bremsenkm/h, m/s

Merke

Frei wird die Differenz der Bewegungsenergien ½ · m · (v₁² − v₂²); davon kommt nur der Anteil η in der Batterie an. 1 Wh = 3600 J.

In der Praxis

Verluste entstehen im Motor/Generator, im Umrichter und beim Laden der Batterie; Roll- und Luftwiderstand nehmen ebenfalls einen Teil. Ist der Akku voll oder kalt, kann er wenig Ladeleistung aufnehmen – dann bremst die Reibbremse. Darum Bremsscheiben bei E-Autos regelmäßig freibremsen, sie rosten sonst.

Beispiel

Ein Elektroauto mit 1800 kg verzögert von 80 auf 30 km/h, η = 65 %. Wie viel Energie fließt zurück in die Batterie?

Weiter mit

Energieinhalt der HochvoltbatterieReichweite eines ElektroautosErwärmung der Bremsscheiben bei einer BremsungBeschleunigungswiderstand