La recuperación de energía en frenada es una expresión que cada vez escuchamos más de boca de todos los fabricantes. Ya sea en un vehículo eléctrico, híbrido, o uno convencional con start-stop (también conocidos como microhíbridos) la energía que antiguamente se perdía en forma de calor se reconduce a un sistema que la convierte en energía eléctrica que podemos almacenar en una batería o acumulador y reutilizar mas tarde.
Los objetivos de la energía recuperada difieren ligeramente según el vehículo del que hablemos, aunque tienen algo en común en todos, buscan ahorrar en consumo y prolongar la autonomía del coche sin perder por ello prestaciones o confort. Simplemente vamos a aprovechar una energía que en un vehículo sin este sistema se desperdiciaría, siendo además una fuente de energía limpia y gratuita.
En un freno convencional el vehículo adquiere una inercia al acelerar, que pierde suavemente si dejamos de hacerlo. Pero si queremos una detención mas rápida, necesitamos aplicar una fuerza contraría al movimiento. Se utiliza habitualmente el rozamiento de un disco o un tambor metálicos contra un compuesto de ferodo mas blando que dicho metal, creando una resistencia al pisar el pedal del freno que el sistema hidráulico del coche multiplica para hacerlo más efectivo. El resultado es que disminuimos el movimiento y obtenemos a cambio mucho calor en los materiales en rozamiento.
Convirtiendo inercia en electricidad
En un freno regenerativo en su lugar se utiliza un generador eléctrico, que no es mas que un motor eléctrico realizando su función a la inversa, para absorber la energía cinética del vehículo transformándola en energía eléctrica. Para hacer mas efectiva la frenada, y poder dosificarla, se suele utilizar una transmisión equivalente a la del vehículo (o la misma en la mayoría de híbridos o eléctricos), con la ventaja de que si necesitamos mas resistencia al avance, solo tenemos que ajustar la transmisión.
Para entenderlo de forma mas natural, el efecto es el mismo que si reducimos una marcha corta en un coche convencional, forzamos al motor a trabajar a mas revoluciones y obtenemos una deceleración del vehículo. En un motor eléctrico al forzar mas revoluciones generamos mas electricidad, y la poca resistencia de este provoca que no se sobrecargue la transmisión. El freno regenerativo no deja de ser un freno motor, solo que en este caso el motor genera electricidad.
Existe sin embargo un límite físico por el que no podemos estar creando energía continuamente: las baterías se llenan. Además, cuanto menor es la velocidad, menos resistencia crea el conjunto de generador/transmisión, por lo que llega un momento en el que no es capaz de detener el vehículo por completo.
Tampoco es posible recuperar energía de las ruedas no motrices, a menos que lleven un sistema de generadores propio. Es por todo ello que los vehículos con freno regenerativo incluyen también frenos convencionales, usualmente de menores dimensiones de lo normal, y cuyo desgaste suele ser muy bajo por su menor uso.
En un vehículo híbrido la energía recuperada se utiliza para mover el coche cuando existe carga suficiente, este movimiento resulta totalmente gratuito y es uno de los pilares del ahorro energético de estos vehículos. En un eléctrico o un Plug-in, la energía igualmente recarga las baterías, aunque provee de un porcentaje mucho mas bajo de la energía total, dada la alta capacidad de las baterías.
En un coche de combustión con microhibridación o start-stop, la energía recuperada se utiliza únicamente para mover el motor de arranque y poner en marcha el motor de combustión tras haberlo detenido en una parada para ahorrar combustible. Este sistema suele ser mucho mas sencillo y funcionar con una transmisión constante, y al ser el acumulador mucho menor el ahorro de energía no es tan significativo. Se añade, eso si, una mejora del rendimiento y el consumo al desacoplar el alternador durante la aceleración.
Imagen | Freno de Disco: Bremse Porsche Cayenne mit innerer Luftkühlung con licencia CC En Motorpasión Respuestas | Sistema Start&Stop, ¿ahorra de verdad?