Remmen in elektrische voertuigen zitten vol technologie
Elektrische voertuigen stellen bijzondere eisen aan het remsysteem. De voertuigen zijn zwaarder vanwege de accu's, de koppels zijn hoger, de acceleratie sterker. Dit veroorzaakt een snellere slijtage van de remschijven en remblokken tijdens het remmen - zou men denken. Aan de ene kant wel, maar de mechanische remmen worden door het systeem aanzienlijk minder gebruikt dan bij auto's met verbrandingsmotor. Het trefwoord: regeneratief remmen. Afhankelijk van de bedrijfssituatie wordt de vertraging van het elektrische voertuig bereikt of ten minste gedeeltelijk ondersteund door de generatorfunctie van de elektromotor(en) door energieterugwinning (recuperatie). Deskundigen spreken van ongeveer een vijfde minder remingrepen in elektrische auto's. De remblokken zijn dus niet onderhevig aan verhoogde slijtage. Integendeel: Aangezien de twee wrijvingspartners, de remblokken en de remschijf, niet permanent worden belast, verouderen de remblokken sneller en kunnen ze verglazen. Er kan zich roest op de remschijven afzetten. Dit leidt tot materiaalgerelateerde trillingen en geluidsemissies zoals piepen of knarsen.
Dit is een interessant punt, aangezien dergelijke geluiden, vooral in elektrische auto's, door de stille elektromotor extra opvallen en zo het akoestisch rijcomfort beïnvloeden. Bovendien kunnen de remprestaties afnemen wanneer men strak in de "akkers" moet. “Het lagere gebruik van conventionele remmen kan bij e-auto's tot problemen leiden", aldus Jannis Dörhöfer, New Mobility Officer bij de Duitse TÜV-vereniging. "Als de remblokken niet voldoende en regelmatig worden opgewarmd, kunnen de materiaaleigenschappen daaronder lijden.” Het resultaat is een verlaging van de wrijvingscoëfficiënt en dus een slechtere remwerking. "Een regelmatige inspectie en onderhoud van het remsysteem wordt daarom voor elektrische voertuigen aanbevolen."
Om deze redenen heeft HELLA (een joint venture tussen HELLA en TMD Friction) speciale remblokken en remschijven voor elektrische voertuigen in het assortiment. Ze zijn speciaal ontworpen voor deze bijzondere omstandigheden en garanderen remprestaties en remcomfort ondanks de "rustpauzes". De marktdekking op de aftermarket bedraagt momenteel al meer dan 90 procent van de remblokken voor elektrische en hybride voertuigen en 85 procent van de remschijven.
Veilig remmen met elektrische voertuigen vereist een complexe interactie
Elektrische voertuigen vertragen via het klassieke remsysteem en de recuperatiefunctie. Het voertuig remt in veel rijsituaties bij gebruik van de rem en in de voortstuwingsmodus volledig af zonder de mechanische rem te benutten. Wat eenvoudig klinkt, vereist echter een zeer complex samenspel van de elektrische en hydraulische componenten. Rustig vertragen bij bergafwaarts rijden, bij nadering van een kruising of een scherp noodremmanoeuvre in een gevaarlijke situatie? De elektromechanica moet onmiddellijk de wens van de bestuurder herkennen.
Elektrische auto's remmen niet alleen af via het klassieke remsysteem. De vertraging wordt ondersteund door recuperatie (regeneratief remmen), in sommige gevallen zelfs er geheel door vervangen.
Een elektromechanische rembekrachtiger met drukaccumulator, een elektrische vacuümpomp en de rempedaalwaardesensor spelen een centrale rol. Afhankelijk van de behoefte, d.w.z. afhankelijk van de stand en de druk van het rempedaal, berekent de remregeleenheid in milliseconden de benodigde remkracht. Vanaf een bepaalde remvertraging activeert de rembekrachtiger de mechanische remmen (afhankelijk van het voertuig en de instellingen). Daarnaast is er de intelligente regeling van ABS en ESP en de integratie van rijhulpsystemen zoals de noodremassistent. Het voordeel: Het dubbele remsysteem (brake blending = gemengde remregeling) kan uiterst fijn worden geregeld, de remingreep is altijd optimaal gedoseerd. Een perfect samenspel dus!
HELLA is een specialist voor vacuümpompen en voor elektronische rempedalen plus de bijbehorende sensortechnologie. Het pedaalgevoel kan dynamisch worden geregeld door middel van hydraulische ventielen of dempingseenheden (simulatoren).
Elektrische voertuigen: Speciale remblokken, speciale remschijven
In principe bestaan er op het eerste gezicht geen verschillen tussen remblokken en remschijven voor verbrandingsauto's en elektrische auto's. De constructie is vergelijkbaar. Maar de voertuigfabrikanten passen de specificaties voor e-auto's voortdurend aan. Voor remblokken ligt de nadruk op stille en trillingsarme remblokken (Geluid, Trilling, Ruwheid, NVH = Noise, Vibration, Harshness). Soms zijn de remblokken ook "slanker" ontworpen: Ze hebben een kleiner en dunner wrijvingsoppervlak, wat te wijten is aan de lagere gebruiksfrequentie. Bovendien kan er op materiaal worden bespaard, wat het milieu ten goede komt.
Bij de productontwikkeling richt HELLA zich naast optimale prestaties ook op milieubescherming en milieuvriendelijkheid. De remblokken voor elektrische en hybride voertuigen zijn bijvoorbeeld allemaal kopervrij. De kopervrije formule van de remvoeringen is niet alleen goed voor het milieu, maar ook exact afgestemd op de desbetreffende voertuigtypes, remsystemen, vermogenswaarden van de motoren, rijbelasting en remkarakteristieken. Zij hebben een hogere samendrukbaarheid en hebben doorgaans hogere wrijvingscoëfficiënten. Vanwege de lagere gebruiksfrequentie moeten de remblokken ook in koude toestand optimaal functioneren. De eigenschappen test HELLA in het eigen onderzoeks- en ontwikkelingscentrum op wrijvingscoëfficiënt, pedaaldruk en slijtage door hitte. Bovendien overtreffen de remblokken de geldende ECE-R90-regeling.
Speciaal voor zeer krachtige elektrische en hybride voertuigen biedt HELLA remschijven met een hoog koolstofgehalte voor zwaar gebruik. Het hogere koolstofpercentage maakt ook in extreme situaties een snelle warmteafvoer mogelijk en daarmee een optimale remkracht. De remschijven zorgen ook voor een laag fading-gedrag, minder remgeluiden, minder slagen in de remschijven en meer remcomfort. Om corrosie te voorkomen, zijn de remschijven gecoat met een lak op waterbasis. Overigens kunnen ze in de garage onmiddellijk worden geïnstalleerd, er hoeft geen beschermende olie te worden verwijderd.
Remvloeistof met hoog droog en nat kookpunt voor elektrische voertuigen
Hoewel in de elektrische parkeerrem (EPB) al lang elektromechanische actuators worden gebruikt en er reeds voertuigen met zuiver elektrisch bediende remmen worden getest, wordt het frictieremsysteem in elektrische voertuigen nog steeds hydraulisch bediend. Met DOT 5.1 EH ontwikkelt HELLA daarom een speciale remvloeistof op glycolbasis voor elektrische voertuigen. Hij moet zich door een hoog droog en nat kookpunt van respectievelijk ten minste 260°C en 180°C, een laag geleidingsvermogen, een hoge corrosiebescherming en een lage viscositeit van ten hoogste 750 cSt bij -40°C onderscheiden. Dit betekent dat de remvloeistof bijna alle toepasselijke specificaties van de reeds gangbare remvloeistoffen van DOT 3 tot DOT 5.1 moet overtreffen en dus optimaal zijn toegerust voor de hoge eisen van de boordelektronica van de huidige elektrische voertuigen. De acceleraties zonder koppelverlies zorgen ervoor dat elektrische auto's binnen zeer korte tijd hoge snelheden bereiken. Het snel weer tot stilstand komen vanaf deze snelheden vereist een dienovereenkomstig hoog remvermogen, dat te allen tijde wordt gewaarborgd door het bovengemiddelde kookpunt van de nieuwe remvloeistof in droge en natte toestand.
Remsysteem op de achteras van een Tesla. Een combinatie van een hydraulische rem met een elektrische parkeerrem (EPB).
Euro 7 en remstofemissies bij elektrische auto's: Nieuwe testprocedure
Met de invoering van de nieuwe Euro 7 uitlaatgasverordening vanaf 2025 moeten fabrikanten van remblokken voor personenauto's ook de uitstoot van deeltjes registreren en aan de desbetreffende waarden voldoen. Deze verordening is van toepassing op voertuigen met verbrandingsmotor en op elektrische en hybride voertuigen. Het centrale aspect hierbij is de interactie tussen de wrijvingspartners "remblok" en "schijf". Het hangt sterk af van de materiaalsamenstelling en de dynamische interactie tijdens de levensduur van de remonderdelen. Om dit fijnstof terug te dringen, gebruiken HELLA en TMD Friction milieuvriendelijke remblokmengsels.
Het meten van de emissies zelf is geen eenvoudige taak, vooral omdat de gemeten waarden reproduceerbaar en vergelijkbaar moeten zijn. Om ervoor te zorgen dat de meetresultaten kunnen worden overgedragen naar de praktijk, is daarom een uniforme WLTP-testprocedure (Worldwide Harmonised Light Vehicles Test Procedure) ontwikkeld. Deze cyclus werd gedefinieerd met behulp van reële voertuiggegevens en brengt verschillende gebruikspunten van de rem over een langere periode in kaart. Dit garandeert een reproduceerbare vastlegging van de remslijtage. Met deze WLTP-remcyclus zullen de rememissies in de toekomst op uniforme wijze worden gemeten op testbanken. Voorts is het van cruciaal belang dat het desbetreffende voertuigmodel nauwkeurig wordt gerepresenteerd op de testbank. Zo is de combinatie van remblok en remschijf, maar ook het gewicht van het voertuig en de gewichtsverdeling van invloed op het slijtagegedrag.
Conclusie: Remmen in elektrische voertuigen - een schone zaak!
Concluderend kan worden gesteld dat elektrische voertuigen op zich aanzienlijk minder emissies produceren. Dit betekent niet alleen de volledige eliminatie van de uitlaatgassen van de motor, maar ook de lagere geluidsontwikkeling en de systeemgerelateerd aanzienlijk lagere remstofemissies als gevolg van de proportionele terugwinning van remenergie (recuperatie). Rustig optrekken, rustig remmen - een schone zaak!