La tecnología de frenos no ha cambiado mucho en los últimos cien años, pero el frenado regenerativo representa un cambio radical en la forma en que pensamos acerca del frenado. Los avances han sido en gran medida iterativos en lugar de innovadores, como la transición de frenos de tambor a frenos de disco. También ha habido avances significativos en los materiales físicos de los que están hechas las pastillas de freno, lo que ha dado como resultado materiales de fricción que duran más, generan menos polvo y tienen menos probabilidades de hacer ruido. Tecnologías como los frenos antibloqueo también han hecho que la tecnología de frenos sea más segura, pero el principio subyacente de convertir la energía cinética en calor no ha cambiado.
Los frenos tradicionales funcionan bien, pero son tremendamente inútiles. Cada vez que pisas el pedal del freno, estás sujetando tus ruedas con la fuerza de miles de libras de presión hidráulica. El mecanismo preciso consiste en rotores metálicos en forma de disco, que se intercalan entre cada neumático y el cubo de la rueda y se aprietan entre las pastillas de freno orgánicas, metálicas o de cerámica. En los vehículos más antiguos, en su lugar se utilizan tambores y zapatas de freno menos eficientes. En cualquier caso, el vehículo disminuye la velocidad debido a la tremenda fricción que se genera entre las almohadillas y los discos o los zapatos y tambores. Esa fricción esencialmente convierte la energía cinética en energía térmica (y, a veces, una gran cantidad de ruido) y, como resultado, su automóvil se ralentiza.
El problema con los frenos tradicionales es que su motor tuvo que gastar una gran cantidad de combustible para acumular esa energía cinética, y esencialmente se desperdicia cuando los frenos lo convierten en calor. La idea básica detrás del frenado regenerativo es que una variedad de tecnologías hacen posible recuperar parte de esa energía cinética, convertirla en electricidad y luego reutilizarla.
¿Cómo funcionan los frenos regenerativos?
La forma más común de tecnología de frenos regenerativos reutiliza un motor eléctrico como un generador, razón por la cual los frenos regenerativos se encuentran a menudo en vehículos híbridos y eléctricos. Durante el funcionamiento normal, el motor eléctrico consume energía de la batería y la utiliza para mover el vehículo. Cuando se pisa el pedal del freno, el motor eléctrico puede revertir este proceso y devolver la electricidad a la batería. Eso puede ayudar a mantener una batería cargada sin enchufar un vehículo eléctrico o usar el alternador en un híbrido, lo que lleva a una mayor eficiencia.
Dado que los frenos regenerativos transforman efectivamente la energía cinética en electricidad, son capaces de frenar un vehículo. Sin embargo, existen limitaciones a la eficiencia de un sistema de frenos regenerativo. Uno de los principales problemas es que los frenos regenerativos no funcionan tan bien a bajas velocidades como lo hacen a altas velocidades. Debido a esa limitación inherente en el frenado regenerativo, la mayoría de los vehículos también están equipados con un sistema de frenado tradicional suplementario.
Limitaciones de los frenos regenerativos
Además de la caída natural de la eficiencia de frenado regenerativo a bajas velocidades, la tecnología también tiene una serie de otras limitaciones. Algunos de los más notables incluyen:
- El frenado regenerativo solo funciona en "ruedas motrices".
- Los frenos regenerativos normalmente no proporcionan suficiente fuerza de frenado en condiciones de pánico.
- La eficiencia de un sistema regenerativo está limitada por factores como la capacidad del sistema de almacenamiento de energía y la salida del motor eléctrico.
- Los sistemas regenerativos tradicionales son incompatibles con los vehículos no eléctricos, no híbridos.
- Algunos sistemas regenerativos se ven obligados a usar un "frenado dinámico" suplementario que no almacena la energía cinética recuperada.
Frenos capacitivos y motores de combustión tradicionales
Dado que los sistemas de frenos regenerativos generalmente dependen de sus motores eléctricos para generar electricidad, son inherentemente incompatibles con los vehículos que usan motores de combustión interna. Sin embargo, existen algunas tecnologías regenerativas alternativas que se pueden aplicar a los motores de combustión interna tradicionales. Uno de estos sistemas usa grandes condensadores para almacenar y liberar electricidad rápidamente, que luego pasa a través de un transformador reductor. La salida de 12 voltios se alimenta al sistema eléctrico del vehículo, lo que quita cierta carga al motor. Esta tecnología actualmente puede aumentar la eficiencia del combustible hasta en un 10 por ciento, aunque todavía está en su infancia.
¿Qué coches usan los frenos regenerativos?
La mayoría de los vehículos híbridos y eléctricos utilizan algún tipo de sistema de frenado regenerativo. OEMs como Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota y Tesla se incorporaron temprano con tecnología de frenado regenerativo en sus vehículos híbridos y eléctricos. Los vehículos no híbridos que utilizan algún tipo de frenado regenerativo son significativamente menos comunes, pero BMW y Mazda fueron los primeros en adoptar la tecnología en ciertos modelos.
