Elektrische revolutie zorgt voor evolutie in remdelen

Ook remtechniek onderhevig aan verandering

Remsystemen zijn van doorslaggevend belang voor de veiligheid van een voertuig en al zeker als deze wordt aangedreven door een batterij. Versnellingen zonder koppelverlies zorgen ervoor dat elektrische voertuigen binnen de kortst mogelijke tijd hoge snelheden bereiken en om van deze snelheden weer snel en veilig tot stilstand te komen, is vanzelfsprekend een navenant hoog remvermogen nodig. Aan remdelen voor elektrische voertuigen worden bijgevolg speciale eisen gesteld die bovendien rekening dienen te houden met karakteristiek en milieu.

Anders remmen

Remblokken voor elektrische wagens beschikken meestal over geluiddempende eigenschappen

Hoewel de elektrische wagen wel degelijk over twee pedalen beschikt, worden deze wagens grotendeels met het ‘gaspedaal’ aangestuurd. Deze zorgt immers zowel voor energieoverdracht als voor energieterugwinning. Wanneer het gaspedaal wordt ingetrapt, wordt energie uit de batterij ingezet om de elektromotor aan te sturen, maar wanneer datzelfde pedaal wordt losgelaten, zorgt deze er eveneens voor dat de remenergie wordt opgenomen en opgeslagen in de batterij waardoor er een vertragend effect optreedt. Het gaspedaal werkt dus regeneratief waardoor u zich nu kunt afvragen wat het nut is van betreffend artikel. Voordat u beslist uw informatiehonger even verder in deze editie te stillen, wil ik u toch uitnodigen om uw aandacht nog even op deze pagina’s te houden want ook het tweede pedaal speelt een niet onbelangrijke rol in het tot stilstand brengen van de elektrische wagen.

Rempedaal

In een elektrische wagen is het belangrijk dat de batterij op alle mogelijke manieren voorzien wordt van energie, zo ook via het terugwinnen van remenergie. Hoewel dergelijke handeling er zeker voor zorgt dat de elektrische wagen snelheid terugneemt, is het vooralsnog geen reden om ook dat tweede pedaal te elimineren. De remmende werking in de regeneratie is vandaag immers nog te beperkt om bijvoorbeeld een noodstop uit te voeren. Reden te meer dus om ook de nodige aandacht te besteden aan remdelen voor elektrische wagens.

Aangepast remgamma

Elektrische wagens zijn veelal zwaarder, waardoor ze hogere eisen stellen aan nogal wat systemen, waaronder het remsysteem. Bovendien zijn ze, omwille van de afwezigheid van motorgeluid, ook stiller dan de conventionele wagen waardoor ieder ander geluid de bestuurder meteen opvalt. Het remsysteem wordt bijgevolg onderworpen aan speciale eisen en vereist dan ook een aangepast remgamma. Zowel remblok als -vloeistof kennen aanpassingen teneinde aan de razendsnelle automotive evolutie te kunnen voldoen.

Remblokken

De remblokken van een elektrische wagen slijten minder snel en dat omwille van het terugwinnen van remenergie

De remblokken van een elektrische wagen slijten minder snel en dat omwille van het terugwinnen van remenergie. Hoewel remblokken voor elektrische wagens dus minder vaak remkrachten ondervinden, is het niettemin van belang dat ze beschikken over enkele specifieke eigenschappen.

Reductie van remgeluid

Omdat elektrische wagens geen motorgeluiden produceren, valt ieder ander geluid meteen op. Reden te meer dus om ervoor te zorgen dat een eenvoudige handeling zoals remmen niet meer, maar vooral minder geluid produceert dan bij een conventionele wagen. De remblok vormt hierbij een cruciaal onderdeel en is bij veel producenten dan ook onderwerp van uitgebreid onderzoek. Zo beschikken remblokken voor elektrische wagens meestal over geluiddempende eigenschappen en worden ze dus veelal uitgerust met ‘shims’. Ook de bevestigingselementen worden hierbij niet uit het oog verloren en bestaan grotendeels uit rubber om zo trillingen optimaal te kunnen opvangen. Verder wordt ook de grondplaat van de remblok gepoedercoat waardoor roestvorming wordt voorkomen en wordt de grondplaat aan het frictiemateriaal bevestigd met een unieke lijmsamenstelling die bestand is tegen hoge temperaturen en frictiekrachten. Ten slotte presteren de meeste remblokken voor elektrische wagens ook uitermate hoog op de Noise Vibration Harshness-test en overklassen ze zelfs de OE-specificaties (standaard 7/10) met scores van negen op een schaal van tien.

Reductie van remstof

Hoewel elektrische wagens geen uitlaatemissie kennen, wekken ze wel nog fijn stof op en dit o.m. door te remmen. Uiteraard is dit een ontwikkeling die niet enkel opgaat voor elektrische wagens, maar gezien het ecologische karakter van de stekkerauto, zou de remblokfabrikant zichzelf oneer aandoen hier geen rekening mee te houden. Bovendien voelen de fabrikanten ook de hete adem van de wetgever in de nek. Wat meestal een grotere drijfveer is tot actie zo blijkt. Koper is een hoofdbestanddeel van preparaten in hoogpresterende remblokken. Het vermindert de slijtage van remblokken, reduceert geluid en schokken en komt de wrijvingsstabiliteit ten goede. Koper komt echter ook vrij bij het remmen waardoor het dus achterblijft in het milieu in de vorm van remstof. Vanwege de milieueffecten gaan remblokfabrikanten volop op zoek naar een substituut voor koper dat aan dezelfde vereisten voldoet. Omdat remblokken zijn samengesteld uit 20 tot 30 verschillende materialen, is dit een oefening die niet zomaar gemaakt is. Toch slaagden fabrikanten er reeds in om remblokken te produceren die dezelfde slijtage- en wrijvingskenmerken vertonen als remblokken met koper.

Remvloeistof

DOT 5.1 EH werd speciaal op de markt gebracht voor elektrische voertuigen

Vanwege de wereldwijde toename van het aantal nieuwe registraties van elektrische en hybridevoertuigen en de daarmee gepaard gaande toenemende vraag naar speciale remvloeistoffen op basis van glycol voor juist deze voertuigen, brachten fabrikanten recent een nieuw product op de markt.

DOT 5.1 EH wordt gekenmerkt door hoge droge én natte kookpunten van respectievelijk 260 °C en 180 °C, lage geleidbaarheid, hoge corrosiebescherming en een lage viscositeit van max. 750 cSt bij -40 °C waardoor deze dus optimaal uitgerust is om te voldoen aan de hoge eisen van de hedendaagse elektrische voertuigen.

Dankzij de verhoogde corrosiebescherming zorgt deze remvloeistof er overigens voor dat het remsysteem 100% functioneel is wanneer dit spontaan nodig is.

Door de regeneratieve remtechnologie van elektrische en hybridevoertuigen wordt immers een deel van het remvermogen van deze voertuigen voorspelbaar uitgevoerd door het sensorsysteem en de recuperatie van de elektromotor.

Het remsysteem van de toekomst

Ook wat betreft remtechniek brengt de opkomst van de elektrische wagen heel wat potentieel met zich mee. Dit soort wagens leent zich immers perfect voor de uitrol van het zogenaamde brake-by-wiresysteem dat vandaag reeds te vinden is in de Formule 1-racewagens. Het bekende hydraulische systeem maakt hierin plaats voor een elektrisch bediend systeem, dat het remsysteem zal transformeren in de motor van de toekomst en dus de deur openzet voor grote veranderingen in de remtechniek.

Brake by wire

Net zoals bij een conventioneel remsysteem, wordt het brake-by-wiresysteem geactiveerd door het indrukken van het rempedaal

Net zoals bij een conventioneel remsysteem, wordt het brake-by-wiresysteem geactiveerd door het indrukken van het rempedaal. Alleen is het rempedaal in dit geval uitgerust met een sensor die de stand van de pedaal detecteert en deze informatie naar een elektronische regeleenheid doorstuurt. Deze zal op zijn beurt het signaal verwerken en een commando verzenden naar de elektromechanische hydraulische actuators van het systeem die de ontvangen elektrische impuls van de regeleenheid omzetten in hydraulische druk en klemkracht van de klauw. De remklauw, die wordt bediend door de actuator, kan een remklauw zijn met een traditionele hydraulische bediening of een elektromechanische remklauw. Deze laatste wordt rechtstreeks aangestuurd door de regeleenheid en zet de ontvangen elektrische energie zelf om in remkracht. De remschijf is nog steeds een conventionele gietijzeren, stalen of carbon-keramische schijf.

Voordelen voor de bestuurder

Bij brake-by-wiresysteem is het rempedaal uitgerust met een sensor die de stand van de pedaal detecteert — Bij het brake-by-wiresysteem is het rempedaal uitgerust met een sensor die de stand van de pedaal detecteert

Het elektrische remsysteem zorgt allereerst voor een aanzienlijke verkorting van de remweg in vergelijking met een traditioneel systeem. Door de kortere reactiesnelheid wordt hierdoor dan ook meer veiligheid gecreëerd. Daarnaast biedt het brake-by-wiresysteem ook voordelen op het punt van maatwerk en rijcomfort voor de bestuurder. Dankzij de elektrische aansturing van het remsysteem kan de bestuurder namelijk zowel de remkracht als de respons van het pedaal naar behoefte aanpassen. Ook naar comfort toe biedt het elektrische remsysteem heel wat voordeel. Zo past het systeem zich bijvoorbeeld automatisch aan de beladingstoestand aan, waardoor de remweg constant blijft. Ook een soepele overgang van dissipatief naar regeneratief remmen behoort tot de mogelijkheden en wordt zelfs uitgevoerd zonder medeweten van de bestuurder. Verder wordt er met deze techniek ook bespaard op kosten en remvloeistof. Remschijven en -blokken gaan met deze techniek immers tot tien keer langer mee en de remvloeistof dient amper ververst te worden.

Voordelen voor de fabrikant

Elektrische aansturing opent daarnaast ook de weg naar een grotere interactie met andere componenten. Denk maar aan actief remmen bij het loslaten van het gaspedaal of het gebruik van remmen op afzonderlijke wielen als differentieel of ter stabilisering van het voertuig. Verder biedt brake by wire fabrikanten ook de mogelijkheid om componenten op andere plaatsen in het voertuig onder te brengen om zo de gewichtsverdeling te optimaliseren. Dit kan er op de lange termijn zelfs voor zorgen dat de complete opbouw van een wagen zal worden herzien om zo meer ruimte te creëren of de veiligheid en prestaties te verhogen. Wagens zouden in de toekomst dus wel eens radicaal kunnen verschillen van de huidige vierwielers. 