Рекуперация тормозной энергии, её виды и возможность применения на отечественных автомобилях

Введение. Важнейшей частью автомобиля является тормозная система. От исправной работы тормозной системы зависит безопасность дорожного движения и самое главное –жизнь людей. Разработка системы рекуперации тормозной энергии позволяет снизить износ тормозных накладок и тем самым улучшить экологичность транспортного средства.
Материалы и методы. В данной работе рассмотрены существующие виды рекуперативного торможения. Система KERS (Kinetic Energy Recovery System) и её виды, рекуперация тормозной энергии с помощью кинетического маховика и рекуперация с помощью мотор-генератора. Также рассмотрена не менее перспективная гидравлическая рекуперация или система Hybrid Air, проведены расчёты рекуперативной мощности кинетического маховика применительно к отечественным автомобилям.
Результаты. Предполагается, что для внедрения системы рекуперации в отечественные автомобили выгоднее использовать механическую рекуперацию, так как она дешевле других видов, проще в установке и производстве. Если рекуперировать тормозную энергию с помощью кинетического маховика, то на колёса автомобиля можно будет вернуть около 7 лошадиных сил. Оставшаяся энергия тратится на раскручивание маховика и потери в механизмах системы, связанные с передачей от маховика к колёсам. Энергия, которая раньше тратилась на нагрев тормозных дисков и тормозных колодок, теперь тратится на раскручивание маховика, тем самым снижая температуру механизмов тормозной системы.
Обсуждение и заключение. В ходе проведённого анализа конструкторских и технологических решений, а также выполненных расчётов, можно сделать вывод, что использование на исследуемом автомобиле ЛАДА КАЛИНА-2 кинетической рекуперативной системы позволит в городском цикле эксплуатации автомобиля получить дополнительно 7 лошадиных сил на протяжении 6 сек работы системы рекуперации.

1. Трофименко Ю.В., Комков В.И. Актуализированный прогноз численности, структуры автомобильного парка России по типу энергоустановок и выбросов парниковых газов до 2050 г. // Вестник СибАДИ. 2023; 20(3): 350–361. DOI: https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-3-350-361. EDN: DDEUBI

2. Кузнецов Г.Ю., Логинова Е.Ю., Куделин К.В. Применение накопителей энергии на автономном подвижном составе для реализации электродинамического рекуперативного торможения // Электроника и электрооборудование транспорта. Научно-производственное предприятие «Томилинский электронный завод». 2023. № 4–6. С. 31–34.

3. Полуэктов А.А., Самурганов Е.Е., Сарксян М.Д. К вопросу изучения современного рекуперативного привода ТС // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2025. № 205. С. 396–404.

4. Худайбердиев А.И., Пулатов Т.Р. Оценка значения гидравлической системы рекуперации при торможении автобусов UZUZI // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. № 11(92). С. 36–38.

5. Emilia M. Szumska Regenerative braking systems in electric vehicles: a comprehensive review of design, control strategies, and efficiency challenges // Energies. 2025. № 18(10). P 1–22.

6. Le V.N., Dam H.Ph., Nguyen T.H., Kharitonchik S.V., Kusyak V.A. Research of regenerative braking strategy for electric vehicles // Energetika. Proceedings of cis higher education institutions and power engineering associations. 2023. Том 66. № 2. Р. 105–123.

7. Исаков В.С., Ерейский А.В., Дериглазов В.С., Ткаченко А.Н. Энергонакопительная тормозная система для мобильных транспортных средств, оборудованных электроприводом // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2023. № 22. С.61–67.

8. Павлов В.Д. Электромеханическое устройство для аккумулирования энергии // Известия МГТУ «МАМИ». 2024. Том 18, № 1. С. 13–18. DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-623775

9. Прилепский Ю.В., Целуйко Л.В., Гуртовенко А.И., Стародубцева Е.И. Исследование системы рекуперации с накопителями конденсаторного типа // Вестник Донецкой академии автомобильного транспорта. Донецкая академия автомобильного транспорта. 2024. № 1. С. 30–39.

10. Ehsani M. Singh K.V. Bansal H.O. Mehrjardi R.T. State of the art and trends in electric and hybrid electric vehicles // Proceedings of the IEEE. 2021. № 109. P. 967–984.

11. Горожанкин С.А., Савенков Н.В., Золотарев О.О. Исследование энергетической эффективности рабочего процесса гибридной силовой установки автомобиля при установившемся движении // Труды НГТУ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА. 2024.№ 2 (145). С. 90–101. EDN: BNXVMC

12. Горожанкин С.А., Савенков Н.В., Степакин В.Р. Энергетическая эффективность режимов разгона автомобиля с гибридной силовой установкой // Вестник Донецкого национального университета. Серия Г: Технические науки. 2024. № 3. С. 168–177. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.14018692

13. Лин З.Н., Попов А.А., Сидоров В.Н., Голубина С.А. Оптимизация алгоритма управления автомобилем с гибридной силовой установкой // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2023. Т. 24, № 1. С. 50–56.DOI; https://doi.org/10.22363/2312-8143-2023-24-1-50-56

14. Маркина А.А., Почуев Л.А. Проработка концепции автомобиля с гибридной силовой установкой // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2022. № 3 (55). С. 33–42. DOI: https://doi.org/10.20291/2079-0392-2022-3-33-42

15. Нечипорук Н.В., Воробьев Ю.А., Пода В.Б. Определение показателей пневмодвигателя для гибридной силовой установки городского легкового автомобиля // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2019. № 85. С. 83–92. DOI: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2019.85.0.83

16. Armenta-Déu C., Cortés H. Analysis of kinetic energy recovery systems in electric vehicles // Vehicles. 2023. № 5(2) P. 387–403.

17. Бутарович Д.О., Скотников Г.И., Эраносян А.В. Алгоритм управления рекуперативным торможением с помощью педали акселератора // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2022. № 4. С. 275–281. DOI: https://doi.org/10.22281/2413-9920-2022-08-04-275-281

18. Ле Т.Н., Ле Н.Т.М., Дам Х.Ф., Нгуен Т.Т., Харитончик С.В., Кусяк В.А. Обзор расчёта энергии рекуперативного торможения электрических автомобилей // Автотракторостроение и автомобильный транспорт. Белорусский национальный технический университет. 2023. Т. 1. С. 116–122. DOI: https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-2-105-123

19. Лин З.Н., Скрынников А.В., Чижевский К.В., Сидоров В.Н. Математическая модель рекуперации электрической энергии транспортного средства // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2023. Т. 24, № 2. С. 177–186. DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2023-24-2-177-186