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Was ist regeneratives Bremsen? Und was sind die Vorteile?

Regeneratives Bremsen gibt es schon seit langem. Konventionelle Hybridmodelle wie der Toyota Prius HEV nutzen die Rückspeisung bereits seit 20 Jahren. Heute nutzen alle Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs) und batterieelektrischen Fahrzeuge (BEVs) die regenerative Bremsung, um die Effizienz des Fahrzeugs zu erhöhen, was zu einer verbesserten elektrischen Reichweite führt.

Vereinfacht gesagt, ist das regenerative Bremsen, manchmal auch als Bremsenrekuperation bezeichnet, ein Prozess, bei dem die kinetische Energie aus der Bewegung eines Fahrzeugs in elektrische Energie umgewandelt und in einer Fahrzeugbatterie gespeichert wird. Die gespeicherte elektrische Energie wird zum Beschleunigen und Fahren wiederverwendet.

Bei den meisten herkömmlichen Verbrennungsmotoren (ICE), wie Benzin- und Dieselfahrzeugen, geht die kinetische Energie beim Bremsen verloren, d. h. sie wird in Wärme umgewandelt, wodurch das Fahren von ICE-Kraftfahrzeugen weniger effizient ist. Das macht das Fahren von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor weniger effizient, insbesondere in städtischen oder überfüllten Umgebungen, die häufiges Bremsen erfordern. Im Allgemeinen ist die kinetische Energie eines sich bewegenden Fahrzeugs ein Produkt aus Masse und Geschwindigkeit. Ein schwereres und schnelleres Elektroauto hat (unter sonst gleichen Bedingungen) mehr kinetische Energie. Das Regenerationsprofil variiert von einem Elektrofahrzeugmodell zum anderen.

So ist zum Beispiel das Regenerationsprofil des Audi e-tron weniger “aggressiv” als das des BMWi3 EV. Der Automobilhersteller legt Wert darauf, dass die Standard-Regenerationseinstellung im e-tron so vertraut ist wie das Fahrprofil eines konventionellen Fahrzeugs. Allerdings kann man das Regenerationsprofil des e-tron so verändern, dass das Bremsen stärker ausgeprägt ist – also die Rückgewinnung der Bremsenergie.

In jedem Fall beginnt das regenerative Bremsen in dem Moment, in dem man den Fuß vom Gaspedal nimmt. In den meisten Fällen wird die Rekuperation bis zum Stillstand fortgesetzt, bei einigen Modellen kann es jedoch zu einem gewissen “Ausrollen” kommen.

***Der vollelektrische Tesla Model 3 (Quelle: Tesla)***

Es ist “regenerativ“, weil die kinetische Energie zu einem späteren Zeitpunkt wieder genutzt werden kann. Nehmen wir an, ihr Tesla Model 3 nähert sich einer Ampel. Sie lassen das Gaspedal los und treten auf die Bremse. Der regenerative Bremsprozess tritt sofort in Kraft und fängt die kinetische Energie aus der Vorwärtsbewegung ihres Elektroautos auf und wandelt sie um.

Wenn die Ampel auf Grün schaltet und das Gaspedal betätigt wird, wird die vor wenigen Augenblicken aufgenommene Energie zunächst wieder genutzt, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen. Auf diese Weise verbraucht das Fahrzeug weniger von der in der Batterie gespeicherten Energie, ist also effizienter und erhöht die Reichweite des Elektrofahrzeugs.

Die “Effizienz” des regenerativen Bremsens hängt von einer Reihe von Faktoren ab, darunter der Typ des Plug-in-Elektrofahrzeugs, der Fahrmodus, das Fahrprofil, die Straße usw.

In den meisten Fällen können jedoch zwischen 60 % und 80 % der beim Bremsen verdrängten kinetischen Energie durch Rückspeisung genutzt werden. In Bezug auf die Erhöhung der Reichweite ist anzumerken, dass regeneratives Bremsen nicht zu einer signifikanten Erhöhung der Reichweite des Fahrzeugs führt. Sie trägt zwar dazu bei, ein möglichst effizientes Reichweitenprofil zu erhalten, aber nur in geringem Maße. Was die Rückgewinnung stattdessen bewirkt, ist die Verringerung der Ineffizienzen des konstanten Bremsens.

Bei den meisten E-Fahrzeugen hat der Fahrer die Wahl, welches Rekuperationsprofil er während der Fahrt wählen möchte. Je aggressiver das Profil ist, desto größer ist der Effizienzgewinn. Beim vollelektrischen Nissan Leaf zum Beispiel ist der e-Pedal-Fahrmodus ein “Ein-Pedal“-System, d. h. bei niedrigeren Geschwindigkeiten erfordert die Kraft der regenerativen Bremsung keine Betätigung des Bremspedals.

Um jeden Zweifel auszuräumen: Regeneratives Bremsen ersetzt nicht die mechanische Reibungsbremse. Die Regenerationsbremsung ist nicht nur auf Elektroautos beschränkt. Das Konzept wird auch in anderen Verkehrsmitteln eingesetzt, die elektrische Energie nutzen. Zum Beispiel bei E-Bikes, E-Scootern usw.

Unterm Strich ist es keine große Herausforderung, sich an das regenerative Bremsen zu gewöhnen, und es ist relativ einfach!

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