Rejeneratif frenleme
Tarihçe

1886'da Frank J. Sprague tarafından kurulan Sprague Elektrikli Demiryolu ve Motor Şirketi, sabit fırçalı, sabit hızlı, kıvılcım çıkarmayan motor ve rejeneratif frenleme olarak iki önemli buluşu tanıttı.
Karayolu taşıtlarında bu sistemin ilk örnekleri, 1890'larda Paris'te Louis Antoine Krieger tarafından atlı taksilerin önden çekişli dönüşümleriydi. Krieger elektrikli kara aracının ön tekerleklerinde, rejeneratif frenleme için ikinci bir dizi paralel sargılı (çift telli bobin) tahrik motoru vardı. Birinci Dünya Savaşında İngiltere'de Ransomes, Sims & Jefferies tarafından tanıtılan Orwell Elektrikli kamyonu, sürücü tarafından devreye alınan rejeneratif frenlemeyi kullanıyordu. İngiltere'de, John S. Raworth'un Çekiş Patentleri 1903–1908 tarafından tramvay işletmecilerine "otomatik rejeneratif kontrol" tanıtıldı ve oğlu Alfred Raworth tarafından ayrıntılı olarak açıklandığı gibi işletmecilere ekonomik ve işletme faydaları sunuldu. Bunlar arasında Devonport (1903), Rawtenstall, Birmingham, Crystal Palace-Croydon (1906) ve daha birçoklarındaki tramvay sistemi vardı. Vagonların hızını yavaşlatan veya yokuş aşağı inişlerde kontrolü elinde tutan motorlar, jeneratör görevi yaparak araçları frenledi. Tramvay vagonlarında ayrıca elektrikli fren sistemlerinin arızalanması durumunda tramvayı durdurabilecek tekerlek frenleri ve paletli kızak frenleri de vardı. Bazı durumlarda tramvay vagonlarının motorları seri sargı yerine şönt sargılıydı ve Crystal Palace hattındaki sistemler seri-paralel kumandaları kullanıyordu. Rawtenstall'da yaşanan ciddi bir kazanın ardından 1911'de bu çekiş sistemi yasaklandı rejeneratif fren sistemi yirmi yıl sonra yeniden kullanılmaya başlandı.
Rejeneratif frenleme onlarca yıldır demiryollarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bakü-Tiflis-Batum demiryolu (Transkafkasya Demiryolu veya Gürcistan demiryolu) 1930'ların başında rejeneratif frenlemeyi kullanmaya başladı. Bu özellikle dik ve tehlikeli Surami geçidi'nde etkili oldu. İskandinavya'da, İsveç tarafında Malmbanan ve Norveç tarafında Ofoten hattı olarak bilinen Kiruna'dan Narvik'e uzanan elektrikli demiryolu, bugüne kadar demir cevherini İsveç'in kuzeyindeki Kiruna'daki madenlerden Norveç'teki Narvik limanına kadar dik kademeli bir rotada taşır. Narvik'e giden demiryolu vagonları binlerce ton demir cevheri ile doludur ve bu trenler, maksimum 750 kN'luk geri kazanılmış frenleme kuvvetiyle, rejeneratif frenleme yaparak büyük miktarlarda elektrik üretir. Ulusal sınırdaki Riksgränsen'den Narvik limanı'na kadar, trenler yeniden geri kazandıkları gücün yalnızca beşte birini kullanır. Geri kazanılan enerji ulusal sınıra kadar boş trenlere güç vermek için yeterlidir. Demiryolundan gelen fazla enerji, bölgedeki evlerin ve işyerlerinin ihtiyacını karşılamak için elektrik şebekesine verilir ve demiryolu net bir elektrik üreticisidir.
Elektrikli otomobiller ilk deneylerden bu yana rejeneratif frenlemeyi kullanıyordu ancak bu, başlangıçta sürücünün bunu kullanabilmesi için çeşitli çalışma modları arasında anahtarları değiştirmesini gerektiriyordu. Baker Electric Runabout ve Owen Magnetic, elektrik sistemlerinin bir parçası olarak pahalı bir "kara kutu" veya "tambur anahtarı" tarafından kumanda edilen birçok anahtar ve modu kullanan ilk örneklerdi. Bunlar, Krieger tasarımı gibi pratikte yalnızca yolculuğun yokuş aşağı kısımlarında kullanılabiliyordu ve elle devreye alınmaları gerekiyordu.
Elektronikteki gelişmeler, 1967'deki AMC Amitron deneysel elektrikli otomobilinden başlayarak bu sürecin tamamen otomatikleştirilmesine olanak sağladı. Gulton Industries tarafından tasarlanan motor kumanda cihazı, fren pedalına basıldığında otomatik olarak aküyü şarj etmeye başladı. Pek çok modern hibrit ve elektrikli araç, özellikle AC aktarma organı kullananlar (önceki tasarımların çoğu DC gücü kullanıyordu) batarya grubunun menzilini genişletmek için bu tekniği kullanır.
Geri kazanılan enerjiyi depolamak için batarya yerine AC/DC doğrultucu ve çok büyük kondansatör kullanılabilir. Kondansatörün kullanılması enerjinin çok daha hızlı ve daha yüksek voltajlarda depolanmasına olanak tanır. Mazda bu sistemi i-ELOOP model bazı 2018 otomobillerinde kullandı.