Tất cả về hệ thống phanh tái sinh trên ô tô - cần thiết cho mọi loại xe điện và hybrid

Phanh truyền thống của xe ô tô sử dụng áp suất thủy lực để đẩy piston di chuyển, kẹp chặt má phanh đĩa và triệt tiêu động năng khiến bánh xe bị hãm lại và xe ngừng chuyển động. Công nghệ phanh tái tạo năng lượng được phát triển để khắc phục sự lãng phí nhiên liệu của xe ô tô do hệ thống phanh truyền thống tạo ra nhiều nhiệt lượng thừa từ lực ma sát giữa các chi tiết phanh cơ khí.

Phanh tái sinh là gì?

Hệ thống phanh tái tạo năng lượng, còn được gọi là phanh tái sinh năng lượng (Regenerative Braking System - BRS), là một hệ thống chuyển đổi năng lượng động, nhiệt và lực quán tính được tạo ra khi phanh, thành năng lượng điện được lưu trữ trong ắc quy hoặc pin.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh tái sinh

Trong sơ đồ trên, khi lái xe bình thường, bánh xe được động cơ điện (Electric motor/Generator) cung cấp năng lượng từ khối pin để di chuyển (đường màu đỏ). Khi sử dụng phanh, động cơ điện sẽ chuyển đổi từ trường để trở thành máy phát điện và thu hồi năng lượng điện từ động năng và nhiệt năng sinh ra khi phanh. Năng lượng điện này được lưu trữ trong khối pin (đường màu xanh lá cây). Khi động cơ điện được chuyển đổi từ trường, nó sẽ tạo ra mô-men hãm (ngược chiều với mô-men xoắn) và điện trở để giảm tốc độ của xe.

Ưu và nhược điểm của phanh tái sinh

Phanh tái tạo năng lượng có nhiều ưu điểm hơn hệ thống phanh truyền thống. Đầu tiên, nó giúp tiết kiệm nhiên liệu hiệu quả bằng cách sử dụng phần động năng để tạo ra năng lượng lưu trữ thay vì sinh ra nhiệt năng do ma sát giữa má phanh và đĩa phanh. Ngoài ra, hệ thống phanh tái sinh năng lượng còn giúp giảm khí thải CO2 và bụi phanh khi vận hành.

Ngoài ra, phanh tái tạo năng lượng giúp giảm mài mòn của các chi tiết phanh cơ khí, đặc biệt là má phanh, so với hệ thống phanh truyền thống.

Tuy nhiên, phanh tái tạo năng lượng chỉ có hiệu quả khi giảm tốc độ ở mức thấp và lực hãm từ kiểu điện từ RBS luôn bị giới hạn do tốc độ sạc lại tối đa của mạch và dung lượng của pin. Vì vậy, thường kết hợp cả hai loại phanh để tối ưu hóa hiệu quả cho hệ thống phanh trên xe. Sử dụng RBS cũng đồng nghĩa với việc tăng trọng lượng của xe và có thể ảnh hưởng tiêu cực đến mức tiêu thụ nhiên liệu khi di chuyển trên đường cao tốc, dù nó có thể cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu trong điều kiện bắt đầu và dừng lại khi lái xe. Hơn nữa, việc phải sử dụng 2 hệ thống phanh cùng lúc sẽ gây rắc rối cho quá trình vận hành và bảo dưỡng.

Ứng dụng các hệ thống phanh tái sinh trên xe ô tô điện như thế nào?

Phanh tái tạo năng lượng trên xe điện không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn cung cấp điện hiệu quả cho khối pin. Trên xe hybrid và xe điện, phanh tái tạo năng lượng hoạt động vượt trội hơn so với phanh tái sinh trên xe truyền thống. Nó giúp xe tự sản sinh và tích lũy được năng lượng đáng kể, từ đó kéo dài quãng đường di chuyển của xe. Trong nhiều trường hợp, công suất từ phanh của máy phát điện đủ để người lái xe giảm tốc độ theo ý muốn, vì vậy phanh ma sát ít được sử dụng hơn, như trong trường hợp giảm tốc rất nhanh, ở tốc độ rất thấp và khi đứng yên. Tuy nhiên, khi cần nhiều mô-men xoắn phanh hơn mức mà máy phát điện có thể cung cấp, phanh bổ sung sẽ được kích hoạt bằng phanh ma sát.

Hệ thống phanh tái tạo năng lượng trên ô tô điện là phanh chính, giúp xe giảm tốc độ. Người lái chỉ cần thả chân ga và hệ thống phần mềm điều khiển xe sẽ tự động chuyển đổi motor thành máy phát điện bằng cách đảo chiều quay từ trường. Hệ thống phanh thủy lực chỉ được sử dụng trong các tình huống khẩn cấp cần phanh gấp.

=>>>>Xem thêm phụ kiện thảm chống trượt Thái Lan Uban cho xe ô tô