Hệ thống phanh tái tạo năng lượng là gì năm 2024

Hệ thống phanh xe ô tô truyền thống sử dụng áp suất thủy lực, truyền lực từ xi lanh đẩy piston dịch chuyển, khiến má phanh đĩa kẹp chặt roto phanh đĩa trên bánh xe, từ đó bánh xe bị hãm lại và động năng bị triệt tiêu khiến xe ngừng chuyển động.

Hệ thống phanh tái tạo năng lượng là gì năm 2024

Hệ thống phanh truyền thống sinh ra nhiều nhiệt lượng thừa từ lực ma sát giữa các chi tiết phanh cơ khí, gây lãng phí nhiên liệu xe ô tô. Do đó, công nghệ phanh tái tạo năng lượng ra đời, nhằm giải quyết những nhược điểm của hệ thống phanh truyền thống.

Trong sơ đồ trên, khi lái xe bình thường, động cơ điện (Electric motor/Generator) lấy năng lượng từ khối pin giúp bánh xe chuyển động (đường màu đỏ). Khi nhấn chân phanh, động cơ điện sử dụng bộ chuyển đổi điện để đảo chiều từ trường, động cơ lúc này trở thành máy phát điện. và có nhiệm vụ ngược lại với động cơ. Máy phát điện biến đổi động năng, nhiệt năng, sinh ra khi phanh thành năng lượng điện, thu hồi và lưu trữ năng lượng điện sinh ra trong khối pin (đường màu xanh lá cây). Khi đảo chiều từ trường, động cơ điện cũng sẽ sinh ra mô-men hãm (có chiều ngược lại với mô-men xoắn) và điện trở, giúp giảm tốc độ của xe.

Hệ thống phanh tái tạo năng lượng là gì năm 2024

Ưu và nhược điểm của phanh tái tạo năng lượng

Công nghệ phanh tái tạo năng lượng mang tới nhiều ưu điểm vượt trội so với hệ thống phanh truyền thống.

Ưu điểm đầu tiên của phanh tái tạo năng lượng là giúp tiết kiệm nhiên liệu xe ô tô hiệu quả. Phần động năng khi phanh xe được máy phát điện tận dụng và chuyển đổi thành năng lượng lưu trữ. Phanh tái tạo năng lượng không gây lãng phí năng lượng vào việc sinh ra nhiệt năng do ma sát giữa má phanh và đĩa phanh như phanh truyền thống. Thêm vào đó, hệ thống phanh tái sinh năng lượng còn giúp động cơ giảm lượng khí thải CO2, giảm phát thải bụi phanh khi vận hành.

Regenerative braking systems (RBS). Hệ thống phanh tái tạo nặng lượng là hệ thống chuyển đổi động năng sang năng lượng tích trữ để làm xe giảm tốc độ tăng hiệu quả sử dụng năng lượng.

Hệ thống phanh tái tạo năng lượng là gì năm 2024
Hệ thống phanh tái tạo năng lượng

Các hệ thống này được gọi là hệ thống thu hồi động năng. Có nhiều phương pháp chuyển đổi trong RBS, gần đây RBS lai bánh đà điện từ đã xuất hiện.

Các phương pháp ức chế chuyển động này cho phép năng lượng được tạo ra khi phanh, trái ngược với ma sát chỉ đơn giản là làm chậm xe.

RBS có thể cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu và giảm tải áp lực cho hệ thống phanh ma sát, hiệu quả giảm mòn má phanh.

Tìm hiểu về ứng dụng hệ thống phanh tái tạo năng lượng:

Hiện nay xe hybrid và xe điện hiện đại đều sử dụng động cơ điện. Điều này giúp cho việc áp dụng phanh tái tạo trở nên đơn giản và hiệu quả.

Các hãng xe hơi như Mercedes và Porsche đã bắt đầu sử dụng hệ thống phanh tái tạo trên xe của mình

Xe nâng Heli đã áp dụng công nghệ RBS này trên dòng xe điện cao cấp của hãng, tăng khả năng hiệu quả sử dụng năng lượng

Xe điện () là một trong những loại phương tiện giao thông xanh được quan tâm và phát triển mạnh mẽ hiện nay. Không giống như các loại xe động cơ thông thường, ô tô điện được trang bị thêm hệ thống phanh tái sinh, mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng.

Table of Contents

Xe điện có thể có từ 1 đến 3 hệ thống phanh, tùy thuộc vào thiết kế và loại xe.

  • Hệ thống phanh chính: Hệ thống phanh chính là hệ thống phanh quan trọng nhất trên xe điện, có nhiệm vụ giảm tốc và dừng xe. Hệ thống phanh chính thường bao gồm phanh đĩa hoặc phanh tang trống, được điều khiển bằng tay hoặc chân.
  • Hệ thống phanh tái sinh: Hệ thống phanh tái sinh sử dụng động cơ điện để tái tạo năng lượng điện từ động năng của xe khi giảm tốc hoặc dừng. Năng lượng điện này sẽ được lưu trữ vào ắc quy, giúp kéo dài quãng đường di chuyển của xe.
  • Hệ thống phanh tay: Hệ thống phanh tay là hệ thống phanh phụ, được sử dụng để hỗ trợ phanh chính khi cần thiết. Hệ thống phanh tay thường bao gồm phanh đĩa hoặc phanh tang trống, được điều khiển bằng cơ hoặc phanh điện tử.

Trong khi phanh truyền thống sử dụng ma sát để giảm tốc độ xe thì phanh tái tạo sẽ khai thác năng lượng được tạo ra trong quá trình phanh và truyền năng lượng trở lại vào pin.

Hệ thống phanh tái tạo năng lượng là gì năm 2024
Cài đặt phanh tái tạo i3

Tất cả các mẫu xe điện hiện nay đều cung cấp cho người dùng tùy chọn điều chỉnh mức độ phanh tái tạo. Mức độ phanh tái sinh cao hơn có nghĩa là ô tô sẽ phụ thuộc nhiều hơn vào phanh tái sinh để giảm tốc độ, nghĩa là ít cần phải đạp phanh hơn. được biết đến với tính năng lái xe 'một lần nhấn', nghĩa là người dùng hầu như không bao giờ cần sử dụng bàn đạp phanh khi lái xe mà chỉ cần nhấn ga.

Phanh tái sinh hoạt động như thế nào?

Thay vì chỉ dựa vào má phanh truyền thống để giảm tốc độ ô tô, xe điện sử dụng phanh tái tạo để thu lại động năng có thể bị mất và chuyển nó trở lại thành năng lượng sạc lại cho pin.

Khi người lái nhả chân ga, động cơ điện sẽ bắt đầu hoạt động như một máy phát điện, tạo ra dòng điện và truyền vào ắc quy. Khi người lái đạp phanh, hệ thống phanh truyền thống sẽ hoạt động kết hợp với hệ thống phanh tái tạo để giảm tốc hoặc dừng xe. Khi đạt đến giới hạn của phanh tái tạo hoặc các tình huống cần phanh gấp thì phanh dựa trên ma sát thông thường sẽ hoạt động.

Hệ thống phanh tái tạo năng lượng là gì năm 2024

Về cơ bản năng lượng dùng để làm xe giảm tốc độ sẽ được lưu trữ lại trong pin để cung cấp năng lượng lại cho động cơ cho xe chạy. Bên cạnh xe thuần điện, xe hybrid cũng sử dụng công nghệ này nhưng lưu trữ năng lượng trong một khối pin nhỏ hơn, đây là lý do tại sao xe hybrid tiết kiệm nhiên liệu hơn xe xăng.

Lợi ích của phanh xe điện

Hiệu quả hoạt động

Một trong những lợi ích chính của phanh ô tô điện là khả năng hồi phục năng lượng sạc lại trong pin để tăng phạm vi di chuyển của xe điện. Phanh tái sinh có thể tạo ra tới 30% năng lượng của xe điện. Điều này sẽ giúp thu hồi năng lượng đáng kể khi tham gia giao thông, nhất là khi xuống dốc.

Hệ thống phanh tái tạo năng lượng là gì năm 2024

Hình ảnh trên vẽ biểu đồ phanh tái tạo được sử dụng năng lượng trên xe Toyota Prius, đây là lý do tại sao những chiếc xe hybrid lại tiết kiệm nhiên liệu hơn tới 30% so với những chiếc xe chạy xăng tương đương.

Giảm mài mòn phanh

Vì phanh tái sinh làm giảm sự phụ thuộc vào hệ thống phanh truyền thống nên má phanh và đĩa phanh ít bị mài mòn hơn. Một số chủ xe Tesla cho biết má phanh của họ có tuổi thọ lên tới 160.000 km. Điều này so sánh với những chiếc xe chạy xăng thường sẽ thay thế trong khoảng từ 30.000 đến 100.000 km

Trải nghiệm lái xe mượt mà hơn

Khi lái xe điện, người lái có thể cảm nhận được sự chuyển đổi liền mạch giữa phanh tái sinh và phanh truyền thống. Điều này mang lại trải nghiệm phanh mượt mà và dễ chịu hơn so với xe ô tô truyền thống.

Bảo trì

Hệ thống phanh tái tạo năng lượng là gì năm 2024

Phanh xe ô tô điện vẫn cần được bảo dưỡng đúng cách. Mặc dù chúng có khả năng sử dụng lâu hơn nhưng việc kiểm tra thường xuyên sẽ đảm bảo rằng cả bộ phận phanh tái sinh và phanh truyền thống đều ở trạng thái tối ưu. Ngoài ra, cần điều chỉnh phanh tái tạo phù hợp vào nhu cầu đi lại của cá nhân để xe hoạt động tối ưu nhất.