Công nghệ

Hệ thống phanh tái sinh xe EV: Nguyên lý, hoạt động

Phanh hãm tái sinh là một cơ chế phục hồi năng lượng làm chậm phương tiện hoặc vật thể bằng cách chuyển đổi động năng của nó thành dạng có thể được sử dụng ngay lập tức hoặc được lưu trữ cho đến khi cần (Theo Wiki)

Hệ thống phanh tái sinh (Regenerative Braking System – BRS) là một trong những công nghệ hiện đại trong ngành công nghiệp ô tô. Vậy tại sao lại gọi là ”phanh tái sinh”? Nó có gì đặc biệt? Mời bạn tham khảo bài viết này.

Hệ thống phanh truyền thống

Bạn phải tiêu hao nhiều nhiên liệu để tạo ra động năng giúp cho xe chuyển động. Khi phanh những động năng đó chuyển đổi thành nhiệt lượng do ma sát giữa các chi tiết của hệ thống phanh và biến mất.

Cuối cùng chúng ta phải tái tạo lại động năng đó và tiêu hao thêm nhiên liệu. Hệ thống phanh tái sinh (Regenerative braking system) được cho là giải pháp cho vấn đề này.

Hệ thống phanh tái sinh xe EV
Hệ thống phanh tái sinh cho EV

Hệ thống phanh tái sinh là gì?

Hệ thống phanh tái sinh xe EV

Regenerative Braking System (BRS) – Hệ thống phanh tái sinh tiên tiến được sử dụng cùng với hệ thống phanh truyền thống thông thường trong xe điện/hybrid hiện đại. Nó biến đổi động – nhiệt năng của quá trình phanh sinh ra thành điện để sử dụng lại.

Hầu hết các xe mới nhất từ ​​các nhà sản xuất như Tesla, Toyota, VolkswagenMercedes đều sử dụng công nghệ phanh này.

Hệ thống phanh tái sinh (Regenerative Braking System – BRS) được sử dụng trong các dòng xe điện và hybrid, cũng như trong một vài dòng xe chạy xăng hiện nay. Phanh tái sinh chuyển đổi động năng thành năng lượng điện cho xe ô tô, giúp tăng hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu.

Regenerative Braking System – BRS

Ngay sau khi nhấn chân phanh, máy phát sẽ tạo ra điện để gia tăng lực cản và giảm tốc độ của xe. Dòng điện được tạo ra sẽ tích tụ trong gói pin, giúp gia tăng vận tốc xe và phục vụ cho các hệ thống khác.

Nguyên lý hoạt động của phanh tái sinh

Khi phanh ở xe hybrid hoặc xe điện, động cơ điện sẽ chuyển sang chế độ máy phát. Các bánh xe truyền động năng thông qua hệ thống truyền động đến ”máy phát”.

Máy phát điện biến một phần lớn của động năng thành năng lượng điện, sau đó được lưu trữ trong một pin điện áp cao của xe. Đồng thời, điện trở máy phát trong quá trình tạo ra điện sẽ làm chậm chiếc xe.

Tất nhiên quá trình phanh này diễn ra rất lâu đến khi xe dừng lại. Vì vậy, khi cần nhiều mô-men phanh hơn so với máy phát điện có thể cung cấp, hệ thống phanh bổ sung được thực hiện bằng phanh ma sát.

Hệ thống phanh tái sinh xe EV

Ưu điểm

1/ Bảo toàn năng lượng

Bánh đà hấp thụ năng lượng khi phanh thông qua một hệ thống ly hợp làm giảm tốc độ xe và gia tăng vòng quay bánh xe. Để tăng tốc, một hệ thống ly hợp khác liên kết bánh đà với hệ thống truyền động, giúp gia tăng vận tốc xe và làm giảm bánh đà.

2/ Giảm hao mòn

Một hệ thống truyền động điện cũng cho phép phanh tái sinh tăng hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu và giảm mức độ hao mòn cho phanh. Trong phanh tái sinh, khi mô tơ không nhận điện từ gói pin nữa, nó sẽ đẩy lại vòng quay bánh xe, tận dụng cơ năng và phục hồi năng lượng tới pin lưu trữ.

3/ Tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu

Mức độ tiêu thụ nhiên liệu của xe thông thường và xe có hệ thống phanh tái sinh được đánh giá thông qua một khóa thử nghiệm lái xe phức tạp trong thành phố. Sự khác biệt được thể hiện khá rõ ràng.

4/ Không bị lãng phí nhiệt nhiều

Hệ thống phanh thông thường áp dụng chế độ ma sát để chuyển đổi cơ năng thành nhiệt năng. Do đó, xét về góc độ năng lượng, phanh sẽ tạo ra một lượng nhiệt năng không thể tái sử dụng. Tuy nhiên, hệ thống phanh tái tạo làm chậm tốc độ xe theo một cách rất khác.

Tóm lược ưu điểm như sau

  • Giảm tốc từ hệ thống phanh tái sinh đủ trong hầu hết các trường hợp để làm chậm xe như mong muốn.
  • Giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và lượng khí thải CO2 – đặc biệt trong các tình huống giao thông đô thị liên quan đến phanh và tăng tốc thường xuyên (xe hybrid)
  • Tăng đáng kể trong phạm vi hoạt động của xe cho mỗi lần sạc đầy (xe điện)
  • Hạn chế bào mòn các chi tiết phanh cơ khí truyền thống
  • Giảm phát thải bụi phanh
BRS
BRS

Nhược điểm

  • Chỉ phát huy hiệu quả trong trường hợp giảm tốc ở tốc độ rất thấp. Vì momen phanh sinh ra từ máy phát điện không đủ để dừng xe lại trong thời gian ngắn.
  • Hệ thống phanh tái tạo năng lượng có ưu điểm riêng khi xe di chuyển trong thành phố. Tuy nhiên, mức độ tiêu thụ nhiên liệu của xe lúc này vẫn cao hơn khi di chuyển trên đường cao tốc.
Hoạt động của BRS
Hoạt động của BRS

Các nhà nhiệt động lực học cho biết, quá trình sinh nhiệt là lý do mất nhiều lượng nhiên liệu tiêu thụ. Ví dụ, khi nhấn phanh, pedal phanh sẽ nóng lên và lượng nhiệt hoặc năng lượng sẽ bị tỏa ra không gian bên ngoài. Khi di chuyển trong thành phố, việc thường xuyên nhấn phanh là điều dễ hiểu và đó là lý do xe ngốn nhiên liệu nhiều hơn trên đường cao tốc. Đây là một hạn chế của phanh tái tạo.

Hy vọng trong tương lai, các công nghệ sẽ giúp xe có phanh tái tạo tiêu thụ nhiên liệu trên đường thành phố ngang bằng với đường cao tốc.

Tin bài liên quan

Âm thanh giả lập cho xe EV kích thích cho xe lăn bánh
Tesla chuẩn bị ra mắt Pin mới, xe EV sẽ lên ngôi thay thế xe xăng
Menu