Công nghệ phanh tái tạo năng lượng (RBS) ra đời giúp tận dụng tối đa năng lượng sinh ra khi phanh. Hệ thống phanh tái sinh năng lượng được ứng dụng phổ biến trên các dòng ô tô điện.

Phanh tái tạo năng lượng sẽ sớm thay thế phanh truyền thống

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 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. 

Phanh tái tạo năng lượng là gì?

Hệ thống phanh tái tạo năng lượng, hay phanh tái sinh năng lượng (Regenerative Braking System – BRS) là hệ thống chuyển đổi động năng, nhiệt năng của vật thể và lực quán tính sinh ra khi phanh thành điện năng lưu trữ trong ắc quy hay pin.

Nguyên lý hoạt động của phanh tái tạo năng lượng

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.

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.

So với hệ thống phanh truyền thống, phanh tái tạo năng lượng còn giúp các chi tiết phanh cơ khí, đặc biệt là má phanh ít bị mài mòn hơn. 

Nhược điểm là phanh tái tạo năng lượng chỉ hiệu quả khi giảm tốc ở tốc độ thấp. Đồng thời do tốc độ sạc lại tối đa của mạch và dung lượng của pin, lực hãm từ kiểu điện từ RBS luôn bị giới hạn, do đó người ta thường kết hợp cả 2 loại phanh để tối ưu hóa hiệu quả cho hệ thống phanh trên xe. Thêm vào đó, trang bị thêm RBS đồng nghĩa với việc tăng trọng lượng của toàn bộ chiếc xe. Mặc dù RBS có thể cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu trong điều kiện lái xe bắt đầu và dừng lại, nhưng nó có thể có tác động tiêu cực đến mức tiêu thụ nhiên liệu trong quá trình di chuyển trên đường cao tốc.

Phanh tái tạo năng lượng được ứng dụng trên xe ô tô điện như thế nào?

Trên các dòng xe sử dụng nhiên liệu truyền thống, tác động của phanh tái tạo năng lượng có thể chưa rõ ràng. Song trên xe điện, phanh tái tạo năng lượng không những giúp xe tiết kiệm năng lượng mà nó còn là một nguồn cung cấp điện hiệu quả cho khối pin. Khi hoạt động trên xe hybrid hoặc xe điện, phanh tái tạo năng lượng có xu hướng vận hành vượt trội hơn so với phanh tái sinh trên xe truyền thống. Phanh tái tạo năng lượng giúp xe tự sản sinh và tích lũy được khối lượng năng lượng đáng kể, từ đó giúp kéo dài quãng đường di chuyển của xe điện. Khi cần nhiều mô-men xoắn phanh hơn mức mà một mình máy phát có thể cung cấp, thì phanh bổ sung sẽ được thực hiện bằng phanh ma sát.

Trong nhiều trường hợp, công suất phanh của máy phát điện đủ để người lái xe giảm tốc độ theo ý muốn. Do đó, phanh ma sát ít được sử dụng hơn, ví dụ, trong trường hợp giảm tốc rất nhanh, ở tốc độ rất thấp và khi đứng yên.

Trên ô tô điện, phanh tái tạo năng lượng là hệ thống phanh chính, giúp xe hãm tốc độ. Người lái chỉ cần nhả chân ga, hệ thống phần mềm điều khiển xe sẽ tự động đảo chiều quay từ trường để biến motor thành máy phát điện. Còn hệ thống phanh thủy lực chỉ được sử dụng trong những tình huống khẩn cấp cần phanh gấp.

Hãy đặt dấu tiên phong cho kỷ nguyên xe điện tại Việt Nam bằng cách đặt cọc VinFast VF e34 ngay hôm nay!