回生ブレーキはどのように機能しますか？

ブレーキ技術は過去100年間で大きく変化していませんが、回生ブレーキは、ブレーキについての考え方に大きな変化をもたらしています。 ブレーキディスクやドラムなどのコンポーネントのように物理的にクランプしたり押し出したりして、力ずくで車両を停止する代わりに、これ テクノロジーは、ハイブリッド車と完全電気自動車が機能する方法を巧みに利用して、車両が減速するたびに実際に少量のエネルギーを回収します 下。

車やトラックでブレーキはどのように機能しますか？

ブレーキ技術の進歩は、ドラムブレーキからディスクブレーキへの移行のように、何年にもわたって革新的ではなく、大部分が反復的でした。 ブレーキパッドを構成する物理的材料にも大きな進歩があり、 摩擦材が長持ちし、ほこりが少なくなり、発生しにくくなりました。 ノイズ。 のような技術 アンチロックブレーキ ブレーキ技術もより安全になりましたが、運動エネルギーを熱に変換するという基本原理は変わっていません。

従来のブレーキは問題なく機能しますが、その性質上、非常に無駄があります。 ブレーキペダルを踏むたびに、数千ポンドの油圧の力でホイールを効果的に締め付けます。 正確なメカニズムには、各タイヤとホイールハブの間に挟まれ、有機、金属、またはセラミックのブレーキパッドの間に挟まれた円盤状の金属ローターが含まれます。

古い車両、および一部の小型トラックのリアブレーキでは、代わりに効率の低いドラムとブレーキシューが使用されます。 いずれの場合も、パッドとディスク、または靴とドラムの間に大きな摩擦が発生するため、車両の速度が低下します。 その摩擦は本質的に運動エネルギーを熱エネルギー（そして時には大量のノイズ）に変え、その結果あなたの車は減速します。

従来のブレーキの問題は、エンジンがその運動エネルギーを蓄積するために大量の燃料を消費する必要があり、ブレーキがそれを熱に変換するときに本質的に無駄になることです。

回生ブレーキの基本的な考え方は、さまざまな技術により、その運動エネルギーの一部を取り戻し、電気に変換して再利用できるようにすることです。

回生ブレーキはどのように機能しますか？

回生ブレーキ技術の最も一般的な形式は、電気モーターを発電機として再利用するため、ハイブリッド車や電気自動車に回生ブレーキがよく見られます。

通常の動作中、電気モーターはバッテリーから電力を引き出し、それを使用して車両を動かします。 ブレーキペダルを踏むと、電気モーターはこのプロセスを逆転させ、回転する車輪を動力源とする発電機になり、電気をバッテリーにフィードバックすることができます。

回生ブレーキは充電器に接続せずにバッテリーを効果的に充電するので、 電気自動車、またはハイブリッドでオルタネーターを使用する場合、車両の全体的な効率は次のようになります。 増加しました。 これは、充電または燃料補給の間のマイル数が増えることを意味します。

回生ブレーキは、運動エネルギーを効果的に電気に変換するため、バッテリーの充電に加えて、車両の速度を落とすことができます。 ただし、回生ブレーキシステムの効率には限界があります。 主な問題の1つは、回生ブレーキが低速では高速よりもうまく機能しないことです。 回生ブレーキには固有の制限があるため、ほとんどの車両には従来の補助ブレーキシステムも装備されています。

従来のステアリング、ブレーキ、加速制御がバックアップとして含まれることが多いのと同じ方法で ドライブバイワイヤ システムでは、従来のブレーキは回生ブレーキのバックアップとして機能します。 従来のシステムは、機器に障害が発生した場合にのみ作動する場合があります。または、常に回生ブレーキと組み合わせて使用​​することもできます。

回生ブレーキの制限

低速での回生ブレーキ効率の自然な低下に加えて、この技術には他にも多くの制限があります。 最も注目すべきものは次のとおりです。

• 回生ブレーキは駆動輪でのみ機能します：電気自動車がすべての車輪駆動ではなく、各車輪にモーターがある場合、ローターのない車輪は回生ブレーキの恩恵を受けることができません。
• パニックストップの問題：回生ブレーキは通常、パニック停止状態では十分なブレーキ力を提供しません。 これは、従来のブレーキが依然としてはるかに優れている領域の1つです。
• バッテリーとモーターの制限：回生システムの効率は、エネルギー貯蔵システムの容量や電気モーターの出力などの要因によって制限されます。
• 電気自動車とハイブリッド車でのみ機能します：従来の再生システムは、非電気、非ハイブリッド車と互換性がありません。 これらの車両には電気モーターがないため、回生ブレーキの実装にはコストと複雑さが伴います。
• ダイナミックブレーキの制約：一部の再生システムは、再生された運動エネルギーを蓄えない補足的な「ダイナミックブレーキ」を使用することを余儀なくされています。

容量性ブレーキと従来の燃焼エンジン

回生ブレーキシステムは通常、電気モーターに依存して電気を生成するため、内燃エンジンを使用する車両とは本質的に互換性がありません。 ただし、従来の内燃機関に適用できる代替の再生技術がいくつかあります。

そのようなシステムの1つは、大きなコンデンサを使用して電気を迅速に貯蔵および放出し、電気は降圧変圧器を通過します。 NS 12ボルト 次に、出力は車両の電気システムに供給され、エンジンからいくらかの負荷がかかります。 この技術は現在、 燃料効率を最大10％向上、まだ初期段階ですが。

どの車が回生ブレーキを使用していますか？

ほとんどのハイブリッド車や電気自動車は、ある種の回生ブレーキシステムを使用しています。 Chevrolet、Honda、Nissa、Toyota、TeslaなどのOEMはすべて、ハイブリッド車と電気自動車に回生ブレーキ技術を搭載していた。 ある種の回生ブレーキを使用する非ハイブリッド車はそれほど一般的ではありませんが、BMWとマツダはどちらも特定のモデルでこの技術を早期に採用していました。