Phanh tái sinh năng lượng là gì? Vì sao trang bị này thường có trên xe hybrid và ô tô điện?

Ô tô được trang bị mô-tơ điện hay có thể gọi là xe điện hóa đang ngày càng trở nên phổ biến hơn. Do đó, thuật ngữ "phanh tái sinh năng lượng" (regenerative braking) cũng bắt đầu được nhắc đến nhiều hơn. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ công nghệ này là gì và vì sao nó lại thường được sử dụng trên xe hybrid hoặc ô tô điện. Sau đây, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu kỹ hơn về phanh tái sinh năng lượng.

Phanh tái sinh năng lượng là gì?

Trước khi đi vào tìm hiểu xem phanh tái sinh năng lượng là gì, chúng ta hãy cùng nói qua về hệ thống phanh ô tô truyền thống, đã được sử dụng trong vòng hơn 100 năm qua. Nguyên lý cơ bản để hãm một chiếc ô tô lại chính là ma sát. Khi người lái đạp phanh, 2 bề mặt hoặc nhiều hơn thế sẽ được ép sát lại với nhau, tạo ra ma sát để giảm tốc độ. Trong khi đó, động năng được tạo ra để xe chuyển động sẽ bị biến đổi thành nhiệt năng và thất thoát vào môi trường xung quanh. Đây là quy trình không thể đảo ngược, trong đó nhiệt năng sẽ bị lãng phí. Để không bỏ phí lượng nhiệt này, hệ thống phanh tái sinh năng lượng đã ra đời.

Điều tuyệt vời nhất là phanh tái sinh năng lượng không đòi hỏi phải lắp thêm phần cứng nào lên xe. Ô tô điện và xe hybrid vẫn được trang bị phanh ma sát thông thường. Tuy nhiên, khi người lái đạp nhẹ phanh, đĩa phanh và cùm phanh chẳng cần phải làm gì. Lúc này, mô-tơ điện của xe hybrid và ô tô điện sẽ tạm thời đóng vai trò là máy phát. Sau đó, các bánh xe truyền động năng tới máy phát điện này. Máy phát sẽ biến phần lớn động năng thành điện rồi dự trữ trong pin của xe. Trong khi đó, điện trở của máy phát trong quá trình tạo ra điện sẽ làm giảm tốc độ của xe. 

Sơ đồ minh họa hoạt động của hệ thống phanh tái sinh năng lượng

Lượng điện năng mà hệ thống tạo ra sẽ tỷ lệ thuận với lực phanh. Điều đó có nghĩa là lực phanh càng mạnh thì dòng điện được tạo ra càng lớn. Năng lượng mà hệ thống thu hồi sẽ phụ thuộc vào tốc độ của xe và quá trình đạp phanh.

Một số xe còn kích hoạt hệ thống phanh tái sinh năng lượng sớm hơn. Theo đó, hệ thống sẽ được kích hoạt ngay khi người lái nhả chân khỏi bàn đạp ga. Nhiều nhà sản xuất gọi công nghệ này là "chế độ lái 1 bàn đạp". Ở chế độ này, người dùng có thể tăng/giảm tốc cho xe chỉ bằng bàn đạp ga, không cần dùng đến bàn đạp phanh. Có thể kể đến một số mẫu xe được trang bị chế độ lái 1 bàn đạp như Nissan Kicks e-Power, Nissan Leaf và Toyota Raize e-Smart.

Nissan Leaf là mẫu ô tô điện có chế độ lái 1 bàn đạp

Những lợi ích của hệ thống phanh tái sinh năng lượng

Một trong những lợi ích lớn của hệ thống phanh tái sinh năng lượng chính là giúp xe hybrid đi được xa hơn với cùng 1 bình xăng hoặc ô tô điện chạy được lâu hơn trước khi hết pin, đặc biệt nếu người lái thường xuyên phải dừng lại, ví dụ lúc tắc đường. Đây cũng là lý do vì sao trang bị này thường xuất hiện trên xe hybrid và ô tô điện.

Ngoài ra, hệ thống phanh tái sinh năng lượng còn giảm tải cho hệ thống phanh thông thường của xe. Nhờ phanh tái sinh năng lượng, người lái sẽ không cần phải dùng nhiều đến phanh thường nữa. Theo nhiều trung tâm dịch vụ bảo dưỡng, trên những xe hybrid và ô tô điện có hệ thống phanh tái sinh năng lượng, hệ thống phanh thông thường sẽ được giữ gần như mới. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ phanh và giảm chi phí bảo dưỡng, sửa chữa.

Nhược điểm của phanh tái sinh năng lượng

Nhìn chung, phanh tái sinh năng lượng không có nhiều nhược điểm. Điểm yếu lớn nhất của hệ thống này có lẽ là cảm giác kỳ lạ ở chân phanh trước khi đĩa phanh và cùm phanh hoạt động. Các nhà sản xuất đã tìm cách để che giấu cảm giác nảy của chân phanh nhưng một số người lái vẫn có thấy gián đoạn và thiếu một cái gì đó. Điều này có thể gây ra tâm lý bất an hoặc thiếu tự tin cho người lái vì không biết phanh như thế đã đủ hay chưa.

Ngoài ra, hệ thống phanh tái sinh năng lượng có thể cung cấp lực hãm không bằng phanh ma sát thông thường, đòi hỏi người lái phải đạp chân phanh mạnh hơn. Người điều khiển nên lưu ý khả năng này và điều chỉnh thói quen lái xe của mình cho phù hợp.

Vì sao xe hybrid và ô tô điện vẫn phải dùng phanh ma sát truyền thống?

Dù đã có hệ thống phanh tái sinh năng lượng nhưng xe hybrid và ô tô điện vẫn được trang bị cả phanh ma sát truyền thống để dùng trong nhiều trường hợp như bổ sung lực hãm khi cần dừng gấp. Ngoài ra, xe cũng cần phanh truyền thống để đứng yên một chỗ.

Tuy có hệ thống phanh tái sinh năng lượng nhưng xe hybrid và ô tô điện vẫn cần dùng phanh ma sát truyền thống