Phanh tái sinh - trang bị không thể thiếu trên ô tô điện

Phanh tái sinh (regenerative brake) có vai trò rất quan trọng và gần như không thể thiếu đối với mọi chiếc xe hybrid và xe điện trên thị trường. Đây là chìa khóa mang lại lợi thế cho hệ thống truyền động điện. Nhờ khả năng tạo ra điện khi phanh, công nghệ này cho phép chiếc xe tiết kiệm một phần năng lượng.

Phanh là nguyên tắc cơ bản giúp xe di chuyển chậm lại trong hơn 100 năm qua. Đạp phanh một quá trình không thể đảo ngược (irreversible), trong đó nhiệt được tỏa ra vào không khí xung quanh xe, cản trở sự chuyển động, đó là một sự lãng phí năng lượng.

Đây chính xác là nguyên do người ta phát minh nên phanh tái sinh. Thay vì chỉ đơn giản làm cho xe ô tô đi chậm lại, phanh tái sinh sử dụng điện trở (vốn có của một máy phát điện) để vừa làm giảm tốc độ của xe mà vừa tạo ra thêm điện, nạp lại cho pin.

Điều tuyệt vời nhất của phanh tái sinh khi xe không cần thêm bất kỳ một thiết bị phần cứng nào. Xe hybrid và xe điện vẫn được trang bị phanh truyền thống thông thường, thay vào đó khi người lái buông chân ga, động cơ điện sẽ tạm thời trở thành một máy phát điện. Lúc này, máy phát tạo ra điện năng nạp về pin cao áp. Hiệu ứng của hiện tượng này có tác dụng làm chậm xe. Như vậy, đĩa phanh và cùm phanh sẽ không cần phải hoạt động để giảm tốc độ.

Dựa vào nguyên lý này, nhiều nhà sản xuất ô tô điện đã tận dụng để người lái có thể hoàn toàn không dùng đến chân phanh. Thay vì phải đạp bàn đạp phanh, chỉ cần nhả chân ga thôi thì phanh tái sinh cũng sẽ hoạt động theo nhiều mức độ khác nhau. Nhiều nhà sản xuất xe hơi gọi đây là kỹ thuật lái xe một bàn đạp (one-pedal driving).

Trong trường hợp cần mô men phanh lớn hơn, xe sẽ cần sự trợ giúp của hệ thống phanh truyền thống trên xe. Khi đó, ECU đảm nhận nhiệm vụ tính toán và phân chia lực phanh, đảm bảo rằng tổng mô men phanh giữa hệ thống phanh ma sát và phanh tái sinh luôn ở mức 100%.

Tất nhiên, quá trình thu hồi và tái tạo điện năng vẫn tồn tại thất thoát, nhưng dù sao thì thu được một lượng nhỏ năng lượng cũng sẽ hiệu quả hơn là lãng phí hoàn toàn với phanh thông thường.

Hiện nay, nhiều hãng xe đang tìm cách giảm thiểu phần năng lượng bị lãng phí và nỗ lực làm cho chiếc xe di chuyển xa hơn. Đối với xe hybrid, phanh tái sinh sẽ giúp cải thiện phạm vi di chuyển với cùng một bình xăng (hoặc dầu diesel). Tương tự đối với xe thuần điện, dung lượng pin cũng sẽ được duy trì tốt hơn, từ đó giúp tiết kiệm chi phí cho người dùng và bảo vệ môi trường.

Nhiều trung tâm dịch vụ cho biết tình trạng của hệ thống phanh trên phần lớn xe điện và hybrid sau một thời gian sử dụng vẫn trong tình trạng khá mới. Rõ ràng, công nghệ phanh tái sinh giúp tăng tuổi thọ của phanh ma sát và giảm chi phí bảo trì.

Có thể thấy rằng phanh sinh tạo mang lại một ý nghĩa đáng kể trong sự phát triển của ngành công nghiệp xe hơi ở hiện tại và cả tương lai. Hiện nay, những yêu cầu về cắt giảm khí thải và bảo vệ môi trường đang ngày càng khắt khe, đồng thời nhiên liệu hóa thạch cũng dần cạn kiệt. Do đó, những công nghệ mang tính bền vững và có khả năng tái tạo sẽ là hạt nhân cho sự phát triển của ngành xe hơi.