Phanh truyền thống và năng lượng bị mất
Công nghệ phanh đã không thay đổi nhiều trong vòng một trăm năm qua, nhưng phanh tái sinh không đại diện cho sự thay đổi biển theo cách chúng ta nghĩ về phanh. Những tiến bộ đã phần lớn lặp đi lặp lại thay vì sáng tạo, giống như sự chuyển đổi từ phanh trống sang phanh đĩa. Ngoài ra còn có những tiến bộ đáng kể trong vật liệu vật lý mà má phanh được tạo ra, dẫn đến vật liệu ma sát kéo dài hơn, tạo ra ít bụi hơn và ít có khả năng gây tiếng ồn hơn. Các công nghệ như hệ thống chống bó cứng phanh cũng giúp công nghệ phanh an toàn hơn, nhưng nguyên tắc cơ bản của việc chuyển động năng lượng thành nhiệt vẫn không thay đổi.
Phanh truyền thống hoạt động tốt, nhưng chúng cực kỳ lãng phí. Mỗi khi bạn đạp bàn đạp phanh xuống, bạn đang giảm tốc độ trên bánh xe của bạn với lực lượng hàng ngàn pound áp lực thủy lực. Cơ chế chính xác liên quan đến cánh quạt kim loại hình đĩa, được kẹp giữa mỗi lốp và bánh xe trung tâm, được vắt giữa các miếng đệm hữu cơ, kim loại hoặc gốm. Trong các loại xe cũ hơn, sử dụng trống và giày phanh ít hiệu quả hơn. Trong cả hai trường hợp, chiếc xe chậm lại do ma sát to lớn được tạo ra giữa các miếng đệm và đĩa hoặc giày và trống. Đó là ma sát cơ bản biến động năng thành năng lượng nhiệt (và đôi khi rất nhiều tiếng ồn), và chiếc xe của bạn làm chậm kết quả.
Vấn đề với hệ thống phanh truyền thống là động cơ của bạn phải tiêu tốn rất nhiều nhiên liệu để tạo ra động năng đó, và về cơ bản nó bị lãng phí khi phanh của bạn biến nó thành nhiệt. Ý tưởng cơ bản đằng sau phanh tái tạo là một loạt các công nghệ làm cho nó có thể lấy lại một phần của động năng đó, chuyển đổi nó thành điện, và sau đó tái sử dụng nó.
Làm thế nào để phanh tái sinh làm việc?
Hình thức phổ biến nhất của công nghệ phanh tái sinh tái tạo một động cơ điện như một máy phát điện, đó là lý do tại sao phanh tái sinh thường được tìm thấy trong xe hybrid và xe điện. Trong quá trình hoạt động bình thường, động cơ điện rút nguồn từ pin và sử dụng nó để di chuyển xe. Khi bàn đạp phanh bị suy giảm, động cơ điện có thể đảo ngược quá trình này và nạp điện trở lại vào pin. Điều đó có thể giúp giữ pin được sạc mà không cần cắm vào xe điện hoặc sử dụng thiết bị phát điện trong máy lai, dẫn đến tăng hiệu suất.
Kể từ khi phanh tái tạo có hiệu quả biến động năng thành điện, chúng có thể làm chậm xe xuống. Tuy nhiên, có những hạn chế đối với hiệu quả của hệ thống phanh tái tạo. Một trong những vấn đề chính là hệ thống phanh tái sinh không hoạt động tốt ở tốc độ thấp vì chúng hoạt động ở tốc độ cao. Do giới hạn vốn có trong hệ thống phanh tái tạo, hầu hết các xe cũng được trang bị hệ thống phanh truyền thống bổ sung.
Hạn chế của phanh tái tạo
Ngoài sự sụp đổ tự nhiên của hiệu quả phanh tái tạo ở tốc độ thấp, công nghệ cũng bị một số hạn chế khác. Một số đáng chú ý nhất bao gồm:
- Phanh tái tạo chỉ hoạt động trên “bánh lái”.
- Phanh tái tạo thường không cung cấp đủ lực phanh trong điều kiện dừng hoảng loạn.
- Hiệu quả của một hệ thống tái sinh bị hạn chế bởi các yếu tố như khả năng của hệ thống lưu trữ năng lượng và đầu ra của động cơ điện.
- Các hệ thống tái sinh truyền thống không tương thích với các loại xe không dùng điện, không lai.
- Một số hệ thống tái sinh buộc phải sử dụng bổ sung "động lực phanh" mà không lưu trữ động năng khai hoang.
Phanh điện dung và động cơ đốt truyền thống
Kể từ khi hệ thống phanh tái tạo thường dựa vào động cơ điện của họ để tạo ra điện, họ vốn không tương thích với các loại xe sử dụng động cơ đốt trong. Tuy nhiên, có một số công nghệ tái tạo thay thế có thể được áp dụng cho động cơ đốt trong truyền thống. Một hệ thống như vậy sử dụng các tụ điện lớn để nhanh chóng lưu trữ và giải phóng điện, sau đó được truyền qua một máy biến áp bước xuống. Đầu ra 12-volt sau đó được đưa vào hệ thống điện của xe, trong đó có một số tải ra khỏi động cơ. Công nghệ này hiện có thể tăng hiệu suất nhiên liệu lên tới 10%, mặc dù vẫn còn trong giai đoạn trứng nước.
Những chiếc xe sử dụng phanh tái tạo?
Hầu hết các xe hybrid và xe điện sử dụng một số loại hệ thống phanh tái tạo. Các OEM như Chevrolet, Honda, Nissa, Toyota, và Tesla đều trên tàu sớm với công nghệ phanh tái tạo trong xe hybrid và xe điện của họ. Các loại xe không lai sử dụng một số loại phanh tái tạo bao gồm ít phổ biến hơn đáng kể, nhưng BMW và Mazda đều chấp nhận sớm công nghệ này trong một số mẫu xe nhất định.