Xe điện đang ngày càng được người tiêu dùng Việt Nam ưa chuộng nhờ sự tiện dụng, nhiều công nghệ và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, nhiều người tiêu dùng vẫn chưa hiểu rõ về chức năng phanh tái sinh được trang bị sẵn mỗi chiếc ô tô và xe máy điện. Bài viết này sẽ cung cấp những thông tin cơ bản cần biết về phanh tái sinh trên xe điện.

Phanh tái sinh là gì?

Hệ thống phanh phanh tái sinh hay còn gọi là tái tạo 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, từ đó lưu trữ vào ắc-quy hoặc pin.

Trước đây, công nghệ phanh tái sinh đã được trang bị phổ biến trên các dòng xe lai hybrid. Đặc biệt trên các dòng xe hiệu năng cao, năng lượng dư thừa sau mỗi cú phanh gấp là khá lớn nên nhiệm vụ của phanh tái sinh là tận dụng triệt để năng lượng thừa. Nguồn năng lượng này sẽ sạc ngược vào pin, sau đó pin sẽ sử dụng năng lượng này để hỗ trợ xe mỗi lúc tăng tốc hoặc di chuyển chậm ở chế độ thuần điện trong đô thị.

Đối với xe thuần điện, phanh tái sinh còn có tác dụng lớn hơn rất nhiều khi có thể tận dụng năng lượng ở cả những thời điểm chiếc xe giảm tốc.

Nguyên lý hoạt động của phanh tái sinh

Khi lái xe bình thường, động cơ điện (Electric motor/Generator) sẽ 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 và 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.

Dễ hiểu hơn, khi người lái nhả chân ga hoặc khi xe xuống dốc cần hãm tốc độ, hệ thống phần mềm điều khiển sẽ tự động đảo chiều quay từ trường motor, lúc này motor vừa giúp hãm tốc độ xe vừa biến thành máy phát điện để sạc ngược năng lượng vào pin.

Ưu và nhược điểm của phanh tái sinh

Trước hết cần phải nhắc đến là ưu điểm, bởi đây chính là lý do công nghệ phanh tái tạo năng lượng được trang bị tiêu chuẩn trên mỗi chiếc ô tô và xe máy điện.

Ưu điểm đầu tiên của phanh tái sinh là giúp tiết kiệm năng lượng 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.

Theo đánh giá của các chuyên gia ô tô, nếu sử dụng hiệu quả, hệ thống phanh tái sinh có thể tối ưu khả năng tiết kiệm nhiên liệu lên đến 30%.

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.

Tuy nhiên, phanh tái sinh cũng có nhược điểm cần lưu ý. Cụ thể, tính năng này chỉ hiệu quả rõ rệt 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 phanh tái sinh bị giới hạn. Do đó, các nhà sản xuất thường kết hợp cả 2 loại phanh để tối ưu hóa hiệu quả cho hệ thống phanh trên xe.

Một nhược điểm nữa dù không nhiều là việc trang bị thêm phanh tái sinh đồng nghĩa với việc tăng trọng lượng của 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 năng lượng trong quá trình di chuyển tốc độ cao.

Cách dùng phanh tái sinh hiệu quả

Khác biệt lớn nhất của phanh tái sinh trên ô tô điện với xe hybrid là hệ thống hoạt động nhiều ở những khi người lái giảm tốc độ xe mà không sử dụng đến phanh cơ học.

Nhờ vậy, khi di chuyển trong đô thị, người dùng nên kích hoạt chức năng phanh tái sinh để hệ thống này thực hiện giảm tốc ngay mỗi khi người lái nhả chân ga. Lúc này, chỉ cần nhả chân ga dứt khoát, hệ thống phanh tái sinh sẽ hoạt động (theo nguyên lý nêu trên) để vừa hãm tốc độ vừa nạp ngược năng lượng vào hệ thống pin.

Tuy nhiên, nếu tăng tối ưu khả năng tái sinh năng lượng, hành khách ngồi trong xe điện sẽ ít nhiều bị khó chịu do xe giảm tốc liên tục mỗi khi nhả chân ga. Đây là điểm khác biệt với khi xe không dùng phanh tái sinh.

Theo kinh nghiệm được chia sẻ bởi những người tiêu dùng yêu thích ô tô điện, phanh tái sinh hoạt động hiệu quả nhất là khi xe xuống dốc có độ nghiêng lớn.

Có thể so sánh với các loại xe thuần sử dụng động cơ đốt trong. Đối với những dốc lớn, các dòng xe cao cấp thường được trang bị tính năng an toàn là hỗ trợ đổ đèo. Tính năng này sẽ sử dụng động cơ để tự động hãm tốc độ khi đổ đèo, hạn chế việc người lái phải sử dụng phanh cơ học liên tục dẫn đến hư hại và mất an toàn, nhất là khi sử dụng phanh dầu.

Đối với xe điện, khi motor đảo ngược từ trường, tốc độ xe vừa được hãm lại vừa tái sinh nguồn năng lượng liên tục và lớn để sạc ngược vào pin.

Do đó, tuỳ từng trường hợp mà người dùng có thể kích hoạt và cài đặt mức độ phanh tái sinh, qua đó tận dụng tối đa những ưu điểm của công nghệ này.