回生ブレーキとは?仕組みと原理、効率を理解する【自動車用語】

ハイブリッド車や電気自動車に搭載されている「回生ブレーキ」の仕組みや原理、実際に乗っているときはどのように作動しているのか、そしてその効率までご紹介します。

回生ブレーキとは?

出典:https://gazoo.com/

「回生ブレーキ」とは、通常はモーターへ電気を送り込んで車両や機器を動かしますが、その動いた車両や機器の運動エネルギーを活用して逆にモーターで発電を行い、電気エネルギー(回生エネルギー)として回収する仕組みのことをさします。

「回生ブレーキ」は、自動車だけでなく電車やエレベーター等のモーター(電動機)を搭載した車両や機器で広く使われています。

その電気エネルギーの回収時に一定の抵抗が生じるので車両にとってはブレーキとして機能することから「回生ブレーキ」と呼ばれています。

回生ブレーキの仕組み・原理

出典:http://energy-navi.com/

回生ブレーキでは、車輪の回転力をモーターへ伝え、モーターで電力を発生させ、車両に搭載した蓄電池を充電し、加速時の電力とします。

一般的にモーターは、電気を流すと回転するだけと思われがちですが、逆に外部から力を加えてモーターを回転させると、発電して電気を生み出すという特性を持っています。

したがって、電気自動車やハイブリッド車に搭載されているモーターは動力源として自動車を加速させるだけではなく、電気を作り出すジェネレーター(発電機)としての機能も兼ね備えています。

この特性を活用し、電気自動車やハイブリッド車では、アクセルを離した時に車輪が回り続けるエネルギーをモーターに伝えることで電気を生み出しています。 このときに、モーターが発電するときの抵抗が「ブレーキ」として機能するため、「回生ブレーキ」と呼ばれています。

回生ブレーキの作動プロセスとメリット

回生ブレーキの作動プロセス

電気自動車やハイブリッド車の回生ブレーキは以下の順序となります。
①運転者がアクセルを緩めたりアクセルオフの状態、または運転者がブレーキを踏むとモーターが駆動モードから電気を生み出すジェネレーターモードに切り替わります。
②駆動輪の回転エネルギーがモーターへ伝わり、モーターによる抵抗を活用して電気エネルギーへ変換します。
③電気は蓄電池(バッテリー)へ充電され、エネルギーとして再利用することができます。

また、車両が停止する直前等はモーターによる発電を行うための回転力がないので、通常のブレーキパッドによる摩擦ブレーキが活用されます。
急停車時も回生ブレーキではなく、4輪を個別で制御する必要があることから摩擦ブレーキが活用されます。

回生ブレーキのメリット

通常のガソリン車では摩擦ブレーキで放出されていたエネルギーを回収できるようになったことにより以下のメリットが生じています。

①電気自動車の航続距離の延長
②ハイブリッド車の燃費向上やCO2排出量の削減
③ブレーキパッドの寿命延長

最近ではF1の世界でも搭載されている回生ブレーキが搭載されてたりもするようです。

回生ブレーキの効率は進化し続けている!

出典:http://web.volkswagen.co.jp/

回生ブレーキの仕組みや原理について、いかがでしたでしょうか?
現在のところ、回生ブレーキの効率の具体的な数字は各社ともに公開していませんが、車両によって使用しているバッテリーの種類やブレーキ制御システムの違い、運転の仕方によって大幅に変わるとのことです。

回生ブレーキが搭載された当初は7~10%の燃費向上を目標とされていたとのことで、現在ではこれを上回っているのではないかと考えられます。

ハイブリッド車や電気自動車に乗っている方や検討されている方は是非ともご自身の愛車の回生ブレーキについて意識してみるとブレーキをかけるだけでも楽しくなるかもしれません。

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