【自動車用語辞典:ブレーキ「回生」】タイヤの回転を電気エネルギーとして回収するお得な仕組み

■電気エネルギーを電池に充電して駆動力に使う

●日産はアクセルオフによる回生も採用

HEVやPHEV、EVなど電動車は、制動エネルギーを電気エネルギーとして回収する回生ブレーキシステムによって、燃費向上やEV航続距離の延長を実現しています。

電動車の制動システム、回生ブレーキの仕組みや効果について、解説していきます。

●回生ブレーキとは

通常の油圧ブレーキは、車輪と一緒に回転するディスクやドラムに摩擦材を押し付け摩擦力によって、クルマを減速、停止させます。制動エネルギーを摩擦熱に変換しています。

モーター/発電機を搭載している電動車は、制動エネルギーを電気に変換する回生ブレーキを活用します。回生ブレーキでは、減速時やブレーキをかけたときにモーター/発電機の回転抵抗を制動力として利用します。このとき発電機で発生する電気量は、車載電池を充電することによって回収されます。

電池に充電された電気エネルギーは、走行中に燃費向上やEVの航続距離延長のために再利用されます。

通常のエンジン車でも、オルターネーター(発電機)を使って減速時に少量ながら回生を行っています。回生量が小さいため、燃費改善効果は限定的です。

●モーターは発電機にもなる

モーターは、可逆の電気機械変換器なので発電機としても使えます。通常は動力源として使いますが、ブレーキをかけたいときには発電機として作動させます。発電するときには回転抵抗が発生するため、これを制動力として利用しながら回転エネルギーを電気エネルギーに変換して回収するのです。

●協調回生ブレーキ

一般的には回生ブレーキだけで必要な制動力を確保するのは難しいので、通常の油圧ブレーキの制動力と組み合わせた協調回生が行われます。

協調回生ブレーキの基本的な作動原理は、以下の通りです。

減速(アクセルペダルから足を離す)直後は、弱めの回生ブレーキをかけます。その後、ドライバーがペダルをブレーキに踏み替えると、踏み込み速度や量から要求制動力を決定します。このとき、燃費を良くするためにできる限り回生ブレーキを効かせた上で、不足分を油圧ブレーキで補い要求された制動力を実現します。

●ブレーキ・バイ・ワイヤ

電動車の多くは、ブレーキペダルの操作とブレーキ作動が機械的でなく、電気的につながっている「ブレーキ・バイ・ワイヤ」システムを採用しています。

ブレーキ・バイ・ワイヤでは、ブレーキペダルの開度センサーの情報を使って、モーターによって油圧を発生させ、制御することによって制動力を働かせます。

回生ブレーキとの協調性が高く、またABS(アンチロックブレーキシステム)やESC(横滑り防止装置)などと融合しやすいというメリットがあります。

●日産のワンペダルによる回生制御

日産・リーフで採用しているワンペダル「e-ペダル」は、アクセル操作だけで発進から加減速、停止までを制御するユニークなシステムです。

アクセルを戻すと、強い回生ブレーキによってブレーキペダルを踏んだときと同等の減速感を実現します。停止後は、油圧ブレーキによって停止状態を保持します。

ストップ・アンド・ゴーが多い渋滞などでは、ペダルの踏み替えの必要がなく、運転の負担は軽減されます。ただし、独特の減速フィーリングに違和感を感じる人が多いかもしれません。


ブレーキが単なる「止まる」という役目だけでなく、通常走行時に安全に走る、良好な燃費で走るというように、その役目が拡大されつつあります。

ブレーキによって燃費を良くするという発想から、回生ブレーキは生まれてきました。

(Mr.ソラン)

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