減速回生ブレーキとは?発電するモーターの抵抗で減速する仕組み【バイク用語辞典:電動バイク編】

■回収した電気エネルギーでバッテリを充電して燃費向上やEV航続距離延長に活用

●減速回生力は弱いので通常の油圧ブレーキと協調させながら制動力を制御

バイクでもクルマと同様、EVやハイブリッド車が出現してきました。電動バイクでは、モーター(発電機)が回転して発電するときの回転抵抗力を制動力として利用する減速回生ブレーキを採用しています。

電動バイクで使われる減速回生ブレーキについて、解説していきます。

●減速回生ブレーキとは

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て、その摩擦力によってバイクを減速、停止させます。制動エネルギーを摩擦熱に変換しているのです。

電動バイクで使うモーターは、可逆の電気機械変換器なので発電機としても使えます。通常はモーター(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ことができます。これを減速回生ブレーキと呼びます。

このとき発電機で発生する電気エネルギーは、車載バッテリ(通常は、リチウムイオン電池)を充電することによって回収されます。バッテリ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。

●減速回生ブレーキの操作

協調回生ブレーキの動作例
協調回生ブレーキの動作例

回生ブレーキだけでは十分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と組み合わせたブレーキ協調回生が行われます。回生ブレーキと油圧ブレーキの組み合わせ方法は、バイクによって異なりますが、例えば後輪にモーターを搭載した電動バイクのブレーキは、次のように働きます。

ブレーキレバーをわずかに握ると、後輪のモーターによる回生ブレーキが働き、さらに握ると回生ブレーキ+油圧ブレーキが働きます。また、もう一方のブレーキレバーは、前輪の油圧ブレーキと後輪の回生ブレーキが働くようになっています。

●ブレーキ・バイ・ワイヤ

モーターを利用した減速回生ブレーキと、油圧ブレーキを組み合わせる協調ブレーキシステムでは、油圧ブレーキの電子制御化が必要です。また、最近採用が義務化されているABS(アンチロックブレーキシステム)やCBS(前後輪連動ブレーキシステム)などでもブレーキを統合した電子制御システムが不可欠です。

電動バイクでは、ブレーキレバーや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、ブレーキレバーや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。


ブレーキが単なる「止まる」という役目だけでなく、減速エネルギーをより多く回生して通常走行時の加速や燃費改善に活用するという具合に、その役目が拡大されつつあります。電動バイクにとって、減速回生ブレーキの活用は不可欠な技術ですが、通常のガソリン車でも大容量のモーター/発電機とリチウムイオン電池を搭載すれば、クルマのマイルドハイブリッドと同じような効果が得られます。

(Mr.ソラン)

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