Lái ôtô điện ít phải dùng phanh như xe xăng

Nguyên lý hoạt động của phanh tái tạo năng lượng giúp xe điện ghìm tốc ngay khi buông chân ga.

Trên ôtô động cơ đốt trong truyền thống, để dừng xe, tài xế phải đạp phanh, với cơ chế của phanh là dùng lực ma sát tạo ra khi ép đĩa phanh và má phanh, khiến chuyển động quay dừng lại. Phần năng lượng bị chuyển hóa thành nhiệt năng sẽ là hao phí. Với xe điện thì khác. Hệ thống phanh đĩa thủy lực sẽ chỉ là bổ sung, dùng trong các trường hợp muốn dừng nhanh, khẩn cấp. Còn lại, xe điện có một hệ thống phanh khác gọi là phanh tái tạo năng lượng, giúp xe ghìm tốc, tiến tới dừng hẳn ngay khi tài xế buông chân ga.

Cách hệ thống phanh tái tạo làm việc

Ngay khi tài xế buông chân ga, máy tính trung tâm sẽ hiểu là bạn muốn giảm tốc, và điều chỉnh để môtơ điện biến thành máy phát điện. Về cơ bản, khi đảo chiều từ trường (đảo chiều quay) là một chiếc mô tơ sẽ trở thành máy phát, với vai trò ngược nhau. Trong khi môtơ tiêu thụ điện để tạo chuyển động quay, thì máy phát lại quay để thu hồi, sinh ra điện.

Môtơ biến thành máy phát để thu hồi năng lượng, nạp vào pin.

Khi tài xế buông ga, lực ma sát, lực hãm sinh ra trong chuyển động quay sẽ sinh ra năng lượng. Năng lượng này sẽ được thu hồi giúp quay máy phát và nạp trở lại pin để dự trữ. Không có năng lượng nuôi chuyển động, đồng thời từ trường ngược của máy phát sẽ khiến xe giảm tốc và tiến tới dừng hẳn.

Phanh tái tạo năng lượng thay đổi cách những chiếc xe sử dụng năng lượng, nhưng đó mới chỉ là khởi đầu. Nó sẽ thay đổi cả cách lái xe nữa. Bằng cách tiếp cận này, một bàn đạp là đủ cho cả việc tăng ga lẫn giảm tốc độ.

Thực ra phanh tái tạo đã tồn tại từ rất nhiều năm. Các đoàn tàu và xe điện nhỏ đã sử dụng loại phanh này cách đây hơn thế kỷ. Vào năm 1967, AMC đã giới thiệu một mẫu xe điện ý tưởng có tên Amitron được trang bị phanh tái tạo.

Ngày nay, nó trở thành tính năng đặc biệt của các mẫu xe điện, bắt đầu từ sự ra đời của mẫu Tesla Roadster năm 2008. Các mẫu xe khác như BMW i3 hay Chevrolet Bolt đã áp dụng cơ chế chỉ một bàn đạp ga-phanh duy nhất.

Lái xe với chỉ một bàn đạp

Khi tài xế nhấn bàn đạp, xe vẫn tăng tốc như bình thường, nhưng sự khác biệt lớn xảy ra khi họ nhả chân ra. Thay vì bị siết lại dần, chiếc xe sẽ ngay lập tức giảm tốc, nhanh và dứt khoát hơn nhiều so với hành động nới lỏng chân ga ở xe truyền thống. Vậy nên để quen với việc giảm tốc độ, tài xế buộc nên làm quen với việc chỉ dùng một bàn đạp mà thôi, dù sẽ có một chút lạ lẫm lúc đầu.

Lái xe điện ít khi phải dùng tới phanh. Ảnh: Skynet Today

Tất nhiên những điều kiện đường sá khác nhau sẽ tạo ra khả năng dừng khác nhau. Ví dụ khi leo đèo dốc, xe sẽ hãm chậm hơn so với chạy đường bằng, bởi ảnh hưởng của trọng lực. Cũng nhờ nguyên lý này, tài xế đi xe điện lúc đổ đèo sẽ không phải lo lắng tới việc xe không thể hãm bằng cách về số thấp như động cơ xăng, dầu truyền thống.

Một trong những lợi ích lớn của cách phanh này là nó thực sự dễ dàng hơn cho những tài xế di chuyển trong điều kiện giao thông đông đúc, xe dừng nghỉ liên tục. Khi đó bàn đạp sẽ chuyển trạng thái chiếc xe nhanh chóng, thay vì phải xoay cổ chân qua lại liên tục giữa phanh và ga.

Ứng dụng hệ thống phanh tái tạo trên xe điện còn mang tới những lợi ích to lớn khác. Chi phí bảo trì sẽ giảm bởi hiếm khi tài xế phải dùng tới bàn đạp phanh phụ nếu họ không cần phải dừng xe lại trong các trường hợp gấp gáp. Các hạt bụi siêu nhỏ được tạo ra trong quá trình phanh của xe truyền thống cũng ít đi rất nhiều đối với hệ thống phanh trên xe điện – đây là một trong những tác nhân gây ô nhiễm không khí và nước. Khoảng cách phanh cũng ngắn lại, bởi vì chiếc xe sẽ ngay lập tức giảm tốc khi tài xế nhả bàn đạp ga, thay vì phải chuyển chân sang bàn đạp phanh bên trái theo cách cũ.

Và quan trọng hơn, năng lượng sẽ được tái tạo thay vì bị mất đi, từ đó hiệu suất xe tăng lên. Tesla tính toán, năng lượng được tái tạo hiệu quả tới 65% trong quá trình phanh của chiếc Roadster vào năm 2007.

Tuy vậy, hệ thống phanh tái tạo trên xe điện đòi hỏi tài xế cần cẩn thận hơn khi di chuyển trên đường trơn trượt. Bởi chiếc xe sẽ giảm tốc rất nhanh khi nhả bàn đạp ga, và vì thế lốp xe sẽ có xu hướng dễ bị mất độ bám hơn. Nhưng với bộ lốp tốt và cách tính toán phù hợp của nhà sản xuất, tình huống này có thể được giải quyết không quá phức tạp.