ผู้ผลิตรถยนต์ใช้วิธีการหลายอย่างเพื่อให้รถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEV หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า EV) มีประสิทธิภาพมากที่สุด วิธีหนึ่งคือการปรับปรุงหลักอากาศพลศาสตร์โดยรวมเพื่อให้รถตัดผ่านอากาศได้ง่าย อีกวิธีหนึ่งคือการลดแรงต้านการหมุนของยางให้เหลือน้อยที่สุดโดยการใช้ยางที่มีส่วนผสมของวัสดุที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ แต่หนึ่งในวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการเพิ่มประสิทธิภาพของรถยนต์คือการใช้ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน หรือที่เรียกว่าระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน

แต่ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนคืออะไร? พูดง่ายๆ ก็คือ เป็นวิธีในการนำพลังงานที่สูญเสียไปกลับคืนมาในขณะที่ชะลอความเร็วของรถ ไม่ว่าจะโดยการปล่อยให้รถไหลไปเองหรือการเบรก แม้ว่าจะมีหลายความคิดเห็นเกี่ยวกับผลกระทบต่อประสบการณ์การขับขี่ แต่สิ่งหนึ่งที่แน่นอนคือ เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยรวมของรถยนต์ไฮบริดหรือรถยนต์ไฟฟ้า

พื้นฐานของระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน

ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนคือการสร้างพลังงานกลับคืนมาในขณะที่เบรก แนวคิดพื้นฐานนั้นตรงกันข้ามกับวิธีการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า ขณะที่มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนล้อในระหว่างการเร่งความเร็ว ล้อจะหมุนมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าในระหว่างการลดความเร็ว โดยพื้นฐานแล้วคือการกลับทิศทางการไหลของอิเล็กตรอนและส่งกลับไปยังแบตเตอรี่

การเปลี่ยนแปลงของแรงเฉื่อยภายใต้การเบรกทำให้เกิดความร้อน ระบบเบรกแบบดั้งเดิมทุกระบบทำเช่นนี้ เมื่อคาลิเปอร์เบรกจับกับจานเบรก แรงเสียดทานระหว่างสองพื้นผิวคือสิ่งที่ทำให้รถชะลอตัวลง ทำให้เกิดความร้อนขึ้น

การเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน (Regenerative braking) ใช้แรงเบรกนั้นในการหมุนมอเตอร์ไฟฟ้าและเปลี่ยนให้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดหนึ่ง

ประเภทต่างๆ ของการเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน

การเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนมีหลายรูปแบบ:

• การดึงพลังงานกลับคืนในระหว่างการเบรก
• การดึงพลังงานกลับคืนเมื่อผู้ขับขี่ยกเท้าออกจากคันเร่ง

ยิ่งแรงเบรกมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งดึงพลังงานกลับคืนมาได้มากขึ้นเท่านั้น เช่นเดียวกับปริมาณแรงต้านที่ใช้เมื่อผู้ขับขี่ยกเท้าออกจากคันเร่ง ซึ่งมักเรียกว่าการขับขี่แบบใช้แป้นเหยียบเดียว (one-pedal driving)

การขับขี่ด้วยแป้นเหยียบเดียว

การขับขี่ด้วยแป้นเหยียบเดียว (One-Pedal Driving หรือ OPD) หมายถึงการที่ผู้ขับขี่ใช้เพียงแป้นคันเร่งขณะบังคับพวงมาลัยรถยนต์ไฟฟ้าหรือรถยนต์ไฮบริด แรงต้านเมื่อผู้ขับขี่ปล่อยคันเร่งนั้นคล้ายคลึงกับแรงต้านเมื่อเหยียบเบรก ดังนั้นจึงเป็นการขับขี่ด้วยแป้นเหยียบเพียงแป้นเดียว

ผู้ผลิตรถยนต์ได้ออกแบบและพัฒนาระบบการขับขี่ด้วยแป้นเหยียบเดียวให้มีระดับ OPD ที่แตกต่างกัน ตั้งแต่แทบไม่มีแรงต้านไปจนถึงแรงต้านที่มากพอสมควร ยิ่งมีแรงต้านมากเท่าไหร่ การชาร์จก็จะยิ่งเกิดขึ้นมากเท่านั้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มระยะทางการขับขี่ของรถ

การขับรถที่มีระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน (regenerative braking) นั้นต้องใช้เวลาในการปรับตัวสักระยะ การขับขี่ด้วยแป้นเหยียบเดียวอาจรู้สึกแปลกๆ ในช่วงแรก และบางคนอาจไม่ชอบ การขับขี่อย่างราบรื่น—หมายถึงการขับขี่โดยไม่ใช้เบรกอย่างรุนแรง—อาจทำได้ยากขึ้นสำหรับบางคน เนื่องจากแรง G ในแนวยาวที่เปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน (ระหว่างการเร่งความเร็ว การแล่น และการเบรก) นั้นเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว และต้องใช้ความระมัดระวังจากผู้ขับขี่มากขึ้นเพื่อควบคุมให้ราบรื่น

ไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังอาจทำให้ผู้โดยสารหรือแม้แต่ผู้ขับขี่รถยนต์คนอื่นๆ สับสนกับประสบการณ์การใช้งานที่ให้ความรู้สึกเหมือนเปิด/ปิดสวิตช์

ประโยชน์ของการเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน

เป็นสิ่งสำคัญที่ผู้บริโภคควรเรียนรู้ข้อดีและข้อเสียของการเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน เพื่อประกอบการตัดสินใจอย่างรอบคอบก่อนซื้อรถยนต์ไฮบริดหรือรถยนต์ไฟฟ้า ประโยชน์ที่สำคัญที่สุดของการเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนคือ ช่วยยืดระยะทางที่รถสามารถวิ่งได้ระหว่างการชาร์จแต่ละครั้ง

รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดแบบอ่อน (MHEV) และรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก (PHEV) มีแบตเตอรี่ขนาดเล็กกว่ารถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ (BEV) ดังนั้นจึงใช้การเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนน้อยกว่าในการชาร์จกลับมาเต็ม 100 เปอร์เซ็นต์ นั่นหมายความว่าแบตเตอรี่อาจใช้งานได้ตลอดการขับขี่ปกติในชีวิตประจำวันรอบเมืองโดยไม่ต้องเสียบปลั๊กชาร์จ

การเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนยังช่วยให้การเบรกมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากระบบสร้างพลังงานกลับคืนช่วยในการชะลอความเร็วของรถ จึงทำให้เกิดความร้อนและการสึกหรอในระบบเบรกแบบดั้งเดิมของรถน้อยลง รักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมเมื่อใช้งาน ไม่เพียงเท่านั้น การใช้มอเตอร์เพื่อชะลอความเร็วของรถยังหมายถึงการใช้ระบบเบรกแบบเดิมน้อยลง ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของระบบเบรกและลดความจำเป็นในการเปลี่ยนชิ้นส่วนต่างๆ ตลอดอายุการใช้งานของรถ

เมื่อพูดถึงการขับขี่ที่เน้นสมรรถนะ Hyundai IONIQ 5 N เป็นรถยนต์ไฟฟ้าสมรรถนะสูงที่ใช้ประโยชน์จากระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน (regenerative braking) เพื่อเพิ่มระยะเวลาในการขับขี่ในสนามแข่ง เช่น การขับขี่ในวันแข่งรถ (หรือที่เรียกกันทั่วไปว่ากิจกรรมการขับขี่สมรรถนะสูง) นอกจากนี้ การนำระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนมาใช้ในการเบรกในสนามแข่งจะทำให้การเบรกและการควบคุมคันเร่งราบรื่นยิ่งขึ้น ซึ่งเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการเพิ่มประสิทธิภาพการยึดเกาะของยางและทำเวลาต่อรอบได้เร็วขึ้น

สรุปเกี่ยวกับระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน

ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนไม่ได้กู้คืนพลังงานในปริมาณที่แน่นอนของพลังงานที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของรถ ตัวอย่างเช่น ปริมาณพลังงานที่ใช้ในการเร่งความเร็วไปถึง 30 ไมล์ต่อชั่วโมงแล้วเบรกจนหยุดนิ่งนั้น ไม่ได้ถูกกู้คืนทั้งหมดผ่านระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน

แต่ในทางกลับกัน มันเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการใช้ประโยชน์จากสิ่งที่ได้รับการออกแบบมาแล้วในรถยนต์ ทำให้ระยะทางที่วิ่งได้ระหว่างการเสียบปลั๊กชาร์จเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ไม่เพียงเท่านั้น ยังช่วยลดการสึกหรอของระบบเบรกแบบเดิมของรถยนต์ จึงช่วยยืดอายุการใช้งาน ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนผ้าเบรกน้อยลงและประหยัดเงินได้มากขึ้น

บางคนอาจไม่ชอบความรู้สึกเหมือนเปิด/ปิดสวิตช์ของระบบชาร์จไฟกลับ (OPS) แต่โชคดีที่ผู้ผลิตมีระดับการชาร์จไฟกลับที่แตกต่างกันเพื่อให้เหมาะกับพฤติกรรมการขับขี่ของแต่ละคน การชาร์จไฟกลับเป็นกระบวนการแบบพาสซีฟและปรับตัวได้ง่าย แต่เหนือสิ่งอื่นใด มันช่วยเพิ่มระยะทางของรถยนต์ไฮบริดหรือรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งช่วยปรับปรุงการปล่อยมลพิษโดยรวมของรถยนต์โดยสารเพื่อช่วยให้เรามีโลกที่เขียวขจีและปราศจากมลพิษมากขึ้น