【今さら聞けない】ハイブリッドやEVの回生ブレーキってどんなブレーキ?

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発電するために吸収する力を減速に使うこと

回生というのは「生き返る」「蘇る」という意味です。クルマや電車では、運動エネルギーを再び使えるエネルギーへと戻す、つまり電気に変換することを回生といいます。回生してバッテリーなどに貯えておいて、必要になった時に使用するわけです。

本来であればブレーキなどによって物理エネルギーは摩擦熱へと変わり、熱として発散されます。その一部分を回生し再利用することで、エネルギーロスを小さくします。つまり、エネルギーのリサイクルなんですね。

回生ブレーキというのは、制御の名前です。そういうメカニズムが存在するわけではありません。モーターは電気を与えると力を出しますが、逆に発電させようとすると力を吸収します。この吸収する力をブレーキとして使うわけです。

ドライバーがブレーキを踏むとコンピューターが回生ブレーキを作動させます。ただ回生ブレーキは起動にタイムラグがあり、駆動輪にしか作動しませんからブレーキとしては不完全です。そこで通常の油圧ブレーキも共存させています。

もう少し具体的に説明しましょう。ドライバーがブレーキを踏むと、まず油圧ブレーキが作動します。コンピューターは回生ブレーキを作動させ、ドライバーが求めているブレーキの強さを判定して、回生ブレーキの強さを制御します。

そして同時に、その分だけ油圧ブレーキを弱くします。油圧ブレーキ+回生ブレーキがクルマのブレーキ力になりますから、調整する必要があります。このシステムは回生協調ブレーキと呼ばれています。

初期の回生ブレーキは、油圧ブレーキの上に弱く一定の回生ブレーキを重ねるものでした。しかし、それでは回生量が少ないので、最大限の回生量が確保できる回生協調ブレーキへ進化しました。

アクセルオフでの回生による減速は単に「回生」と呼ぶ

またEVなどでは、ブレーキを踏まなくてもアクセルオフした時などに、強い回生をするシステムもあります。さらに、通常のエンジンブレーキに相当するような、ごく弱い回生を作動させるシステムもあります。それらの制御は一般的に回生ブレーキとは呼ばず、単に回生と呼ばれています。

ハイブリッドカーなどでブレーキを踏むと、減速Gが安定しないと感じることが多いと思います。弱くブレーキングすると、とくにその傾向が強くなります。それはブレーキに関わるいろいろな力が入り交じるからです。

油圧ブレーキと回生ブレーキだけでなく、エンジンブレーキや発電制御のオン・オフなど、ブレーキだけでなく走行抵抗になる部分も細かく変動してしまうからです。こういう部分では、まだまだ制御の完成度が低いシステムも存在しています。

回生ブレーキ制御があることで、ハイブリッドカーは燃費を伸ばし、EVは航続距離を伸ばすことができます。とくにガソリンエンジン車の燃費が向上したことで、同じ車種でハイブリッドカーとの実用燃費の差は15%程度ということもあります。

そうしたなかで、大きな燃費メリットを生むのが回生ブレーキということになります。

(文:岡村神弥)