Hệ thống phanh tái tạo trên ô tô điện

Phanh tái tạo (Regenerative Braking) là tính năng cốt lõi giúp xe điện (EV) đạt được hiệu suất năng lượng vượt trội. Khác với phanh ma sát truyền thống tiêu tán động năng thành nhiệt vô ích, phanh tái tạo sử dụng động cơ điện như một máy phát điện khi xe giảm tốc, chuyển hóa động năng thành điện năng và nạp ngược vào pin. Quá trình "tái chế năng lượng" này có ý nghĩa cực kỳ quan trọng, đóng góp đáng kể, ước tính từ 15% đến 25% vào tổng phạm vi di chuyển của xe, đặc biệt trong các điều kiện lái xe dừng/chạy liên tục trong đô thị. Tuy nhiên, việc điều khiển phanh tái tạo phải được quản lý thông minh để cân bằng hai yếu tố then chốt: tối đa hóa năng lượng phục hồi để tăng hiệu quả sử dụng pin, đồng thời đảm bảo sự ổn định và an toàn của xe, mang lại cảm giác phanh nhất quán cho người lái trong mọi tình huống giảm tốc.

Việc điều khiển phanh tái tạo được thực hiện bởi một hệ thống điều khiển trung tâm phức tạp, thường là Hệ thống Phanh Điện Tử (Brake-by-Wire - BBW). Khi người lái đạp phanh, BBW sẽ nhanh chóng tính toán tổng lực phanh cần thiết và quyết định tỷ lệ phân bổ lực này giữa phanh điện tử (tái tạo) và phanh ma sát vật lý (thủy lực). Ưu tiên hàng đầu luôn là Phanh Tái Tạo, sử dụng mô-men xoắn âm của động cơ để giảm tốc và nạp điện. Tuy nhiên, mức độ phanh tái tạo bị giới hạn bởi khả năng của pin (trạng thái sạc, nhiệt độ pin) và tốc độ xe. Khi lực phanh yêu cầu vượt quá khả năng tái tạo hoặc khi xe sắp dừng hẳn, BBW sẽ kích hoạt và điều chỉnh Phanh Ma Sát để bổ sung chính xác phần lực còn thiếu. Mục tiêu kỹ thuật là tạo ra một quá trình chuyển đổi lực phanh (blending) mịn màng giữa hai cơ chế, đảm bảo dù lực phanh đến từ điện hay ma sát, người lái luôn cảm nhận được lực hãm ổn định và đúng với áp lực tác động lên bàn đạp phanh.

Phanh tái tạo được áp dụng dưới nhiều hình thức để cải thiện trải nghiệm lái xe. Nổi bật nhất là chế độ "Lái xe một bàn đạp" (One-Pedal Driving), cho phép người lái điều khiển tốc độ xe gần như hoàn toàn bằng bàn đạp ga; khi nhấc chân ga, lực phanh tái tạo mạnh sẽ được kích hoạt để giảm tốc độ và thậm chí đưa xe dừng hẳn, tối đa hóa việc phục hồi năng lượng. Ngoài ra, các hệ thống điều khiển tiên tiến đang phát triển theo hướng thông minh hơn. Chức năng Phục hồi Thích ứng (Adaptive Regeneration) sử dụng dữ liệu từ cảm biến radar, camera và bản đồ định vị để tự động điều chỉnh mức độ phanh tái tạo. Ví dụ, hệ thống có thể tăng lực tái tạo khi phát hiện xe phía trước giảm tốc hoặc khi xe sắp vào khu vực giới hạn tốc độ, giúp tối ưu hóa năng lượng mà không cần người lái can thiệp liên tục. Xu hướng này hướng tới việc tích hợp sâu Phanh Tái Tạo vào các hệ thống hỗ trợ lái xe nâng cao (ADAS), sử dụng thuật toán dự đoán và trí tuệ nhân tạo (AI) để đảm bảo quá trình phục hồi năng lượng là hiệu quả và an toàn nhất có thể trong mọi kịch bản giao thông.