Каждый раз, когда вы нажимаете на тормоз автомобиля, вы тратите энергию. Физика говорит нам, что энергию невозможно уничтожить. Поэтому, когда ваша машина замедляется, кинетическая энергия, которая двигала ее вперед, должна куда-то деваться. Большая часть его просто рассеивается в виде тепла и становится бесполезной. Та энергия, которую можно было бы использовать для совершения работы, по сути тратится впустую.
Можете ли вы, водитель, что-нибудь сделать, чтобы не тратить зря эту энергию? Не совсем. В большинстве автомобилей это неизбежный побочный эффект торможения, и невозможно управлять автомобилем, не нажимая время от времени на тормоза. Но автомобильные инженеры много думали над этой проблемой и придумали своего рода тормозную систему, которая может улавливать большую часть кинетической энергии автомобиля и преобразовывать ее в электричество, чтобы ее можно было использовать для подзарядки автомобильных аккумуляторов. Эта система называется рекуперативным торможением.
В настоящее время тормоза такого типа в основном встречаются в гибридных автомобилях, таких как Toyota Prius, и в полностью электрических автомобилях, таких как Tesla Roadster. В таких транспортных средствах поддержание заряда аккумулятора имеет большое значение. Однако впервые эта технология была использована в троллейбусах, а затем нашла применение в таких необычных местах, как электрические велосипеды и даже гоночные автомобили Формулы-1.
В традиционной тормозной системе тормозные колодки создают трение о тормозные диски, замедляя или останавливая транспортное средство. Между замедленными колесами и поверхностью дороги создается дополнительное трение. Именно это трение превращает кинетическую энергию автомобиля в тепло. С другой стороны, при рекуперативном тормозе большую часть торможения выполняет система, которая приводит в движение автомобиль. Когда водитель нажимает на педаль тормоза электрического или гибридного автомобиля, эти типы тормозов переводят электродвигатель автомобиля в режим реверса, заставляя его двигаться назад, тем самым замедляя колеса автомобиля. При движении задним ходом двигатель также действует как электрический генератор, производя электричество, которое затем подается в аккумуляторы автомобиля. Эти типы тормозов работают лучше на определенных скоростях, чем на других. Фактически, они наиболее эффективны в ситуациях вождения с остановками и движениями. Однако гибриды и полностью электрические автомобили также имеют фрикционные тормоза как своего рода резервную систему в ситуациях, когда рекуперативное торможение просто не обеспечивает достаточной тормозной мощности. В таких случаях водителям важно помнить о том, что педаль тормоза может по-разному реагировать на давление. Иногда педаль опускается сильнее к полу, чем обычно, и это ощущение может вызвать кратковременную панику у водителей.
На следующих страницах мы более подробно рассмотрим, как работает система рекуперативного торможения, и обсудим причины, по которым рекуперативное торможение более эффективно, чем типичная фрикционная тормозная система.