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» 2012年08月31日 11時15分 UPDATE

キーワード解説:キーワード解説「回生ブレーキ」

電車は人々の生活に欠かせないものになったが、走行時に大きな電力を消費するという側面も持っている。最近話題を集めている電気自動車やハイブリッド車も電気をエネルギーとして走行する。電車や電気自動車などの運動エネルギーを利用して発電し、有効活用するブレーキが「回生ブレーキ」だ。

[笹田仁,スマートジャパン]

 回生ブレーキとは、電車や車などの運動エネルギーを利用して電気エネルギーを得るブレーキ。電車や電気自動車(EV)、ハイブリッド車(HV)は、モーターで走行する。通常時はモーターに電力を供給することで、モーターが回転し、車輪を回して車両を走行させる。

 一般にモーターは、電力を供給すると回転エネルギーを発生させ、外部から力を加えてモーターを回転させると電力を得られる。つまりモーターは発電機として利用できる。回生ブレーキはモーターを発電機として利用して電力を得る。

 電車や自動車を停止させるためにブレーキをかけると、車両は完全に停止するまでの間、慣性で前進し続ける。つまり、車輪は回り続ける。回生ブレーキは、回り続ける車輪の運動エネルギーでモーターを回転させて、電力を得る。同時に、モーターを回転させたときに内部の磁石と電磁石が発生させる抵抗によって、車両を減速させることができる。

 回生ブレーキの効率を上げる方法として、車両が停止する寸前まで回生ブレーキで減速させるようにする方法がある。かつては早いタイミングで機械式のブレーキを使用して車両を停車させていたが、最近は停車直前まで回生ブレーキで減速させる、つまり停車直前まで発電させることができるようになってきている。

 電車の場合、回生ブレーキで得た電力は架線に流し、ほかの電車が利用することが一般的になっている。EVやHVの場合、回生ブレーキで得た電力は、電源として搭載している蓄電池に充電する。EVの場合、こうすることで蓄電池の蓄電容量以上の電力を利用でき、より長い距離を走れるようになる。

 回生ブレーキを利用している機器としてはほかにエレベーターが挙げられる。例えば、大量の人員を載せて下降する場合、重力に任せて下降させてしまうと下降速度が上がりすぎてしまう。このようなときはエレベーターのかごを上げ下げするモーターが抵抗を発生させ、下降速度を落とすと同時に、かごが下降するエネルギーでモーターを回転させて電力を得る。

 かつては、このようなときに得た電力は捨てていたが、最近は各社が蓄電池に充電し、停電時に運転を続けるための電力とする製品を発売している。

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