発電ブレーキと回生ブレーキの違いとは？モーターを発電機として使う仕組みを解説

電車やハイブリッド車、電気自動車などで使われる「発電ブレーキ」と「回生ブレーキ」は、どちらもモーターを発電機として利用して減速する仕組みです。しかし、発生した電気をどう扱うかによって大きな違いがあります。この記事では、発電ブレーキから回生ブレーキへどのように発展したのか、仕組みを分かりやすく解説します。

モーターは発電機としても使える

電気モーターは、電気を流すことで回転する機械ですが、逆に回転させることで電気を作る発電機にもなります。この性質を利用したのが発電ブレーキや回生ブレーキの基本的な考え方です。

通常走行では、バッテリーなどから電気を受け取ったモーターが車輪を回します。しかし減速時には、車輪の回転によってモーターが逆に回され、発電機として働きます。

この時、モーター内部で電気を作るためには回転に抵抗が発生します。この抵抗が車両を減速させる力となります。

発電ブレーキの仕組み

発電ブレーキは、減速時にモーターを発電機として動かし、その時に発生した電気を熱として処理する方式です。

例えば電車の場合、モーターが発電すると電気が発生します。しかし、その電気を使う場所がない場合、抵抗器に流して熱へ変換し、空気中へ放出します。

つまり、発電ブレーキでは「運動エネルギーを電気エネルギーに変える」というところまでは回生ブレーキと同じですが、その電気を保存せず捨てている点が特徴です。

回生ブレーキは電気を再利用する仕組み

回生ブレーキは、発電ブレーキと同じようにモーターを発電機として利用します。ただし、発生した電気を熱として捨てず、バッテリーなどに戻して再利用します。

例えば電気自動車では、ブレーキを踏んだ時やアクセルを戻した時にモーターが発電機になります。その時に作られた電気はバッテリーへ戻され、次の走行時のエネルギーとして利用されます。

このため、回生ブレーキはエネルギーを無駄にしにくい仕組みとして、電気自動車やハイブリッド車で広く採用されています。

発電ブレーキと回生ブレーキの違い

両者の大きな違いは「発生した電気をどう処理するか」です。

例えば、坂道を下る電車を考えると、昔ながらの発電ブレーキでは発生した電気を熱として処理します。一方、回生ブレーキを使えば、その電気を架線や蓄電装置へ戻して別の車両などで利用できます。

回生ブレーキでもすべての電気を蓄えられるわけではない

回生ブレーキは非常に効率の良い仕組みですが、発生した電気を必ずすべて保存できるわけではありません。

バッテリーが満充電に近い場合や、充電能力を超える量の電気が発生した場合には、余ったエネルギーを抵抗器で熱に変換して処理することがあります。

そのため、現在の車両では回生ブレーキと通常の摩擦ブレーキを組み合わせ、状況に応じて最適な減速方法を選択しています。

まとめ

発電ブレーキと回生ブレーキは、どちらもモーターを発電機として利用して減速する仕組みです。

発電ブレーキは発生した電気を熱に変えて捨てる方式で、回生ブレーキはその電気をバッテリーなどに蓄えて再利用する方式です。

つまり、回生ブレーキは発電ブレーキの考え方を発展させ、エネルギーを無駄にしないよう改良した仕組みと考えることができます。電気自動車やハイブリッド車の普及によって、現在では重要な省エネルギー技術のひとつになっています。