回生ブレーキ

走っている自転車を止めようとブレーキをかけると、車輪とゴムのパッドが強くこすれ合います。このとき、車輪が勢いよく回っていた運動エネルギーは熱い摩擦熱に変わり、空気中に散ってしまいます。従来のガソリン車など内燃機関の車も同じで、ブレーキディスクをぎゅっと挟んで熱を出しながら止まっていました。いったん熱になって逃げたエネルギーは、もう二度と使えませんでした。

回生ブレーキは、こうして空中に捨てられていたもったいないエネルギーを電気としてよみがえらせる技術です。ドライバーがアクセルペダルから足を離したり、ブレーキを踏んだりすると、車輪の回る力がすぐに電気モーターを回し始めます。

車を止める動作そのものが、そのまま動く小さな発電所の役目を果たすわけです。こうして集めた電気はバッテリーにすっと戻り、次に加速するときの大切な動力として使われます。

電気をつくっているだけで、あの重い自動車がどうして止まるのか、不思議に思うかもしれません。そのカギは、モーターと発電機がコインの表と裏のように、まったく同じ構造をしているという点にあります。普段はバッテリーの電気でモーターを回して車輪を動かしますが、減速するときは逆に、車輪がモーターを無理やり回すことになります。

磁石とコイルが向かい合って回転すると電気が生まれる現象を、電磁誘導といいます。ところが、電気が流れ始めると物理法則によって、車輪が回る向きとは反対方向に強い磁力の抵抗が生まれます。

夜道で自転車に乗り、タイヤに当てるタイプの発電ライトを点けたことはありませんか？ライトを点けた瞬間、タイヤに発電機が触れてペダルが急にずっしり重くなりますよね。回生ブレーキもこれと同じで、強力な電磁気的な抵抗で車輪をつかまえて、速度をぐっと落とします。

回生ブレーキだけでは、道路上のあらゆる場面で車を完璧に止めることはできません。車輪の回転が遅くなるほど、モーターでつくられる電気も抵抗の力も一緒に小さくなるからです。ごくゆっくり転がっている状態では、回生ブレーキだけで車をしっかり止めるのは難しくなります。

また、バッテリーがほぼ満充電のときや、とても冷え込む冬場には、バッテリーが受け入れられる電気が減るため、回生ブレーキが弱まったり制限されたりします。前の車が突然止まって急ブレーキが必要なときも、瞬間的に強い制動力が求められます。

そこで最新のエコカーは、回生ブレーキと従来の油圧式の摩擦ブレーキをコンピューターで上手に組み合わせて使っています。普段は電気をこまめに集め、緊急時や完全に停止する直前には機械式ブレーキがしっかり効いて、安全性と効率の両方を確保しているんです。