ハイブリッド車の「回生ブレーキ」そもそもどんなブレーキ? 鉄道では古くから普及

乗りものの省エネルギー化技術のひとつに「回生ブレーキ」があります。ハイブリッド車の普及で耳にすることが増えた言葉ですが、鉄道では古くからある技術。かつては「あるもの」がきつい路線の車両で採用されていました。

原理は「理科の実験」と「自転車のライト」

 ハイブリッド自動車の普及とともに、「回生ブレーキ」という言葉をよく聞くようになりました。

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回生ブレーキなど「省エネ化」の技術が多数採用された東京メトロ6000系電車(2018年12月、草町義和撮影)。

 回生ブレーキは、電気モーターを発電機として動かすことで、止まろうとする力を大きくするブレーキです。自動車ではハイブリッド車の登場で近年普及したブレーキですが、鉄道では電車や電気機関車を中心に、古くから普及しています。

 小さなモーターと豆電球をつなぎ、手を使ってモーターの回転軸を回転させると豆電球が点灯するという実験を、小学校の理科の授業で体験した人は多いでしょう。モーターは電力を供給することで回転しますが、逆に別の力でモーターを回転させると発電機になり、電力を生み出すことができるのです。

 また、自転車の発電機(リムダイナモ)は、発電機の回転部分をタイヤに添わせることで回転し、ライトを点灯させるための電力を発生させますが、このときペダルがちょっと重くなったような感じがします。これはタイヤの回転エネルギーの一部が発電機によって電気エネルギーに変わったことでタイヤの回転する力が弱まり、結果的にブレーキをかけた状態になるわけです。

 回生ブレーキは、これらの原理を応用したものです。モーターを使って走る乗りものの場合、モーターへの電力の供給を止めても、しばらくは惰性で車輪が回転し続けますが、この回転によってモーターを発電機として動かすことが可能に。回転エネルギーを電気エネルギーに変換して車輪の外に出すことで、ブレーキがかかります。

 ただし、発電するだけなら「発電ブレーキ」といいます。回生ブレーキは、発電した電力を「再利用」するもの。たとえば、線路の上にある電線(架線)に発電した電力を戻し、周辺を走るほかの電車や電気機関車のモーターで消費したり、バッテリーに充電して使ったりします。

 これにより、電力会社から購入する電力の量を減らすことができ、電気代の節約にもなるわけです。

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コメント

1件のコメント

  1. GV-E400系の場合、ハイブリッド気動車に搭載されている大容量バッテリーがないので、減速時の回生電力を加速時のアシストとして活用することが出来ません。あくまで抑速機能として車内負荷により回収するだけです。電気式気動車とハイブリッド気動車の違いについて記者の方ももう少し勉強した方が良いでしょう。