ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะใช้เป็นวิธีการเดียวในการหยุดรถหรือชะลอความเร็วรถได้อย่างปลอดภัย ดังนั้นจึงต้องใช้ร่วมกับระบบเบรกอื่น เช่นระบบเบรกแบบใช้แรงเสียดทาน

• ประสิทธิภาพของการเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนจะลดลงเมื่อความเร็วต่ำลง และไม่สามารถหยุดรถได้สนิทในเวลาอันรวดเร็วด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม รถบางรุ่น เช่นChevrolet Boltสามารถหยุดรถได้สนิทบนพื้นราบเมื่อผู้ขับขี่ทราบระยะการเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนของรถ ซึ่งเรียกว่า การขับขี่ด้วยแป้นเหยียบเดียว (One Pedal Driving หรือ OPD)
• ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนบางระบบในปัจจุบันไม่ได้ทำให้รถหยุดนิ่ง จำเป็นต้องใช้ การล็อกทางกายภาพเพื่อป้องกันไม่ให้รถไหลลงเนิน รถยนต์บางรุ่น เช่น Chevrolet Bolt สามารถหยุดนิ่งบนทางลาดเล็กๆ ได้โดยใช้เพียงมอเตอร์เท่านั้น
• รถยนต์หลายคันที่มีระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนมานั้น ไม่ได้ติดตั้งมอเตอร์ขับเคลื่อนที่ล้อทุกวง (เช่นเดียวกับ รถยนต์ ขับเคลื่อนสองล้อ ) โดยปกติแล้ว ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนมาจะใช้ได้เฉพาะกับล้อที่มีมอเตอร์เท่านั้น เพื่อความปลอดภัย จึงจำเป็นต้องสามารถเบรกได้ทุกล้อ
• ประสิทธิภาพของการเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนนั้นมีจำกัด และการเบรกแบบกลไกยังคงจำเป็นสำหรับการลดความเร็วอย่างมากหรือเพื่อหยุดรถให้สนิท
• บนเนินเขาสูงชันที่มีความเร็วในการจราจรปกติ พลังงานศักยภาพที่สามารถดึงกลับคืนมาได้ในระหว่างการลงเนินด้วยความเร็วที่ช้ากว่าความเร็วสูงสุดนั้น จะมีค่ามากกว่าพลังงานที่สามารถดึงกลับคืนมาได้จากการหยุดรถจากความเร็วสูงสุดอย่างมาก ตัวอย่างที่นักปั่นจักรยานใช้คือ ในระหว่างการลงเนิน พลังงานประมาณเท่ากับเครื่องเป่าผมสามเครื่อง หรือประมาณสองแรงม้า จะสูญเสียไปกับแรงต้านอากาศที่ความเร็วสูงสุด

ต้องใช้ทั้งระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนและระบบเบรกแบบเสียดทาน ซึ่งทำให้จำเป็นต้องควบคุมระบบทั้งสองเพื่อให้ได้แรงเบรกรวมที่ต้องการ รถยนต์ GM EV-1เป็นรถยนต์เชิงพาณิชย์คันแรกที่ทำเช่นนี้ ในปี 1997 และ 1998 วิศวกร Abraham Farag และ Loren Majersik ได้รับสิทธิบัตรสองฉบับสำหรับเทคโนโลยีเบรกแบบอิเล็กทรอนิกส์ นี้ ^{[ 3 ] [ 4 ]}

การใช้งานในยุคแรกๆ มักประสบปัญหาด้านความปลอดภัยอย่างร้ายแรง: ในรถยนต์ไฟฟ้าหลายรุ่นในยุคแรกๆ ที่มีระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน ตำแหน่งควบคุมเดียวกันถูกใช้สำหรับการจ่ายพลังงานและการใช้เบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน โดยมีการสลับฟังก์ชันด้วยสวิตช์แบบแมนนวลแยกต่างหาก สิ่งนี้ทำให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงหลายครั้ง เมื่อผู้ขับขี่เร่งความเร็วโดยไม่ตั้งใจขณะต้องการเบรก เช่นอุบัติเหตุรถไฟวิ่งหนีในเมืองเวเดนสวิล ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ในปี 1948 ซึ่งคร่าชีวิตผู้คนไป 21 คน

ในช่วงปี 2020 รถยนต์ส่วนใหญ่ที่ติดตั้งระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนสามารถหยุดรถได้อย่างสมบูรณ์ในเวลาที่ค่อนข้างเร็วในโหมดการขับขี่ด้วยแป้นเหยียบเดียว รถยนต์บางรุ่นไม่แสดงไฟเบรกเมื่อใช้ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน ซึ่งนำไปสู่ความกังวลด้านความปลอดภัย กฎระเบียบส่วนใหญ่ไม่ได้กำหนดให้ต้องแสดงไฟเบรกเมื่อรถชะลอความเร็วลงด้วยระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน^{[ 5 ]}โหมดการขับขี่ด้วยแป้นเหยียบเดียว (OPD) ยังนำไปสู่ความกังวลเกี่ยวกับการเร่งความเร็วโดยไม่ตั้งใจอย่างกะทันหัน (SUA) เนื่องจากผู้ขับขี่อาจสับสนระหว่างคันเร่งกับเบรกในสถานการณ์ที่ตึงเครียดเมื่อเบรกแทบจะไม่ถูกใช้ในระหว่างการใช้งาน OPD ^{[ 6 ]}มาตรฐานยานยนต์ GB 21670-2025 ในภายหลังกำหนดให้ไฟเบรกต้องติดขึ้นในระหว่างการเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนเมื่อการชะลอความเร็วเกิน 1.3 m ^{/ s²} [ ^{7 ]}

ฟอร์มูล่าวันได้ระบุว่าพวกเขาสนับสนุนแนวทางแก้ไขปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมของโลกอย่างมีความรับผิดชอบ^{[ 34 ]}และFIAอนุญาตให้ใช้ KERS ขนาด60 kW (82 PS; 80 hp)ในข้อบังคับสำหรับฤดูกาลฟอร์มูล่าวันปี 2009 [ ^{35 ] ทีม}ต่างๆ เริ่มทดสอบระบบในปี 2008: พลังงานสามารถจัดเก็บได้ทั้งในรูปของพลังงานกล (เช่นในล้อหมุน ) หรือพลังงานไฟฟ้า (เช่นในแบตเตอรี่หรือซูเปอร์คาปาซิเตอร์ ) ^{[ 36 ]}   

ก่อนการเปิดตัว KERS แม็คลาเรนได้นำระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนมาใช้ใน รถแข่ง MP4/13 ปี 1998 แล้ว ระบบนี้ไม่ได้ส่งกำลังไปยังล้อโดยตรง แต่ใช้พลังงานจากเบรกเพื่อขับเคลื่อนปั๊มเสริมในเครื่องยนต์เพื่อต่อสู้กับการสูญเสียพลังงาน ส่งผลให้มีกำลังเพิ่มขึ้น 30 ถึง 40 แรงม้าในช่วงเวลาจำกัด^{[ 37 ]}

มีรายงานเหตุการณ์เล็กน้อยสองเหตุการณ์ระหว่างการทดสอบระบบ KERS ในปี 2551เหตุการณ์แรกเกิดขึ้นเมื่อ ทีม Red Bull Racingทดสอบแบตเตอรี่ KERS เป็นครั้งแรกในเดือนกรกฎาคม: แบตเตอรี่ทำงานผิดปกติและทำให้เกิดความกังวลเรื่องไฟไหม้จนต้องอพยพออกจากโรงงานของทีม^{[ 38 ]}เหตุการณ์ที่สองเกิดขึ้นไม่ถึงหนึ่งสัปดาห์ต่อมา เมื่อ ช่างเครื่อง ของ BMW Sauberถูกไฟฟ้าช็อตเมื่อเขาสัมผัสรถที่ติดตั้ง KERS ของChristian Klien ระหว่างการทดสอบที่สนาม แข่งJerez ^{[ 39 ]}

หลังจากการนำระบบ KERS มาใช้ในฤดูกาล 2009 มีสี่ทีมที่ใช้ระบบนี้ในช่วงใดช่วงหนึ่งของฤดูกาล ได้แก่เฟอร์รารีเรโนลต์บีเอ็มดับเบิลยูและแม็คลาเรนในระหว่างฤดูกาล เรโนลต์และบีเอ็มดับเบิลยูได้หยุดใช้ระบบนี้ ไป แม็คลาเรน เมอร์เซเดสกลายเป็นทีมแรกที่ชนะการแข่งขันฟอร์มูล่าวันกรังด์ปรีซ์โดยใช้รถที่ติดตั้ง KERS เมื่อลูอิส แฮมิลตันคว้าแชมป์ฮังการีกรังด์ปรีซ์ปี 2009ในวันที่ 26 กรกฎาคม 2009 รถที่ติดตั้ง KERS คันที่สองของพวกเขาจบการแข่งขันในอันดับที่ห้า ในการแข่งขันครั้งถัดมา ลูอิส แฮมิลตันกลายเป็นนักขับคนแรกที่คว้าตำแหน่งโพลโพซิชั่นด้วยรถ KERS โดยเพื่อนร่วมทีมของเขาเฮกกี โควาไลเนนได้อันดับสอง นี่เป็นครั้งแรกที่มีรถ KERS ทั้งหมดอยู่ในแถวหน้า ในวันที่ 30 สิงหาคม 2009 คิมิ ไรโคเนนชนะการแข่งขันเบลเยียมกรังด์ปรีซ์ด้วยรถเฟอร์รารีที่ติดตั้ง KERS ของเขา นับเป็นครั้งแรกที่ KERS มีส่วนช่วยโดยตรงต่อชัยชนะในการแข่งขัน โดยGiancarlo Fisichella ที่ได้อันดับสอง กล่าวว่า "จริงๆ แล้ว ผมเร็วกว่า Kimi เขาแซงผมได้ก็เพราะ KERS ในตอนเริ่มต้น" ^{[ 40 ]}

แม้ว่า KERS จะยังคงถูกกฎหมายในฟอร์มูล่าวันในฤดูกาล 2010 แต่ทุกทีมก็ตกลงกันว่าจะไม่ใช้มัน^{[ 41 ]}กฎใหม่สำหรับฤดูกาล F1 ปี 2011 ซึ่งเพิ่มขีดจำกัดน้ำหนักขั้นต่ำของรถและคนขับขึ้น 20  กก. เป็น 640  กก. ^{[ 42 ]}พร้อมกับทีม FOTA ที่ตกลงที่จะใช้อุปกรณ์ KERS อีกครั้ง หมายความว่า KERS กลับมาใช้ในฤดูกาล 2011 ^{[ 43 ]}ซึ่งยังคงเป็นทางเลือกเช่นเดียวกับในฤดูกาล 2009 ในฤดูกาล 2011 มี 3 ทีมที่เลือกที่จะไม่ใช้มัน^{[ 27 ]}สำหรับฤดูกาล 2012มีเพียง Marussia และHRT เท่านั้น ที่แข่งโดยไม่ใช้ KERS และในปี 2013 เมื่อ HRT ถอนตัว ทีมทั้ง 11 ทีมในกริดก็ใช้ KERS

ในฤดูกาล 2014กำลังขับของ MGU-K (ระบบทดแทน KERS และส่วนหนึ่งของระบบ ERS ซึ่งรวมถึง ระบบ กู้คืนความร้อนเหลือทิ้งจากเทอร์โบชาร์จเจอร์ ) เพิ่มขึ้นจาก 60 กิโลวัตต์เป็น 120 กิโลวัตต์ และสามารถกู้คืนได้ 2 เมกะจูลต่อรอบ เพื่อให้สมดุลกับการเปลี่ยนจากเครื่องยนต์ V8 ขนาด 2.4 ลิตรไปเป็นเครื่องยนต์ V6 ขนาด 1.6 ลิตร^{[ 44 ]}การตั้งค่าความปลอดภัยของ ระบบ เบรกแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่เสริม KERS ในปัจจุบันถูกตรวจสอบในฐานะปัจจัยหนึ่งที่ทำให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงของจูลส์ บิอังคีในการแข่งขันกรังด์ปรีซ์ญี่ปุ่นปี 2014  

Bosch Motorsport Service กำลังพัฒนา KERS สำหรับใช้ในการแข่งขันรถยนต์ ระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าสำหรับฟังก์ชันไฮบริดและเครื่องยนต์เหล่านี้ประกอบด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความจุที่ปรับขนาดได้หรือล้อช่วยแรงมอเตอร์ไฟฟ้าขนาด 4 ถึง 8 กิโลกรัม(ที่มีกำลังสูงสุด60 กิโลวัตต์หรือ 80 แรงม้า ) รวมถึงตัวควบคุม KERS สำหรับการจัดการพลังงานและแบตเตอรี่ Bosch ยังนำเสนอระบบไฮบริดไฟฟ้าหลากหลายประเภทสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์และการใช้งานเบาอีกด้วย^{[ 45 ]}  

ผู้ผลิตรถยนต์รวมถึงฮอนด้าได้ทดสอบระบบ KERS ^{[ 46 ]}ในการแข่งขัน 1,000  กม. ที่ซิลเวอร์สโตนใน ปี 2008 เปอโยต์ สปอร์ต ได้เปิดตัวPeugeot 908 HYซึ่ง เป็นรถยนต์ไฮบริด ไฟฟ้าแบบดัดแปลงจากรุ่นดีเซล 908 พร้อมระบบ KERS เปอโยต์วางแผนที่จะนำรถคันนี้เข้าร่วมการแข่งขันLe Mans Series ฤดูกาล 2009แม้ว่าจะไม่สามารถทำคะแนนในรายการชิงแชมป์ได้ก็ตาม^{[ 47 ]}เปอโยต์ยังวางแผนที่จะพัฒนาระบบส่งกำลังเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่ด้วยอากาศอัดที่เรียกว่า Hybrid Air ^{[ 48 ] [ 49 ]}

แม็คลาเรนเริ่มทดสอบระบบ KERS ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2551 ที่สนามทดสอบเฆเรซ เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับฤดูกาล F1 ปี พ.ศ. 2552 แม้ว่าในเวลานั้นจะยังไม่ทราบว่าจะใช้ระบบไฟฟ้าหรือระบบกลไก^{[ 50 ]}ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2551 มีการประกาศว่าFreescale Semiconductorจะร่วมมือกับMcLaren Electronic Systemsเพื่อพัฒนาระบบ KERS สำหรับรถฟอร์มูล่าวันของแม็คลาเรนต่อไปตั้งแต่ปี พ.ศ. 2553 เป็นต้นไป ทั้งสองฝ่ายเชื่อว่าความร่วมมือนี้จะช่วยปรับปรุงระบบ KERS ของแม็คลาเรนและช่วยให้ระบบนี้ถูกนำไปใช้ในเทคโนโลยีรถยนต์บนท้องถนน^{[ 51 ]}

โตโยต้าได้ใช้ซูเปอร์คาปาซิเตอร์สำหรับการสร้างใหม่ใน รถแข่งไฮบริด Supra HV-R ที่ชนะ การแข่งขัน Tokachi 24 Hoursในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2550 ^{[ 52 ]}

BMW ได้ใช้ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนในรถยนต์ซีรีส์ 3 รุ่น E90 รวมถึงรุ่นปัจจุบันอย่างซีรีส์ 5 รุ่น F25 ภายใต้ชื่อ EfficientDynamics ^{[ 53 ]} Volkswagen มีเทคโนโลยีเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนภายใต้ แบรนด์ BlueMotionในรุ่นต่างๆ เช่นVolkswagen Golf Mk7 และ Golf Estate/Wagon Mk7 รวม ^ถึงแบรนด์อื่นๆ ในกลุ่ม VW เช่นSEAT , SkodaและAudi [ ^{54 ]}

Harald Bartolหัวหน้าทีมแข่งKTMได้เปิดเผยว่าโรงงานได้ใช้ระบบกู้คืนพลังงานจลน์ (KERS) ลับที่ติดตั้งไว้กับรถจักรยานยนต์ของTommy Koyama ในการแข่งขัน Valencian Grand Prix รุ่น 125 ซีซี ซึ่งเป็นการแข่งขันปิดฤดูกาลปี 2008 การกระทำนี้ขัดต่อกฎ ดังนั้นพวกเขาจึงถูกห้ามไม่ให้ทำเช่นนั้นอีกต่อไป^{[ 55 ]}

ในปี 2550 Automobile Club de l'Ouestซึ่งเป็นผู้จัด งาน 24 Hours of Le MansและLe Mans Series ประจำปี กำลัง "ศึกษาหลักเกณฑ์เฉพาะสำหรับLMP1ที่จะติดตั้งระบบการกู้คืนพลังงานจลน์" ^{[ 56 ]} Peugeot เป็นผู้ผลิตรายแรกที่เปิดตัวรถ LMP1 ที่ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ในรูปแบบของ 908 HY ใน การแข่งขัน Autosport 1000 กม. ที่ซิลเวอร์สโตนใน ปี 2551 ^{[ 57 ]}

ในจักรยานไฟฟ้า สามารถใช้การเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนได้ในทางทฤษฎี อย่างไรก็ตาม ณ ปี 2024 การเบรกแบบนี้แทบจะไม่ถูกนำมาใช้ในจักรยานเลย ส่วนใหญ่เป็นเพราะต้องใช้มอเตอร์ดุมล้อ แบบขับตรง (ในขณะที่จักรยานหลายคันใช้มอเตอร์กลางที่ขับโซ่) และเพราะไม่สามารถรวมเข้ากับ กลไก ฟรีวีลได้ นอกจากนี้ ปริมาณพลังงานที่สร้างกลับคืนมามักจะน้อยเกินไปจนไม่คุ้มค่า^{[ 58 ]}

การเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนยังสามารถทำได้บนจักรยานที่ไม่ใช้ไฟฟ้าหน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริการ่วมกับนักศึกษาจากมหาวิทยาลัยมิชิแกนได้พัฒนา ระบบช่วยเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน แบบไฮด รอลิก (RBLA) ^{[ 59 ]}

รถจักรยานยนต์ไฟฟ้าสามารถใช้ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนได้หลายวิธี ไม่ว่าจะเป็นมอเตอร์ดุมล้อหรือมอเตอร์กลาง เนื่องจากรถจักรยานยนต์ไม่จำเป็นต้องมีกลไกฟรีวีลเหมือนจักรยาน รถจักรยานยนต์บางรุ่นใช้คันเร่ง/คันโยกเฉพาะเพื่อควบคุมเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน (บางครั้งเรียกว่า "การสร้างพลังงานกลับคืนแบบอนาล็อก" ในอินเวอร์เตอร์เช่น Kelly KLS ^{[ 60 ]} ) ในขณะที่บางรุ่นใช้ "วิธีแบบพาสซีฟ" ซึ่งจะทำงานเมื่อปล่อยคันเร่งขับเคลื่อน แทนที่จะปล่อยให้รถไหลไปเอง ระบบเหล่านี้มักจะมีระดับพลังงานที่ปรับได้/ตั้งโปรแกรมได้^{[ 61 ]}

รถยนต์ไฮบริดไฟฟ้าและรถยนต์ไฟฟ้าเต็มรูปแบบจำนวนมากใช้ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนร่วมกับระบบเบรกแบบเสียดทาน^{[ 62 ]}ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน (RBS) ไม่สามารถจำลองการทำงานของเบรกแบบดั้งเดิมได้อย่างสมบูรณ์สำหรับผู้ขับขี่ แต่ก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง^{[ 63 ]}การปรับเทียบที่ใช้ในการกำหนดว่าเมื่อใดจะสร้างพลังงานกลับคืนและเมื่อใดจะใช้เบรกแบบเสียดทานเพื่อชะลอความเร็วของรถนั้นส่งผลต่อความรู้สึกของผู้ขับขี่ต่อการเบรก^{[ 64 ] [ 65 ]}

RBS เป็นกลไกสำคัญสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าในการรับพลังงานเบรก เทคโนโลยีนี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อเศรษฐกิจ การปล่อยมลพิษ ความปลอดภัย และฟังก์ชันอื่นๆ ของยานยนต์ไฟฟ้า การปรับปรุง RBS สามารถเพิ่มอัตราการคืนพลังงานจลน์ของยานยนต์ได้อย่างมีนัยสำคัญ และเสถียรภาพในการขับขี่ของยานยนต์ก็สามารถปรับปรุงได้^{[ 66 ]}

การใช้พลังงานลดลงจากการเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนในรถราง ( AE ) หรือรถราง ( CE ) ในเมืองออรานเจสตัด ประเทศอารูบา รถรางเหล่านี้ ได้รับการออกแบบและสร้างโดย TIG/m Modern Street Railways ในเมืองแชทส์เวิร์ธประเทศสหรัฐอเมริกา^{[ 67 ]} โดยใช้เทคโนโลยี ไฮบริด/ไฟฟ้า กล่าวคือ รถรางเหล่านี้ไม่ได้รับพลังงานจากแหล่งภายนอก เช่น สายไฟเหนือศีรษะขณะวิ่ง แต่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมที่เสริมด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน^{[ 68 ]}

พลังงานของล้อหมุนสามารถอธิบายได้ด้วยสมการพลังงานทั่วไปนี้ โดยสมมติว่าล้อหมุนเป็นระบบ:

${\displaystyle E_{\text{in}}-E_{\text{out}}=\Delta E_{\text{system}}}$

ที่ไหน

• ${\displaystyle E_{\text{in}}}$คือพลังงานที่ส่งเข้าสู่ล้อหมุน
• ${\displaystyle E_{\text{out}}}$คือพลังงานที่ออกมาจากล้อหมุน
• ${\displaystyle \Delta E_{\text{system}}}$คือการเปลี่ยนแปลงพลังงานของล้อหมุน

มีการตั้งสมมติฐานว่า ในระหว่างการเบรก พลังงานศักยภาพ เอนทาลปีของล้อช่วยแรง ความดัน หรือปริมาตรของล้อช่วยแรงจะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นจึงพิจารณาเฉพาะพลังงานจลน์เท่านั้น ในขณะที่รถกำลังเบรก พลังงานจะไม่ถูกกระจายไปที่ล้อช่วยแรง และพลังงานเดียวที่เข้าสู่ล้อช่วยแรงคือพลังงานจลน์เริ่มต้นของรถ สมการสามารถลดรูปได้ดังนี้:

${\displaystyle {\frac {mv^{2}}{2}}=\Delta E_{\text{fly}}}$

ที่ไหน

• ${\displaystyle m}$คือมวลของรถยนต์
• ${\displaystyle v}$คือความเร็วเริ่มต้นของรถก่อนที่จะเบรก

ล้อช่วยแรงจะสะสมพลังงานจลน์เริ่มต้นของรถยนต์เป็นเปอร์เซ็นต์ และเปอร์เซ็นต์นี้สามารถแสดงได้ด้วย${\displaystyle \eta _{\text{fly}}}$ล้อช่วยแรงจะเก็บพลังงานไว้ในรูปของพลังงานจลน์แบบหมุน เนื่องจากพลังงานถูกเก็บไว้ในรูปของพลังงานจลน์และไม่เปลี่ยนไปเป็นพลังงานประเภทอื่น กระบวนการนี้จึงมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ล้อช่วยแรงสามารถเก็บพลังงานได้ในปริมาณจำกัด ซึ่งถูกจำกัดด้วยปริมาณพลังงานจลน์แบบหมุนสูงสุด ปริมาณนี้ถูกกำหนดโดยค่าความเฉื่อยของล้อช่วยแรงและความเร็วเชิงมุม ของมัน เนื่องจากรถจอดอยู่เฉยๆ พลังงานจลน์แบบหมุนจึงสูญเสียไปน้อยมากเมื่อเวลาผ่านไป ดังนั้นจึงสามารถสันนิษฐานได้ว่าปริมาณพลังงานเริ่มต้นในล้อช่วยแรงเท่ากับปริมาณพลังงานสุดท้ายที่กระจายโดยล้อช่วยแรง ดังนั้นปริมาณพลังงานจลน์ที่กระจายโดยล้อช่วยแรงจึงเป็น:

${\displaystyle KE_{\text{fly}}={\frac {\eta _{\text{fly}}mv^{2}}{2}}}$

ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนมีสมการพลังงานที่คล้ายคลึงกับสมการของล้อช่วยแรงเชิงกล ระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืนเป็นกระบวนการสองขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับมอเตอร์/เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแบตเตอรี่ พลังงานจลน์เริ่มต้นจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และจากนั้นจะถูกแปลงเป็นพลังงานเคมีโดยแบตเตอรี่ กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพน้อยกว่าล้อช่วยแรง ประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถแสดงได้ดังนี้:

${\displaystyle \eta _{\text{gen}}={\frac {W_{\text{out}}}{W_{\text{in}}}}}$

ที่ไหน

• ${\displaystyle W_{\text{in}}}$คือการนำงานไปใส่ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
• ${\displaystyle W_{\text{out}}}$คือผลงานที่ผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

งานเพียงอย่างเดียวที่ป้อนเข้าสู่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือพลังงานจลน์เริ่มต้นของรถยนต์ และงานเพียงอย่างเดียวที่ผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือพลังงานไฟฟ้า การจัดเรียงสมการใหม่เพื่อหาพลังงานที่ผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะได้สมการนี้:

${\displaystyle P_{\text{gen}}={\frac {\eta _{\text{gen}}mv^{2}}{2\,\Delta t}}}$

ที่ไหน

• ${\displaystyle \Delta t}$คือระยะเวลาที่รถเบรก
• ${\displaystyle m}$คือมวลของรถยนต์
• ${\displaystyle v}$คือความเร็วเริ่มต้นของรถก่อนที่จะเบรก

ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่สามารถอธิบายได้ดังนี้:

${\displaystyle \eta _{\text{batt}}={\frac {P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}}}}$

ที่ไหน

• ${\displaystyle P_{\text{in}}=P_{\text{gen}}}$
• ${\displaystyle P_{\text{out}}={\frac {W_{\text{out}}}{\Delta t}}}$

งานที่ได้จากแบตเตอรี่แสดงถึงปริมาณพลังงานที่ผลิตได้จากระบบเบรกแบบสร้างพลังงานกลับคืน ซึ่งสามารถแสดงได้ดังนี้:

${\displaystyle W_{\text{out}}={\frac {\eta _{\text{batt}}\eta _{\text{gen}}mv^{2}}{2}}}$

แผนภาพจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (DoE) แสดงให้เห็นว่ารถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในมีประสิทธิภาพโดยทั่วไปอยู่ที่ 13% ในการขับขี่ในเมือง และ 20% ในสภาพการขับขี่บนทางหลวง ส่วนการเบรกเมื่อเทียบกับพลังงานกลที่ใช้ประโยชน์ได้นั้นคิดเป็น 6/13 หรือ 46% ในเมือง และ 2/20 หรือ 10% บนทางหลวง

DoE ระบุว่ารถยนต์ไฟฟ้าแปลงพลังงานไฟฟ้าจากโครงข่ายไฟฟ้ามากกว่า 77% ไปเป็นพลังงานที่ล้อ^{[ 69 ]} ประสิทธิภาพของรถยนต์ไฟฟ้า โดยคำนึงถึงการสูญเสียเนื่องจากโครงข่ายไฟฟ้า ความร้อน และเครื่องปรับอากาศ อยู่ที่ประมาณ 50% ตามที่Jean-Marc Jancovici กล่าวไว้ ^{[ 70 ]} (อย่างไรก็ตาม สำหรับการแปลงโดยรวม โปรดดูที่พลังงานแฝง#พลังงานแฝงในสาขาพลังงาน )

พิจารณาประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้า${\displaystyle \eta _{\text{eng}}=0.5}$และสัดส่วนการเบรกในเมือง${\displaystyle p=0.46}$และบนทางหลวง${\displaystyle p=0.1}$.

ขอแนะนำให้รู้จักกับ...${\displaystyle \eta _{\text{recup}}}$ซึ่งก็คือสัดส่วนของพลังงานเบรกที่ถูกกู้คืนกลับมา สมมติว่า${\displaystyle \eta _{\text{recup}}=0.6}$[ ^{71 ]​}

ภายใต้สถานการณ์เช่นนี้${\displaystyle E}$โดยเป็นการไหลของพลังงานที่มาถึงมอเตอร์ไฟฟ้า${\displaystyle E_{\text{braking}}}$การสูญเสียพลังงานขณะเบรกและ${\displaystyle E_{\text{recup}}}$เมื่อพลังงานที่ฟื้นคืนมาเข้าสู่สภาวะสมดุล จะเป็นไปตามสมการต่อไปนี้

${\displaystyle E_{\text{braking}}=(E+E_{\text{recup}})\cdot \eta _{\text{eng}}\cdot p}$และ${\displaystyle E_{\text{recup}}=\eta _{\text{recup}}\cdot E_{\text{braking}}}$

ดังนั้น${\displaystyle E_{\text{braking}}={\frac {E\cdot \eta _{\text{eng}}\cdot p}{1-\eta _{\text{eng}}\cdot p\cdot \eta _{\text{recup}}}}}$

ราวกับว่ากระแสพลังงานเก่า${\displaystyle E}$ถูกแทนที่ด้วยอันใหม่${\displaystyle E\cdot (1-\eta _{\text{eng}}\cdot p\cdot \eta _{\text{recup}})}$

ผลกำไรที่คาดว่าจะได้รับมีจำนวนเท่ากับ${\displaystyle \eta _{\text{eng}}\cdot p\cdot \eta _{\text{recup}}}$

ยิ่งประสิทธิภาพการฟื้นฟูสูงเท่าไร การฟื้นฟูก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

ยิ่งประสิทธิภาพระหว่างมอเตอร์ไฟฟ้าและล้อสูงเท่าไร การชาร์จไฟกลับก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ยิ่งอัตราส่วนการเบรกสูงเท่าไร การคืนพลังงานก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

บนทางหลวงพิเศษ ตัวเลขนี้จะอยู่ที่ 3% และในเมืองต่างๆ จะอยู่ที่ 14%