Korištenje zamašnjaka u svrhu regenerativnog kočenja

Određenu količinu kinetičke energije posjeduje svako tijelo koje se giba, pa tako i tijela koja rotiraju. Kod regenerativnog kočenja na principu zamašnjaka se, kad je potrebno usporiti vozilo, predaje određena količina energije u zamašnjak na račun kinetičke energije vozila, tj. kinetička energija gibanja vozila se pretvara u kinetičku energiju zamašnjaka.

Kad je potrebna dodatna energija vozilu, proces je obrnut. Kinetička energija sa zamašnjaka predaje se na kotače povećavajući pritom kinetičku energiju vozila. U takvim energetskim transformacijama nema gubitka kinetičke energije u toplinu koja se rasipa u okolinu. Da bi se postiglo maksimalno iskorištenje zamašnjaka, on mora biti savršeno izbalansiran, te izveden na način da se ukloni utjecaj svih vanjskih čimbenika. 

Zbog toga se zamašnjak često nalazi u vakumu. Kod automobila se taj tip regeneracijskog kočenja realizira mehaničkom vezom između kotača i zamašnjaka, te se tijekom kočenja mehaničkim putem ubrzava zamašnjak koji je smješten u pogonskom sklopu motora. Ako se želi iskoristiti energija akumulirana na zamašnjaku potrebno je usporiti zamašnjak i oslobođenu energiju posebnim sustavom prenijeti na kotače automobila. Princip se koristi nekoliko godina u najekstremnijoj automobilskoj disciplini, Formuli 1, pod nazivom KERS (eng. ''Kinetic energy recovery system''), a razvijaju ga i najpoznatiji svjetski proizvođači automobila kao što su na primjer Volvo, Honda i Peugeot.


Korištenje generatorskog principa u svrhu regenerativnog kočenja

Takvo kočenje koristi se kod elektičnih ili hibridnih vozila. Zanimljivo svojstvo vozila s elektromotorom je to što ako se motor vrti u jednom smjeru (moment i brzina vrtnje su u istom smjeru) pretvara električnu energiju iz izvora, najčešće baterije, u kinetičku energiju, a kad se vrti u suprotnom smjeru (moment i brzina vrtnje u suprotnom smjeru), kod kočenja, ponaša se kao generator i šalje električnu energiju u izvor, tj. puni bateriju ili šalje struju u mrežu. 

Na taj način vozilu se smanjuje brzina bez trošenja kinetičke energije na toplinu. Električna ili hibridna vozila s takvim sustavom za kočenje koriste, uz to, i standardne kočnice koje rade na principu trenja pa motor mora prepoznati koji je sustav kočenja bolji u određenim uvjetima. To je najčešće kontrolirano elektroničkim putem. Razlika hibridnog vozila od električnog je ta što hibridna vozila uz elektični motor koristi i motor s unutarnjim izgaranjem, te kombiniraju karakteristike vožnje motora s unutarnjim izgaranjem s niskom potrošnjom i radom bez štetnih emisija električnog motora. 

Da bi se osigurala niska potrošnja goriva hibridnog vozila, baterija (električni izvor elektromotora) vozila mora biti puna, jer ako se baterija isprazni za pogon vozila odgovoran je samo motor s unutarnjim izgaranjem. Hibridno vozilo s praznom baterijom ponaša se kao standardno vozilo s motorom s unutarnjim izgaranjem. Električnim generatorskim kočenjem može se „spasiti“ 50% energije koja se standardnim kočnicama gubi u toplinu. Takvim sustavima može se smanjiti potrošnja goriva od 10-25%. Najveći nedostatak hibridnih i električnih vozila je izvor napajanja. Cijena baterija s većom trajnošću rada su kao cijena ostatka vozila, ali i te cijene padaju kako se razvijaju tehnologije za njihovu proizvodnju. Takav sustav za kočenje koriste se u mnogim modelima automobila od kojih su najpoznatiji Toyota Prius, Honda Insight, Tesla Roadster, Tesla Model S, Nissan Leaf, Mahindra Reva, Chevrolet Volt, Ford C-Max...


Hidrauličko regenerativno kočenje (HPA braking: hidraulic power assisted braking)

HPA je alternativni sustav regeneracijskog kočenja koji su razvile tvrtka Ford i koorporacija Eaton. S tim sustavom, kad vozač pritisne papučicu za kočenje, kinetička energija vozila se pretvara u energiju potrebnu za pogon reverzibilne pumpe koja tlači fluid iz spremnika niskog tlaka u spremnik visokog tlaka. U spremniku visokog tlaka fluid smanjuje volumen dušika koji se nalazi u spremniku visokog tlaka, pri čemu mu povisuje tlak kod kočenja vozila. 

Energija koja se troši na pogon pumpe može u potpunosti zaustaviti vozilo. Dušik ostaje na visokom tlaku sve dok vozač ne pritisne papučicu za „gas“. U tom trenutku dušik pod tlakom počinje tlačiti fluid natrag kroz reverzibilnu pumpu koja ubrzava vozilo. Takvim sustavom kočenja se efektivno koristi energija potrebna za zaustavljanje vozila, za naknadno ubrzavanje vozila kad je to potrebno. Približno se može 80% energije za zaustavljanje vozila iskoristiti za naknadno njegovo ubzavanje. Takav način kočenja bio bi izuzetno dobar za gradsku vožnju ili za velike kamione kojima je potrebna velika količina energije za zaustavljanje. Nedostatci HPA kočenja su buka pri radu te tendencija propušanja tvari iz tlačnih spremnika i pumpe, ali jednom kad se taj sustav kočenja usavrši efikasnost takvog kočenja bit će i veća od električkog regeneracijskog kočenja smanjujući potrošnju vozila od 25-45% . Sustav za HPA kočenje zauzima puno prostora pa se za sada koristi samo kod velikih vozila.