Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô

Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô trang 1

Trang 1

Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô trang 2

Trang 2

Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô trang 3

Trang 3

Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô trang 4

Trang 4

Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô trang 5

Trang 5

Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô trang 6

Trang 6

Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô trang 7

Trang 7

Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô trang 8

Trang 8

Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô trang 9

Trang 9

Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 162 trang nguyenduy 01/03/2024 400
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô

Luận án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô
ong công suất ta sẽ tính 
được năng lượng tái tạo khi phanh của xe trong khoảng thời gian bộ thu hồi năng 
lượng tái tạo hoạt động. 
E = ∫ P(t)dt 
tn
t0
 (2.51) 
Hình 2.26: Năng lượng thu được trên toàn chu trình FTP-75 
Tổng năng lượng trên toàn chu trình là: ∑ E = 18038407.85 ( J ) với tổng thời 
gian toàn bộ chu trình là 3748(s) trong đó thời gian bộ thu hồi năng lượng hoạt động 
là 1145(s) 
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1600000
1800000
1
6
0
1
1
9
1
7
8
2
3
7
2
9
6
3
5
5
4
1
4
4
7
3
5
3
2
5
9
1
6
5
0
7
0
9
7
6
8
8
2
7
8
8
6
9
4
5
1
0
0
4
1
0
6
3
1
1
2
2
1
1
8
1
1
2
4
0
1
2
9
9
1
3
5
8
1
4
1
7
1
4
7
6
1
5
3
5
1
5
9
4
1
6
5
3
1
7
1
2
1
7
7
1
1
8
3
0
N
ăn
g
 l
ư
ợ
n
g
 (
J)
Thời gian (s)
51 
Kết quả mô phỏng đối với Chu trình ECE-R15 
- Tốc độ xe 
Hình 2.27: Tốc độ xe theo chu trình chuẩn ECE-R15 sau khi điều khiển bằng PID 
- Tốc độ của máy phát khi quá trình thu hồi năng lượng xảy ra. 
Hình 2.28: Kết quả tốc độ máy phát khi mô phỏng theo chu trình ECE-R15 
- Công suất máy phát điện 
Hình 2.29: Công suất máy phát điện khi mô phỏng theo chu trình ECE-R15 
52 
Hình 2.30: Năng lượng thu được trên toàn chu trình ECE-R15 
Tổng năng lượng thu hồi được theo chu trình ECE 15 là: ∑ E = 209022.28 ( J ) 
với tổng thời gian toàn bộ chu trình là 195 (s) trong đó thời gian bộ thu hồi năng 
lượng hoạt động là 36(s) 
Kết quả mô phỏng đối với Chu trình NEDC 
- Tốc độ xe 
Hình 2.31: Tốc độ xe so với chu trình chuẩn NEDC sau khi điều khiển bằng PID 
- Tốc độ của máy phát khi quá trình thu hồi năng lượng xảy ra. 
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
100000
1 8
1
5
2
2
2
9
3
6
4
3
5
0
5
7
6
4
7
1
7
8
8
5
9
2
9
9
1
0
6
1
1
3
1
2
0
1
2
7
1
3
4
1
4
1
1
4
8
1
5
5
1
6
2
1
6
9
1
7
6
1
8
3
1
9
0
N
ăn
g
 l
ư
ợ
n
g
 (
J)
Thời gian (s)
53 
Hình 2.32: Kết quả tốc độ máy phát sau khi mô phỏng theo chu trình NEDC 
- Công suất máy phát điện 
Hình 2.33: Công suất máy phát điện khi mô phỏng theo chu trình NEDC 
Hình 2.34: Năng lượng thu được trên toàn chu trình NEDC 
Tổng năng lượng thu hồi được theo chu trình NEDC là:∑ 𝐸 = 2478085.01( J ) 
với tổng thời gian toàn bộ chu trình là 1180 (s) trong đó thời gian bộ thu hồi năng 
lượng hoạt động là 238 (s) 
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
1
4
2
8
3
1
2
4
1
6
5
2
0
6
2
4
7
2
8
8
3
2
9
3
7
0
4
1
1
4
5
2
4
9
3
5
3
4
5
7
5
6
1
6
6
5
7
6
9
8
7
3
9
7
8
0
8
2
1
8
6
2
9
0
3
9
4
4
9
8
5
1
0
2
6
1
0
6
7
1
1
0
8
1
1
4
9
N
ăn
g
 l
ư
ợ
n
g
 (
J)
Thời gian (s)
54 
Kết quả mô phỏng đối với Chu trình EUDC 
- Tốc độ xe 
Hình 2.35: Tốc độ xe so với chu trình chuẩn EUDC sau khi điều khiển bằng PID 
- Tốc độ của máy phát khi quá trình thu hồi năng lượng xảy ra. 
Hình 2.36: Kết quả tốc độ máy phát sau khi mô phỏng theo chu trình EUDC 
- Công suất máy phát điện 
Hình 2.37: Công suất máy phát điện khi mô phỏng theo chu trình EUDC 
55 
Hình 2.38: Năng lượng thu được trên toàn chu trình EUDC 
Tổng năng lượng thu hồi được theo chu trình EUDC là: ∑ E =
1745521.455 ( J ) với tổng thời gian toàn bộ chu trình là 400(s) trong đó thời gian 
bộ thu hồi năng lượng hoạt động là 94(s) 
Hình 2.39: Biểu đồ so sánh kết quả mô phỏng giữa các chu trình 
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
1
1
3
2
5
3
7
4
9
6
1
7
3
8
5
9
7
1
0
9
1
2
1
1
3
3
1
4
5
1
5
7
1
6
9
1
8
1
1
9
3
2
0
5
2
1
7
2
2
9
2
4
1
2
5
3
2
6
5
2
7
7
2
8
9
3
0
1
3
1
3
3
2
5
3
3
7
3
4
9
3
6
1
3
7
3
3
8
5
3
9
7
N
ăn
g
 l
ư
ợ
n
g
 (
J)
Thời gian (s)
56 
Bảng 2.8: Tính toán năng lượng thu hồi được trên các chu trình. 
Chu 
trình 
Quãng 
đường 
thử 
nghiệm 
[km] 
Thời gian 
toàn bộ 
chu trình 
[s] 
Thời 
gian bộ 
RBS 
hoạt 
động [s] 
Tỷ lệ % thời 
gian thu hồi 
năng lượng 
hoạt động 
(%) 
Tốc độ 
trung 
bình 
[km/h] 
Tổng năng 
lượng thu 
hồi được [J] 
FTP-75 35,54 3748 1145 30,5% 34,1 18038407,85 
NEDC 10,9314 1180 238 20,2% 33,35 2478085,01 
EUDC 6,9549 400 94 23,5% 62,59 1745521,46 
ECE15 0,9941 195 36 18,5% 18,35 209022,28 
Nhận xét: Kết quả mô phỏng cho thấy: chu trình FTP-75 năng lượng thu hồi 
được nhiều là do quãng đường thử nghiệm lớn, sự giảm tốc diễn ra nhiều (do xe hoạt 
động trong nội thành) do đó thời gian bộ thu hồi năng lượng hoạt động nhiều (30,5% 
tổng thời gian của chu trình) mặc dù vận tốc trung bình không lớn (34,1km/h). Đối 
với chu trình EUDC, mặc dù thời gian và quãng đường của chu trình thử nghiệm 
không lớn, xe được chạy thử nghiệm ở vận tốc trung bình tượng đối cao (62,59km/h) 
nên năng lượng thu được cũng tương đối lớn. Như vậy, lượng năng lượng thu hồi 
được nhiều hay ít phụ thuộc vào vận tốc tại thời điểm xảy ra quá trình giảm tốc, sự 
biến thiên của gia tốc cũng như thời gian và quãng đường thử nghiệm. Ngoài ra, năng 
lượng thu hồi được cũng còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như thuật toán điều 
khiển hệ thống, thiết bị tích trữ năng lượng Do đó, vấn đề nghiên cứu tối ưu hóa 
thuật toán điều khiển hệ thống thu hồi năng lượng cần phải thực hiện để từ đó có cơ 
sở để xây dựng mô hình thực nghiệm để đánh giá hệ thống. 
57 
Chương 3 
TỐI ƯU HÓA THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN PHÂN 
PHỐI LỰC PHANH TÁI SINH 
Các kết quả mô phỏng và các nhận xét trong chương 2 cho thấy năng lượng thu 
hồi được phụ thuộc rất lớn vào khoảng thời gian bộ thu hồi năng lượng hoạt động. 
Nhằm tối ưu hóa năng lượng thu hồi, trong chương này sẽ đi sâu phân tích các yếu tố 
ảnh hưởng tới hiệu quả của việc thu hồi năng lượng khi phanh trong đó chiến lược 
điều khiển phân phối lực phanh tái sinh và lực phanh cơ khí đóng vai trò hết sức quan 
trọng. Việc điều khiển phân phối lực phanh để đạt được hiệu quả thu hồi năng lượng 
phanh cao mà vẫn đảm bảo được sự ổn định khi phanh là bài toán cần giải quyết. Do 
đó, các thuật toán tối ưu hóa điều khiển phân phối lực phanh sẽ được nghiên cứu và 
lựa chọn thuật toán phù hợp đóng vai trò hết sức quan trọng vào việc nâng cao hiệu 
quả phanh tái sinh của hệ thống. 
3.1 Tổng quan về các hướng nghiên cứu nhằm tăng hiệu quả thu hồi năng 
lượng khi phanh. 
Theo phân tích các tài liệu tham khảo, hiện tại các hướng nghiên cứu về thu hồi 
năng lượng khi phanh dù đối tượng nghiên cứu là xe điện EV, xe lai HEV hay xe 
truyền thống thì đều tập trung vào các hướng nghiên cứu như: 
- Tối ưu hóa kỹ thuật điều khiển hệ thống phanh tái sinh. 
- Tăng hiệu suất thu hồi năng lượng và hiệu suất tích lũy năng lượng của ắc quy 
- Tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và không gian sử dụng của ắc quy 
3.1.1 Tối ưu hóa kỹ thuật điều khiển hệ thống phanh tái sinh. 
Các nghiên cứu về kỹ thuật điều khiển hệ thống phanh tái sinh được dựa trên sự 
bố trí các bộ phận cần thiết trong hệ thống phanh tái sinh. Cheng-Kuo Sung [10] đã 
thử nghiệm trên lắp thêm các bộ giảm chấn trong xy lanh chính dẫn đến kết quả làm 
giảm các dao động của dòng dầu trên xy lanh chính làm tăng hiệu quả phanh tái sinh. 
Nghiên cứu của Kai Lai [9] cho thấy ảnh hưởng của độ dốc đến sự tiêu hao năng 
58 
lượng điện của xe điện bằng việc kết hợp công nghệ GPS để thu thập thông tin về 
tình trạng đường để từ đó điều khiển phanh tái sinh. Kết quả nghiên cứu cho thấy có 
thể cải thiện 5% đến 8% về suất tiêu hao năng lượng. Nghiên cứu của Jiaseng Ruan 
[26] tập trung vào nghiên cứu thử nghiệm sự phân phối lực phanh giữa cầu trước và 
cầu sau trong hệ thống phanh tái sinh nhằm đảm bảo các điều kiện an toàn khi phanh. 
Riacardo Maia [27] nghiên cứu mô hình điều khiển hệ thống phanh tái sinh bằng logic 
mờ để điều khiển hệ thống phanh tái sinh cho xe điện. Nghiên cứu này đã đề xuất một 
phương pháp điều khiển hệ thống bằng lô gíc mờ chuyên biệt có thể học được các mô 
hình RBS đặc biệt cho xe điện. Priya Sharma [28] trong nghiên cứu của mình đã mô 
tả ba công nghệ có thể thích ứng với mục tiêu không chỉ giảm giá thành hoạt động 
mà còn cải thiện sự gây ô nhiễm môi trường của phương tiện giao thông. Ba công 
nghệ đó là bánh đà tích trữ năng lượng, siêu tụ và ắc quy lưu điện. M.Boisvert [29] 
đã nghiên cứu thực nghiệm và chỉ ra quy luật điều khiển tối ưu và sự ảnh hưởng của 
các thông số như khối lượng xe, độ dốc của mặt đường và loại đường đến sự thu hồi 
năng lượng khi phanh. Trong nghiên cứu đó, một thuật toán tương ứng được thực 
hiện để điều khiển mô hình mô phỏng. Zhang Junzhi [30] đã thực nghiệm các kỹ thuật 
điều khiển mới nhằm cải thiện hiệu quả thu hồi năng lượng so với các kỹ thuật điều 
khiển cơ bản. Các nghiên cứu này tập trung vào mô phỏng thử nghiệm trong 
MATLAB / SIMULINK và nâng cao hiệu quả phanh, trên cơ sở đó tác giả đã phát 
triển một bộ điều khiển hệ thống phanh tái sinh theo thời gian thực. 
3.1.2 Các hướng nghiên cứu trong việc tăng hiệu suất thu hồi năng lượng và 
hiệu suất tích lũy năng lượng của ắc quy 
Ngày nay thì ắc quy a-xít chì được thay thế bằng ắc quy khô với nhiều tiện ích. 
Ắc quy khô có công suất lớn hơn trong khi thể tích thì nhỏ hơn ắc quy a-xít. Năng 
lượng thu hồi được từ hệ thống phanh chỉ khoảng 10% nên chúng ta cần tăng tỷ lệ 
này lên càng nhiều càng tốt. Siddharth Mehta [31] trong nghiên cứu của mình đã sử 
dụng bộ chuyển đổi hai chiều với thuật toán điều khiển kép nhằm tăng công suất lưu 
trữ trung bình trong khoảng thời gian phanh tái sinh nhằm giảm thời gian dừng xe. 
Kết quả nghiên cứu cho thấy công suất lưu trữ trung bình bởi ắc quy tăng 2,5 lần so 
59 
với kỹ thuật điều khiển trước đó. Khaled Itani [32] trong nghiên cứu của mình đã so 
sánh hai hệ thống tích trữ năng lượng với ắc quy Li-Ion kết hợp với siêu tụ và bánh 
đà. Kết quả cho thấy bánh đà có nhiều lợi điểm hơn so với siêu tụ về mặt thể tích, 
mật độ năng lượng và thậm chí cả giá thành. 
L.Pugi đã thử nghiệm hệ thống phanh tái sinh được lắp thêm với động cơ đốt 
trong [33]. Kết quả mô phỏng của nghiên cứu này cho thấy có sự cải thiện về hiệu 
suất làm việc của hệ thống, từ đó làm cơ sở cho việc thực nghiệm đánh giá hiệu quả 
của các thiết bị. M. Grandone [34] trong nghiên cứu của mình tập trung vào việc phát 
triển chiến lược kiểm soát lực phanh cho phép thay đổi tốt nhất giữa phanh cơ khí và 
phanh tái sinh trên xe hybrid và các chiến lược phanh khác nhau đã được nghiên cứu, 
nhằm tối đa hóa năng lượng phanh tái sinh. Kết quả cho thấy mô hình nghiên cứu là 
một công cụ hữu ích để thiết kế các chiến lược phân phối lực phanh theo thời gian 
thực nếu được kết hợp đúng với ước tính hệ số trượt và sử dụng hệ thống phanh ABS. 
V.A. Kalmakov [35] đã thực nghiệm với các điều kiện hoạt động khó khăn của một 
xe đua với yêu cầu phải tối ưu hóa việc thiết kế các ngăn ắc quy, các bộ tích năng. 
dựa trên các thông số đã cho ban đầu. Zhongyue Zou [36] đã sử dụng siêu tụ có mật 
độ tích trữ năng lượng cao và có thể chịu được dòng điện lớn trong thời gian ngắn. 
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng hiệu suất biến đổi năng lượng có thể đạt tới gần 
như 88%. Byeong Heon Kim [37] đề xuất giải pháp tăng năng lượng thu hồi bằng 
việc sử dụng các tấm điện cực polyme cho hệ thống fuel cell hybrid. Hệ thống này 
bao gồm một máy phát điện, một siêu tụ và một ắc quy để tích trữ năng lượng. Siêu 
tụ có mật độ tích trữ năng lượng cao có điện áp 30V và 100F có thể giảm thiểu sự 
tiêu hao năng lượng thông qua một mạch điện tế bào cân bằng. 
3.1.3 Tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và không gian sử dụng của ắc quy 
Ngoài các phương pháp trên, ta cũng có thể tăng hiệu suất bằng các phương 
pháp điều khiển khác nhau hệ thống thu hồi năng lượng khi phanh để tiêu thụ năng 
lượng ít hơn cho xe ô tô. Chẳng hạn, thực hiện các kỹ thuật thích ứng với các địa hình 
của người lái. Liang Li [38] nghiên cứu xe Hybrid trang bị hộp số tự động có chế độ 
điều khiển bằng tay. Ban đầu các mô hình động học được xây dựng sau đó các chế 
60 
độ điều khiển xuống số được phân tích. Các tính chất hoạt động của hệ thống phanh 
tái sinh được thu thập với các vị trí tay số khác nhau từ đó đề xuất 2 chiến lược điều 
khiển xuống số được sử dụng phù hợp với phanh tái sinh. 
Xujian Li [39] nghiên cứu hai vấn đề chính liên quan đến quá trình giảm tốc độ. 
Một là việc xác định điểm xuống số tối ưu, và thứ hai là kiểm soát sự kết hợp của 
phanh tái sinh và phanh thủy lực. Các kết quả mô phỏng và thử nghiệm bằng các công 
cụ thí nghiệm Hardware in loop cho thấy thuật toán được đề xuất có hiệu quả trong 
việc cải thiện hiệu suất năng lượng điện của xe điện. Ảnh hưởng của việc xuống số 
đến hiệu quả thu hồi năng lượng phụ thuộc vào tốc độ bắt đầu phanh và cường độ lực 
phanh. Hiệu quả thu hồi năng lượng cao tại các dải tốc độ trung bình và lực phanh ở 
mức trung bình. Bộ điều khiển phi tuyến được thiết kế chính xác trong việc ước tính 
mô men phanh thủy lực. 
Jian Chen [40] đã điều khiển hệ thống phanh tái sinh bằng bộ điều khiển hai 
lớp được thiết kế để theo dõi các tín hiệu và cải thiện khả năng thu hồi năng lượng. 
Kết quả mô phỏng cho thấy hệ thống được đề xuất không chỉ có thể theo dõi vận tốc 
mong muốn mà còn cải thiện khả năng thu hồi năng lượng của xe. Peter Clarke [41] 
phân tích về hệ thống phanh tái sinh trên xe như là một phương tiện làm giảm lượng 
khí thải nhanh chóng và tương đối dễ dàng để đạt được hiệu quả tiêu hao nhiên liệu 
cao hơn. Tác giả đã thu thập được minh chứng và so sánh hai mẫu xe để suy ra khả 
năng tiết kiệm nhiên liệu và khí thải ra môi trường đối với xe có sử dụng phanh tái 
sinh. 
3.2 Cơ sở lý thuyết về điều khiển phân phối lực phanh tái sinh 
Một trong những đặc điểm quan trọng của xe sử dụng hệ thống phanh tái sinh 
là trong trường hợp phanh gấp, momen phanh cần thiết lớn hơn so với momen phanh 
điện thì hệ thống phanh cơ khí phải cùng hoạt động để đảm bảo an toàn. Để đạt được 
hiệu suất cao trong phanh tái sinh, việc điều khiển sự phân phối lực phanh tái sinh và 
lực phanh ma sát trên xe ô tô là hết sức quan trọng. Trên xe, sự phân phối lực phanh 
tối ưu được mô tả bằng đồ thị parapol (đường cong màu xanh trong hình 3.1). Nếu sự 
phân phối lực phanh thực ở dưới đường cong phân phối lực phanh lý tưởng thì các 
61 
bánh xe trước sẽ bị phanh sớm hơn các bánh xe sau dẫn đến trạng thái ổn định của xe 
[42]. 
Fbf
Wf
≥
Fbr
Wr
 (3.1) 
Hình 3.1: Đặc tính phân phối lực phanh 
Trong đó Fbf và Fbr là lực phanh trên cầu trước và cầu sau(N); Wf và Wr là 
trọng lượng xe trên trục trước và trục sau (N). 
Tuy nhiên, khi điểm làm việc ở dưới đường cong phân phối lực phanh lý 
tưởng, phần lớn lực phanh sẽ được chuyển đến bánh xe trước và một lượng rất nhỏ 
lực phanh còn lại được chia cho các bánh sau. Điều này sẽ làm giảm sự tận dụng khả 
năng bám đường của bánh xe sau. Để tránh được tình trạng này, một số điều kiện 
phanh được thêm vào có thể đạt được lực phanh tối đa trên các bánh xe trước được 
giới hạn bởi sự điều chỉnh bởi liên minh châu Âu ECE (đường cong màu đỏ hình 3.1). 
Theo sự điều chỉnh này, để giá trị nằm trong khoảng 0.2 và 0.8 sự phân phối lực 
phanh phải thoả mãn điều kiện: [42] 
Z ≥ 0.1 + 0.85(μROAD − 0.2) (3.2) 
Trong đó Z là tỉ lệ phanh của xe và μROAD là độ bám của đường. Khi đó, vùng 
cho phép của sự phân phối lực phanh nằm giữa hai đường cong ở hình 3.1. Đối với 
xe truyền thống, hệ thống phanh ma sát được định nghĩa bằng độ dốc của đường thẳng 
62 
chấm trong hình 3.1. Mối quan hệ của lực phanh ở các bánh xe trước và sau khi bánh 
trước bị bó cứng và tính đến độ bám đường của lốp (μROAD) [42]. 
FbR =
wb−μROAD.h
μROAD.h
. FbF −
W.Lb
h
 (3.3) 
Để tìm được hiệu suất tốt nhất của sự phân phối lực phanh giữa phanh tái sinh 
và phanh ma sát, từ quan điểm năng lượng, có ba phương pháp điều khiển phanh đang 
được nghiên cứu và ứng dụng. Trong tất cả các phương pháp này, có một quy tắc 
chung để tìm sự phân phối lực phanh [42] 
 Hình 3.2: Biểu đồ các phương pháp điều khiển phanh tái sinh 
Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh: 
Gia tốc chậm dần khi phanh cực đại: jpmax =φ. g/δi. 
Thời gian phanh nhỏ nhất. 
 tpmin =
δi.v
φ.g
Quãng đường phanh nhỏ nhất. 
Spmin =
δi.𝑣2
2.φ.g
Ngoài ra đối với đối tượng nghiên cứu của đề tài, sự phân phối lực phanh tái sinh 
và phanh cơ khí cũng là một trong những tiêu chí để đánh giá hiệu quả phanh. Lực 
phanh phân phối phải nằm trong phạm vi tiêu chuẩn của liên minh châu Âu ECE 
63 
3.2.1 Phương pháp tối đa hóa năng lượng thu hồi khi phanh 
Phương pháp điều khiển tối đa hóa mức năng lượng thu hồi được thể hiện 
trong hình 3.2a. Mômen phanh tái sinh sẽ được kích hoạt đến khoảng tối đa có thể, 
lực phanh thủy lực sẽ không được kích hoạt ở bánh xe dẫn động máy phát điện cho 
đến khi mômen phanh của mô tơ không đáp ứng đủ mômen phanh yêu cầu. Theo lý 
thuyết, phương pháp này sẽ tối đa hóa việc sử dụng mômen phanh tái sinh, đạt được 
mức năng lượng thu hồi lớn nhất. Tuy nhiên, khi cần lực phanh thủy lực, việc cung 
cấp dầu phanh cho xi-lanh phanh bánh trước sẽ bị giảm đi do giảm áp suất đột ngột 
trong xy-lanh chính đó là nguyên nhân của sự sụt chân phanh làm ảnh hưởng độ êm 
dịu khi phanh. 
Phương án tối ưu hóa năng lượng thu hồi này lựa chọn vùng mà các điểm vượt 
qua đường thẳng giảm tốc (đường cong màu hồng hình 3.1) và tính toán năng lượng 
tái sinh trên mỗi điểm. Cuối cùng chọn ra điểm có mức năng lượng tái sinh cao nhất. 
Sự phân phối momen tái sinh được xác định theo công thức (3.4) phân phối lực phanh] 
TEM = {
PGE_max×9500
1500
, nEM ≤ 1500 r/min
PGE_max×9500
nEM
, nEM > 1500 r/min 
 (3.4) 
TEM =
|PCharge_max| × 9500
nEM
ωb = ∏ ω = ω1(U) × ω1(vSS)) × ωEM (3.5) 
TEM_reg = min(TEMωb, TU_max) (3.6) 
Trong đó ω1, ω2 được xác định: 
ω1(U) = {
1, 30 ≤ U ≤ 46
−
1
2
U + 24, 46 ≤ U ≤ 48
0, 48 < U ≤ 50
 (3.7) 
ω2(U) = {
0, vSS < 10
1
20
vSS −
1
2
, 10 ≤ vSS ≤ 30
1, 30 < vSS ≤ vmax
 (3.8) 
64 
3.2.2 Phương pháp tối ưu sự phân phối lực phanh 
Phương pháp điều khiển theo sự phân phối lực phanh tối ưu được thể hiện ở 
hình 3.2b. Khi bắt đầu quá trình phanh, chỉ có lực phanh cơ khí được kích hoạt. Khi 
áp suất phanh của bánh trước ổn định, mômen phanh tái sinh sẽ được kích hoạt. 
Phương án này là lý tưởng bao gồm cả lực phanh ở trước và sau. Một điểm làm việc 
trên đường cong parapol sử dụng lực phanh tối đa trên xe, giúp sự an toàn khi cả hai 
cầu sẽ bị phanh cùng lúc. Nếu xe được phanh trên đường với hệ số bám như nhau ở 
các bánh xe trước và bánh sau, khi cả hai bị khóa cứng thì lực phanh phải phân bổ 
theo quy luật phân bố tải trọng như sau: 
Fz1 =
G
L
(b + φhg); Fz2 =
G
L
(a − φhg) (3.9) 
Với φ là hệ số bám giữa lốp và mặt đường. Khi các bánh trước và bánh sau bị 
khóa đồng thời trên đường với hệ số bám khác nhau, lực phanh của bánh xe phía 
trước và bánh sau sẽ được xác định: 
Fb1 + Fb2 = φG; Fb1 = φFz1 ; Fb2 = φFz2 (3.10) 
Fb2 = 
1
2
[
G
hg
√b2 +
4hgL
G
Fb1 − (
Gb
hg
+ 2Fb1)] (3.11) 
Khi lực phanh được phân phối theo đường cong lý tưởng, tổng lực phanh bánh 
xe phía trước và bánh xe phía sau theo biểu thức (3.11). Phạm vi an toàn và ổn định 
khi phanh nằm trong giớ hạn của đường phân phối lực phanh lý tưởng và đường phân 
phối lực phanh tái sinh được quy định bởi hội đồng châu Âu ECE 
Hình 3.3: Sơ đồ phạm vi phanh an toàn khi phanh 
65 
3.2.3 Phương pháp điều khiển phối hợp 
Phương pháp điều khiển phối hợp được thể hiện trong hình 3.2c, là phương 
pháp cân bằng hai phương pháp tối ưu hóa năng lượng thu hồi và phương pháp tối ưu 
hóa sự phân phối lực phanh. Phương pháp này giúp tối ưu hóa năng lượng thu được 
đến mức tối đa nhưng vẫn giữ đươ

File đính kèm:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_nang_cao_hieu_qua_thu_hoi_nang_luong_cua.pdf
  • pdfTOM TAT LA TiengAnh_DuongTuanTung_30_06_2020.pdf
  • pdfTOM TAT LA Tiengviet_DuongTuanTung_30_06_2020.pdf