Nghiên cứu sự phân phối lực phanh tái sinh và lực phanh cơ khí trong hệ thống phanh tái tạo năng lượng đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện động đốt sử dụng nguồn lượng để động làm việc nhờ phần lớn nguồn nhiên liệu hóa thạch.Tuy nhiên nguồn nhiên liệu hóa thạch dần cạn kiệt lượng khí thải từ nhiên liệu gây ảnh hưởng lớn đến môi trường sống Chính cần phải có giải pháp đúng đắn thay nguồn nhiên liệu hóa thạch phụ thuộc vào chúng điều nghiên cứu áp dụng thành cơng, sử dụng phương pháp hệ thống phanh tái sinh Phương pháp lựa chọn thích đáng thu hồi tồn lượng trình phanh giảm tốc, động khơng có hệ thống phanh tái sinh lãng phí tồn nguồn lượng nhiệt Hệ thống phanh ô tô hệ thống an tồn chủ động Q trình phanh q trình chuyển hóa lượng từ thành nhiệt cấu phanh Quá trình chuyển hóa làm tổn hao lượng động mà xe ô tô phải tiêu tốn lượng nhiên liệu định đạt Tuy nhiên, lý an tồn mà hệ thống phanh khí sử dụng lượng tiêu tán không nhỏ Hệ thống phanh tái sinh (RBS: Regenerative Braking System) đời với mục đích thu hồi để tái sử dụng lại lượng quán tính xe trình phanh giảm tốc, giúp tiết kiệm nhiên liệu tăng tuổi thọ cho cấu phanh [1] Theo nghiên cứu gần hệ thống phanh tái sinh nghiên cứu, tính tốn áp dụng dòng xe điện (EV: Electric Vehicle), xe lai điện (HEV: Hybrid Electric Vehicle) số dòng xe sử dụng pin nhiên liệu (FCV: Fuel Cell Vehicle) [18] Đặc điểm hệ thống phanh tái sinh áp dụng dòng xe lượng chuyển hóa thành điện để dẫn động mô tơ điện hoạt động phục vụ cho q trình tăng tốc xe Với xe tô truyền thống sử dụng động đốt (CICE: Convetional Internal Combustion Engine) hệ thống phanh tái sinh nghiên cứu ứng dụng dạng khác như: Năng lượng thu hồi trình xe phanh giảm tốc tích trữ dạng thủy lực áp dụng cho xe tải trọng lớn có kiểu hệ thống truyền lực thủy lực (Hydraulic Powertrain) , sử dụng bánh đà làm thiết bị tích trữ lượng dạng sau xi sử dụng để phục vụ trình tăng tốc áp dụng xe đua F1 xe du lịch tải trọng nhỏ [18]… Riêng xe tơ có kiểu hệ thống truyền lực truyền thống việc thu hồi lượng qn tính q trình phanh giảm tốc chưa nghiên cứu nhiều số lượng xe thị trường phổ biến Đề tài: “Nghiên cứu phân phối lực phanh tái sinh và lực phanh khí hệ thống phanh tái tạo lượng” thực với mục đích thu hồi lượng qn tính xe q trình phanh giảm tốc kết hợp thiết bị tích trữ lượng bánh đà quán tính máy phát điện biến thành điện nạp lại cho ắc quy để sử dụng cho phụ tải điện Đề tài nghiên cứu phân phối lực phanh tái tạo thông qua sở lý thuyết phân phối lực phanh để từ đưa phương pháp điều khiển phù hợp lực phanh tái sinh lực phanh khí nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi lượng mà đảm bảo tính an tồn ổn định tơ q trình phanh giảm tốc Nhiệm vụ đề tài - Tìm hiểu tổng quan hệ thống phanh tái tạo lượng sở lý thuyết phân phối lực phanh - Nghiên cứu, phân tích xây dựng số phương pháp điều khiển phân phối lực phanh xe có sử dụng hệ thống phanh tái tạo lượng theo kết nghiên cứu công bố Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu phân phối lực phanh tái tạo lượng số phương pháp điều khiển phân phối lực phanh hệ thống tích hợp hệ thống kết hợp phanh tái sinh phanh khí - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu đối tượng chọn theo số kết nghiên cứu công bố nhà nghiên cứu trước Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp sau: xii - Tham khảo tài liệu: Dựa vào tài liệu internet, sách báo nước ngồi, tài liệu chun ngành tơ thư viện nhiều nguồn tài liệu khác để có hướng nghiên cứu thích hợp - Phương pháp tham khảo ý kiến - Dịch tài liệu: Chủ yếu dịch tiếng anh từ tài liệu hướng dẫn tài liệu nước Những nội dung chính đề tài Đề tài trình bày chương với cấu trúc sau: Mở đầu Chương 1: Tổng quan hệ thống phanh tái tạo lượng Chương 2: Cơ sở lý thuyết phân phối lực phanh Chương 3: Một số phương pháp điều khiển phân phối lực phanh xe có sử dụng hệ thống phanh tái tạo lượng Kiến nghị kết luận xiii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN x MỞ ĐẦU xi Lý chọn đề tài .xi Nhiệm vụ đề tài xii Đối tượng phạm vi nghiên cứu xii Phương pháp nghiên cứu xii Những nội dung đề tài xiii MỤC LỤC xiv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xvi DANH MỤC HÌNH ẢNH xviii DANH MỤC CÁC BẢNG xxii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC HỆ THỐNG PHANH TÁI TẠO NĂNG LƯỢNG 1.1 Lịch sử Hình thành hệ thống phanh RBS 1.2 Phương pháp tích trữ lượng phanh 1.3 Phân tích so sánh phương án tích trữ lượng hệ thống RBS 12 1.4 Các nghiên cứu hệ thống phanh tái tạo lượng giới 15 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN PHỐI LỰC PHANH 23 2.1 Cơ sở lý thuyết phân phối lực phanh hệ thống xe khí 23 2.2 Cơ sở lý thuyết phân phối lực phanh hệ thống tích hợp (Kết hợp phanh tái sinh phanh khí) 33 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN PHÂN PHỐI LỰC PHANH TRÊN XE CÓ SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH TÁI TẠO NĂNG LƯỢNG 37 A Sơ lược phân phối lực phanh tái sinh 37 xiv B Các phương pháp phân phối lực phanh tái sinh 40 I.Phương pháp phân phối dựa vào điều khiển kết hợp phanh tái sinh phanh thủy lực 40 II.Phương thức phân phối lực phanh tái sinh cho xe lai điện dựa vào quãng đường phanh 73 III.Phương pháp phối phối lực phanh cho hệ thống phanh tái sinh thủy lực 89 IV.Nghiên cứu phân phối lực phanh phương pháp phanh tái sinh xe điện 97 V Nghiên cứu phương pháp phân phối lực phanh tái sinh theo biểu đồ phân phối lực phanh lý tưởng .105 C Nhận xét……………………………………………………………………… …116 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 117 Kết luận 117 Đề nghị .117 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 xv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Giải thích ý nghĩa Ghi RBS Regenerative Braking System Phanh tái sinh CVT Continuously Variable Transmission Hộp số vô cấp EV Electric Vehicle Các xe điện HEV Hybrid Electric Vehicle Các xe lai điện HHV Hydraulic Hybrid Vehicle Các xe lai thủy lực UPS Uninterruptible Power Supply KERS Kinetic Energy Recovery System FCV Fuel Cell Vehicle FWB Flywheel Battery ABS Anti-lock Braking System HTTL Transmission system MG Motor and Generator RPM Revolutions Per Minute SOC State Of Charge chữ viết tắt Nguồn cung cấp điện liên tục Hệ thống thu hồi lượng động Các xe sử dụng pin nhiên liệu Bánh đà tích điện Hệ thống chống bó cứng phanh Hệ thống truyền lực Mô tơ điện máy phát điện Số vịng quay phút Tình trạng sạc Pin xvi Mạng CAN – Một chuẩn CAN truyền thông tin cho xe Controller Area Network ECU UDDS PMSM Đơn vị điều khiển động ICE control Unit Urban đốt Dynamometer Driving Chu trình thử nghiệm động lực đô thị Schedule Permanent Synchronous Motor đồng nam châm Magnet Motor vĩnh cửu DS Deceleration Sensitive Độ nhạy giảm tốc ICE Internal Combustion Engine Động đốt HVB Hybrid Vehicle Battery Pin xe lai ETH ESP Swiss Federal Institute of Viện công nghệ liên bang Technology Thụy Sĩ Electronic stability program Hệ thống cân điện tử xvii DANH MỤC HÌNH ẢNH Ký hiệu Tên Hình vẽ Trang Hình 1.1: Các hướng nghiên cứu cơng nghệ tích trữ lượng tái tạo phanh Hình 1.2: Hệ thống tích trữ lượng phanh thủy lực kiểu nối tiếp Hình 1.3: Hệ thống tích trữ lượng phanh thủy lực kiểu song song [5] .4 Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống tích trữ lượng tái tạo phanh dạng điện .5 Hình 1.5: Sơ đồ hệ thống điều khiển converter Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống phanh tái sinh với siêu tụ Hình 1.7: Cơng nghệ siêu tụ Maxwell Hình 1.8: Sơ đồ hệ thống tích trữ lượng phanh bánh đà [36] Hình 1.9: Bánh đà tích điện xe Porches 918 RSR concept Hình 1.10: Hệ thống bánh đà tích trữ lượng xe Volvo .10 Hình 1.11: Hệ thống tích trữ lượng phanh lị xo cuộn 11 Hình 1.12: Độ ổn định điện áp phương án tích trữ lượng phanh 12 Hình 1.13: Khả chịu nhiệt phương án tích trữ lượng phanh .13 Hình 1.14: Hiệu suất phương án tích trữ lượng phanh 13 Hình 1.15: Suất tiêu hao nhiên liệu phương án tích trữ lượng phanh 14 Hình 1.16: Giá thành so sánh phương án tích trữ lượng phanh 14 Hình 1.17: Sơ đồ thử nghiệm tác giả Jefferson and Ackerman [25] 18 Hình 1.18: Sơ đồ thử nghiệm của tác giả R.J.Hayes [26] 19 Hình 1.19: Sơ đồ hệ thống tích trữ lượng phanh ZI 19 Hình 1.20: Sơ đồ hệ thống tích trữ lượng phanh khí [27] 20 Hình 1.21: Bánh đà siêu tốc hãng Flybird 21 Hình 1.22: Sơ đồ thử nghiệm hệ thống SJSU-RBS [33] 22 Hình 2.1: Sự dịch chuyển tâm tơ q trình phanh 24 Hình 2.2: Sự thay đổi phản lực thẳng đứng tơ quay vịng .25 Hình 2.3: Lực tác dụng lên tô phanh 26 Hình 2.4: Đồ thị chỉ quan hệ momen phanh cần sinh Mp1 Mp2với hệ số bám φ 30 Hình 2.5:Đồ thị chỉ quan hệgiữa Mp1 Mp2 -1- Đầytải, -2- Không tải 30 xviii Hình 2.6: Đồ thị chỉ quan hệ áp suất dẫn động phanh sau dẫn động phanh trước để đảm bảo phanh lý tưởng -1- Đầy tải, -2- Không tải .31 Hình 2.7: Đường đặc tính thực tế điều hịa lực phanh -1- Đầy tải, -2- Không tải 32 Hình 2.8: Chùm đường đặc tính điều hịa lực phanh -1- Đầy tải, -2- Khơng tải 33 Hình 2.9: Tính toán phanh với giới hạn ma sát 35 Hình 3.1: Sơ đồ hoạt động hệ thống phanh tái sinh 41 Hình 3.2: Cấu trúc hệ thống phanh tái sinh 42 Hình 3.3: Sơ đồ phương pháp điều khiển phanh tái sinh .45 Hình 3.4: Sơ đồ thuật toán điều khiển áp suất thủy lực 46 Hình 3.5: Dịng trạng thái thuật tốn điều khiển ban đầu logic phanh thủy lực 48 Hình 3.6: Sơ đồ mơ hình xe hệ thống kết hợp OXYZ 50 Hình 3.7 : Biểu đồ hiệu hệ thống motor điện 54 Hình 3.8 : Sơ đồ khối hệ thống phanh thủy lực .56 Hình 3.9: Mơ phương pháp tối đa hóa mức lượng thu hồi .59 Hình 3.10: Mô phương pháp mang lại cảm giác chân phanh tốt 60 Hình 3.11: Mô phương pháp kết hợp 61 Hình 3.12: Xe điện thử nghiệm 65 Hình 3.13: Sơ đồ điều khiển phanh theo thời gian thực 65 Hình 3.14: Bộ điều khiển phanh 66 Hình 3.15: Kiểm tra đường phương pháp tối đa hóa mức lượng thu hồi 68 Hình 3.16: Kiểm tra đường phương pháp mang lại cảm giác chân phanh tốt 69 Hình 3.17: Kiểm tra đường phương pháp kết hợp 70 Hình 3.18: Thử nghiệm đường thực tế theo chu trình lái ECE 72 Hình 3.19: Sơ đồ cấu tạo xe lai 74 Hình 3.20: Đặc tính PMSM 76 Hình 3.21: Quãng đường phanh chu trình UDDS 78 Hình 3.22: Quãng đường phanh chu trình EUDC 78 Hình 3.23: Quãng đường phanh chu trình 1015 79 Hình 3.24: Quãng đường phanh chu trình NYCC 79 Hình 3.25: Mỗi quan hệ hệ số phân phối lực phanh quãng đường phanh 81 Hình 3.26: Biểu đồ phân phối lực phanh xe điện lai(HEV) .81 xix Hình 3.27: Sơ đồ khối điều khiển phanh tái sinh xe điện lai 82 Hình 3.28: Phương pháp phân phối lực phanh ADVISOR 86 Hình 3.29: Trạng thái sạc bốn chu trình lái 88 Hình 3.30: Biểu đồ hệ thống phanh tái sinh dạng giản đồ 90 Hình 3.31: Biểu đồ dạng giản đồ môđun nhận biết mục đích phanh 91 Hình 3.32: Q trình tính tốn lực phanh u cầu 91 Hình 3.33: Sự phân phối lực phanh cầu trước cầu sau 92 Hình 3.34: Sự phân phối lực phanh thủy lực motor .93 Hình 3.35: Mơđun phân phối lực phanh .95 Hình 3.36: Mô phân phối lực phanh 96 Hình 3.37: Momen motor biên dạng NEDC 96 Hình 3.38: Tỉ lệ phân phối lực phanh 98 Hình 3.39: Mơ hình ADVISOR xe điện hồn toàn 99 Hình 3.40: Quá trình phanh mong đợi(chu trình lái) 100 Hình 3.41: Môđun kiểm sốt phanh phía sau xe điện (EV) .101 Hình 3.42 : Môđun phân phối lực phanh 101 Hình 3.43 : Sự phân phối lực phanh dựa vào vận tốc 103 Hình 3.44: Sự phân phối lực phanh lý tưởng .103 Hình 3.45: Sự phân phối lực phanh dựa vào tiêu chuẩn ECE .104 Hình 3.46: Trạng thái sạc pin 104 Hình 3.47: Tỷ số trượt ba phương pháp phân phối lực phanh 105 Hình 3.48: Sơ đồ cấu trúc hệ thống phanh tái sinh 106 Hình 3.49: Cấu trúc hệ thống phanh thủy lực điện 108 Hình 3.50: Phương pháp điều khiển phanh lý tưởng 108 Hình 3.51: Thuật toán điều khiển phương pháp điều khiển phanh lý tưởng 110 Hình 3.52: Kết mô phân phối lực phanh với phương pháp điều khiển phanh lý tưởng chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành 112 Hình 3.53: Momen đầu motor động với phương pháp điều khiển phanh lý tưởng chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành .113 Hình 3.54: Dòng điện trạng thái sạc pin với phương pháp điều khiển phanh lý tưởng chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành .114 xx Momen phanh tối đa motor Lực phanh tổng Tính tốn lực phanh lý tưởng bánh trước bánh sau Momen phanh tối đa từ motor đến bánh xe Yes >Lực phanh tái sinh tối đa No Lực phanh tái sinh=Lực phanh tái sinh tối đa Lực phanh ma sát=Lực phanh bánh trước-Lực phanh tái sinh Lực phanh tái sinh=Lực lái bánh trước Lực phanh ma sát bánh trước=0 Lực phanh ma sát bánh sau Lực phanh tái sinh bánh trước Lực phanh ma sát bánh trước Hình 3.51: Thuật tốn điều khiển phương pháp điều khiển phanh lý tưởng Thuật tốn điều khiển thể Hình 3.51 Đầu vào lực phanh tổng momen phanh tái sinh tối đa Lực phanh tổng kiểm tra cảm biến lực bàn đạp phanh Momen phanh tái sinh tối đa motor có cách tìm kiếm biểu đồ đặc tính motor tín hiệu tốc độ quay Đầu lực phanh tái sinh bánh trước,lực phanh ma sát bánh trước lực phanh ma sát bánh sau Ba đầu chuyển riêng đến điều khiển motor, điều chỉnh lực phanh ma sát bánh trước điều chỉnh lực phanh ma sát bánh sau 110 Để nghiên cứu tính hiệu phương pháp điều khiển lý tưởng hệ thống phanh tái sinh, mơ hình mơ thiết lập phần mềm ADVISOR gắn vào mơ hình saturn SL1 Mơ thơng qua chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành Cuối cùng, phân phối lực phanh hiệu phục hồi lượng đạt Kết mơ phân tích Thơng số mơ thể Bảng 3.6 Bảng 3.6: Thông số mô Thông số thân xe Thông số motor Thông số động Dụng cụ lưu trữ lượng Thông số khác Khối lượng (kg) Chiều dài sở(m) Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước(m) Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau(m) Chiều cao trọng tâm(m) Hệ số kéo Diện tích tiếp xúc gió(m2) Bán kính bánh xe(m) Loại motor Cơng suất tối đa(W) Dịng điện tối đa(A) Loại động Dung tích xi-lanh(L) Cơng suất tối đa(W) Momen tối đa(N.m) Loại pin Định mực dung lượng(A.h) Định mức lượng(W.h) Công suất tối đa Tỷ số truyền Công suất trang bị điện(W) 1390 2.6 1.56 1.14 0.5 0.335 0.282 Motor nam châm vĩnh cửu 49kw Honda 4.9x104 400 Động Geo metro 1.0L SI 1.0 4.1x104/5700r 81/3477r Pin xe điện lai ovonic 45Ah NiMH 45 598 3.3x103 13.450 7.570 5.010 3.770 2.837 700 Lực phanh ma sát bánh trước chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành Sự phân phối lực phanh tái sinh bánh trước lực phanh ma sát bánh sau thể Hình 3.52 111 Sự phân phối momen motor động chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành thể Hình 3.53 Trong giới hạn cho phép trạng thái sạc, xe thử nghiệm tắt động chỉ có motor vận hành để di chuyển xe Điều giảm thiểu khí xả khu vực nội thành giảm nhiễm mơi trường Trong q trình phanh, momen phanh tái sinh xuất bước Đây kết kế hoạch cụ thể thay đổi bánh Hình 3.52: Kết mơ phân phối lực phanh với phương pháp điều khiển phanh lý tưởng chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành 112 Hình 3.53: Momen đầu motor động với phương pháp điều khiển phanh lý tưởng chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành Hình 3.54 thể tình trạng dòng điện trạng thái sạc pin Giá trị trạng thái sạc pin tăng lên suốt trình phanh Dịng điện pin khác thay đổi lực phanh Dòng điện chỉ lớn lực phanh lớn dòng điện chỉ nhỏ lực phanh nhỏ Hình 3.55 thể lượng phanh thân xe lượng phục hồi với phương pháp điều khiển phân phối lực phanh lý tưởng 113 Hình 3.54: Dịng điện trạng thái sạc pin với phương pháp điều khiển phanh lý tưởng chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành 114 Hình 3.55:Năng lượng phục hồi với phương pháp điều khiển phanh lý tưởng Bảng 3.7 cho biết lượng phanh tổng phục hồi hiệu phục hồi chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành với phương pháp điều khiển lý tưởng Hiệu phục hồi lượng với phương pháp điều khiển lý tưởng 53.86% hiệu suất phục hồi lượng có ích 18.1 % Bảng 3.7: Hiệu phục hồi lượng chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành với phương pháp điều khiển lý tưởng Năng lượng phanh tổng(J) Phanh lý tưởng 150490 Năng lượng tiêu tốn xe(J) Tổng lượng phục hồi(J) Hiệu phục hồi lượng(%) 448010 81051 53.86 Hiệu suất phục hồi lượng có ích (%) 18.1 Tóm lại Phương pháp điều khiển phanh tái sinh lý tưởng đề xuất nghiên cứu Mơ hình mơ thiết lập phần mềm ADVISOR gắn vào mơ hình xe Mơ hồn thành chu kỳ kiểm tra 15 chế độ nội thành Kết cho thấy phân 115 phối lực phanh tối ưu đạt với phương pháp điều khiển lý tưởng Và hệ số bám tận dụng tối đa Sự ổn định phanh tối ưu cho thấy rõ điều Năng lượng phanh tái sinh phục hồi nhiều Vì tính kinh tế nhiên liệu cải thiện C Nhận xét Phương pháp điều khiển phân phối lực phanh tối đa hóa lượng thu hồi dù mang lại lượng điện tái sinh cao có nhiều nhược điểm, làm giảm êm dịu an toàn phanh nên khó ứng dụng Trái lại, hai phương pháp mang lại cảm giác chân phanh tốt phương pháp phối hợp lại tối ưu giúp xe có ổn định an tồn cao phanh hiệu suất tái sinh lượng cao đến 40% (theo số liệu thử nghiệm đường thực tế Junzhi Zhang, State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy, Tsinghua University, Beijing 100084, People’s Republic of China) Phương pháp phân phối lực phanh tái sinh dựa vào quãng đường phanh điều khiển mạng CAN có độ nhạy cao, cịn có khả bảo vệ tăng tuổi thọ pin nhờ tín tự động ngắt sạc SOC vượt mức cho phép Phương thức phân phối lực phanh cho hệ thống phanh tái sinh thủy lực đảm bảo hoàn toàn mức độ an tồn phanh cịn cho phép mơ tơ đạt đến hiệu suất tối đa từ hứa hẹn mang lại hiệu suất tái sinh lượng cao Trong ba phương pháp điều khiển lực phanh tái sinh hai nhà nghiên cứu Zhao Ling Tang Lan thuộc đại học Xihua Trung Quốc Phương pháp dựa vào tiêu chuẩn ECE tái sinh nhiều lượng nhất, tiếp đến phương pháp dựa phân phối lực phanh lý tưởng mà phương pháp mang lại hiệu phanh cao cuối phương pháp dựa vào vận tốc có khả tái sinh lượng Đối với phương pháp phân phối lực phân tái sinh dựa theo biểu đồ phân phối lực phanh lý tưởng với tiêu chí tận dụng tối đa hệ số bám bánh xe nên có độ ổn định cao với hiệu suất tái sinh lượng lý tưởng lên đến 50% (theo kết kiểm tra 15 chế độ nội thành Viện Công Nghệ Harbin Trung Quốc) 116 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận Trong thời gian thực đề tài, nhóm nghiên cứu hiểu rõ hệ thống phanh tái sinh lượng phân phối lực phanh tái sinh phanh khí hệ thống phanh tái sinh lượng Đồng thời nhóm nghiên cứu tìm hiểu rõ phương pháp điều khiển phân phối lực phanh tái sinh phương pháp điều khiển kết hợp phanh tái sinh phanh khí xe có sử dụng hệ thống phanh tái sinh lượng Qua hiểu tầm quan trọng đề tài việc tăng khả phục hồi lượng tái sinh nhiều q trình phanh, tăng tính ổn định xe q trình phanh, an tồn điều khiển phanh xe tăng tính hiệu sử dụng lượng Đề nghị Hệ thống phanh giúp giảm tốc độ xe, lượng quán tính xe trình phanh giảm tốc lớn Trong nghiên cứu phải kể đến phương pháp điều khiển kết hợp phanh tái sinh phanh thủy lực với ba phương pháp giới thiệu gồm phương pháp tối đa hóa lượng thu hồi, phương pháp mang lại cảm giác chân phanh tốt phương pháp phối hợp giúp tăng hiệu tái sinh lượng, êm phanh, đảm bảo cân an toàn phanh Phương pháp phân phối lực phanh độ nhạy giảm tốc để phân phối lực phanh tổng mong muốn đến cầu trước cầu sau Phương pháp phục hồi nhiều lượng phanh giữ xe ổn định xe phanh Phương pháp phân phối lực phanh dựa tiêu chuẩn ECE sinh lực phanh tái sinh tối đa lượng phục hồi nhiều Còn phương pháp phân phối lực phanh lý tưởng giúp cho lượng phanh tái sinh thu hồi nhiều tính kính tế nhiên liệu cải thiện Các nghiên cứu thực việc mô máy tính với phần mềm Matlab/Simulink phần mềm ADVISOR, góp phần góc nhìn hệ thống phanh tái tạo phân phối lực phanh tái tạo xe lai, xe điện giúp cho việc phát triển sau Nếu hợp phương pháp lại với cách hài hồ ta có hệ xe lai vừa có hệ thống phanh hoạt động hiệu vừa tăng hiệu 117 sử dụng lượng, hệ thống hoạt động cách ổn định bền bỉ mang lại hiệu kinh tế cao 118 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] YuZhiSheng , “Automotive Theory [M]” Beijing: Mechanical Industry Press Society 2000 [2] JIANG Xun, HUANG Miaohua, “Modeling and simulation of electric vehicle regenerative braking control based on advisor”, BEIJING AUTOMOTIVE ENGINEERING, pp 25-28, Jan,2008 [3] GUO Jingang,WANG Jumping,CAO Binggang , “Brake-Force Distribution Strategy for Electric Vehicle Based on Maximum Energy Recovery”, JOURNAL OF XI AN JIAOTONG UNIVERSITY pp,607-611,Mary,2008 [4] ZhaoGuoZhu, YangZhengLin, WeiMinXiang, “ ECE Regulation Based Modeling and Simulation of Control Strategy for Regenerative Braking in EV and HEV”, Journal of Wuhan University of Technology, pp,149-152, Jan,2008 [5]Xie Dingyu and Chen Yangquan, Based MATLIB / simulink of System Simulation Technology and Application [M] Tsinghua University Press, 2004 [6] Cikanek, S R., Bailey, K.E.: Regenerative braking system for a hybrid electric vehicle, American Control Conference, 2002 Proceedings of the 2002 , Vol.4(2002), p.3129 [7] Kun Ma, Liang Chu, Liang Yao, et al: Study on Control Strategy for Regenerative Braking in a Pure Electric Vehicle, EMEIT(2012), p.1875 [8] Peng LI, Yunshan ZHOU and Nan WANG: Computer Simulation Vol.28(2011), p.363 [9] Liang Chu, Liang Yao, Jiankun Yin, et al: Study on the braking force allocation dynamic control strategy based on the fuzzy control logic, IE&EM Vol.Part 1(2011), p.635 [10] Zhisheng Yu: Automobile Theory[M] Beijing, China Machine Press(2006) [11] M.Ehsani, Y.Gao, S.E.Gay, and A.Emadi: Modem electric, hybrid electric and fuel cell vehicles fundamentals theory and design, CRC Press LLC(2005) [12] CHEN Quan-shi, QIU Bin, XIE Qi-cheng Fuel cell Electric Vehicle Tsinghua 119 University Press 2005 [13] SasakiY, MtomoA, KawahataF, et al Toyota Braking System for Hybrid Vehicle with Regenerative System Proceedings of the 14th International Electric Vehicle Symposium (EVS-14), Florida, 1997 [14] Binggang Cao, Zhifeng Bai, Wei Zhang Research on Control for Regenerative Braking of Electric Vehicle 0-7803-9435-6, IEEE, 2005: 92-97 [15] CHEN Qing-quan, SUN Feng-chun, ZHU Jia-guang Modern Electric Vehicle Technology Beijing Institute of Technology Press 2002:260-264 [16] LUO Yu-gong, LI Peng, JIN Da-feng, etal A Study on Regenerative Braking Strategy Based on Optimal Control 461 Theory Automotive Engineering 2006, (4): 356360 [17] HE Ren, HU Qing-xun Braking course of city bus with regenerative braking system Journal of Jiangsu University ˄Natural Science Edition˅, 2005, (5): 391-392 [18] Eiji Nakamura, Masayuki Soga, Akira Sakai, AKihiro Otomo, Toshikazu Kobayashi Development of Electronically Controlled Brake System for Hybrid Vehicle SAE 2002-01-0300, 2002 [19] Bradley Glenn, Gregory Washington, Giorgio Rizzoni Operation and control strategies for hybrid electric automobiles SAE2000-01-1537, 2000 [20] LIANG Peng-fei, WANG Hai-gui, LING Hong Research on Control Strategy of Regenerative Braking for HEV Diesel Engine, 2007, (3): 46-49 [21] +(5HQStudy on Methods of Regenerative Braking Energy of Automobile Journal of Jiangsu University ˄Natural Science Edition˅, 2003, (6): 1-3 [22] Yimin Gao, Liping Chen, and Mehrdad, “Investigation of the Effectiveness of Regenerative Braking for EV and HEV,” SAE paper, 1999-01-2910 [23] Yimin Gao, Liang Chu, and Mehrdad, “Design and Control Principles of Hybrid Braking System for EV, HEV and FCV,”IEEE Transaction on vehicular Technology, Vol.54, NO.2, Sep.2008 [24] R.Apter, M.Prathaler, “Regeneration of Power in Hybrid Vehicles” IEEE Transaction on vehicular Technology, Vol.35, NO.3, Sep.2002 [25] A.M.Walker, M.U.Lamperth and S.Wilkins, “On Friction Braking Demand with Regenerative Braking,”SAE paper, 2002-01-2581 120 [26] Ahu E.Hartavi, Ismail M.C.Uygan, and Volkan Sezer, “Electric Regenerative Power Assisted Brake Algorithm for Front and Rear Wheel Drive Parallel Hybrid Electric Commercial Van,” SAE paper, 2008-01-2606 [27] Nobuyoshi Mutoh, and Hiromichi, “Electrical Braking Control Methods for Electric vehicles with Independently Driven Front and Rear Wheel Structure,”Industrial Electronis, IEEE transaction on, Vol.54, Issue April 2007 [28] M.Ehsani, Y.Gao, S.E.gay and A.Emadi, Modern Electric, Hybrid, and Fuel Cell Vehicles: Fundamentals, Thory and Design, CRC Press,2005 [29] J.Y.Wong, Theory of Ground Vehicles John Wiley and Sons, New York, 1978 [30] Sovran G and Blaser D Quantifying the potential impacts of regenerative braking on a vehicle’s tractivefuel consumption for the U.S., European, and Japanese driving schedules SAE paper 2006-01-0664, 2006 [31] Tanaka Y, Nakaoka H, Mizutani Y and Nakamura E Brake control device and brake control method US Patent 7630815, 2009 [32] TRW Cognitive safety systems, news releases, http:// trw.mediaroom.com/index.php?s=43&item=336 (2012) [33] Tagata K, Sakai K and Aoki Y Vehicle brake device US Patent 7360360, 2007 Figure 18 Road test under the ECE driving cycle SOC: state of charge Table Comparison of the normal deceleration test results for the three control strategies Control strategy Recoverable energy (kJ) Regenerated energy (kJ) Regeneration efficiency (%) Maximum -regeneration-efficiency strategy — — — Good-pedal-feel strategy 80.253 37.846 47.16 Coordination strategy 84.015 43.342 52.32 Table Comparison of the test results for the ECE driving cycle Control strategy Consumed energy (kJ) Regenerated energy (kJ) Contribution rate (%) Good-pedal-feel strategy 450.82 129.71 24.88% Coordination strategy 456.98 138.31 26.18% Zhang et al 1301 Downloaded from pid.sagepub.com by guest on March 2, 2015 [34] Drumm SA and Schiel L Braking system for motor vehicles US Patent 8061786, 2010 [35] Ajiro K Vehicle brake device US Patent Application 20070132312A1, 2010 [36] Gao Y Electronic braking system of EV and HEV-integration of regenerative braking, automatic braking force control and ABS SAE paper 2001-01-2478, 2001 [37] Gao H, 121 Yimin Gao Y and Ehsani M A neural network based SRM drive control strategy for regenerative braking in EV and HEV In: IEEE international electric machines and drives conference, Cambridge, MA, USA, 17–20 June 2001, pp.571–575 New York: IEEE [38] Aoki Y, Suzuki K, Nakano H, et al Development of hydraulic servo brake system for cooperative control with regenerative brake SAE paper 2007-01-0868, 2007 [39] Luo Y, Li P, Jin D and Li K A study on regenerative braking strategy based on optimal control theory Automot Engng 2006; 28(4): 356–360 [40] Tur O, Ustun O and Tuncay RN An introduction to regenerative braking of electric vehicles as anti-lock braking system In: 2007 IEEE intelligent vehicles symposium, Istanbul, Turkey, 13–15 June 2007, pp.944–948 New York: IEEE [41] Okano T, Sakai S, Uchida T, et al Braking performance improvement for hybrid electric vehicle based on electric motor’s quick torque response In: 19th international battery hybrid and fuel cell electric vehicle symposium, Busan, Republic of Korea, 19–23 October 2002, pp.1285–1296 [42] Chu L, Zhang YS, Zhu YJ, et al Pneumatic anti-lock braking system for hybrid commercial vehicles Chinese Patent 200610017245, 2007 [43] Zhang JZ, Lu X, Zhang PJ and Chen X Road test of hybrid electric bus with regenerative braking system J Mech Engng 2009; 45(2): 25–30 [44] Zhang B, Zhang J and Li S Regenerative braking system based on ESP pressure modulator J Tsinghua Univ Sci Technol 2011; 51(5): 710–714 [45] Zhang JZ, Chen X and Zhang PJ Integrated control of braking energy regeneration and pneumatic anti-lock braking Proc IMechE Part D: J Automobile Engineering 2010; 224(5): 587–610 [46] Zhang J, Kong D, Chen L and Chen X Optimization of control strategy for regenerative braking of electrified bus equipped with ABS Proc IMechE Part D: J Automobile Engineering 2012; 226(4): 494–506 [47] Pacejka HB and Bakker E The magic formula tyre model Veh System Dynamics 1992; 21(Suppl): 1–18 [48] Wei Y, Lin YI, Lin C, et al The study on charge– discharge characteristics and application of Li-ion battery for vehicle Veh Power Technol 2005; (2): 28–31 [49] S.J.Clegg (1996) A Review of Regenenrative Brake System Institute of Transport 122 Studies, University of Leeds [50] F J Thoolen, "Development of an advanced high speed flywheel energy storage system," Ph.D Thesis, Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven, The Netherlands, 1993 [51] GS.TSKH NGUYỄN HỮU CẨN cộng (2005) Chương 9, Lý Thuyết Ơ Tơ Máy Kéo, in lần thứ 5, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1, 270 – 283 [52] LOI WEI CHEONG, Regenerative Braking System (RBS): Energy Measurement, June 2012 [53] Tai-Ran Hsu, On a Flywheel-Based Regenerative Braking System for Regenerative Energy Recovery, Proceeding of Green Energy and systems Conference 2013, USA [54] R M van Druten, "Transmission design of the Zero Inertia powertrain," Ph.D Thesis, Technische Universiteit Eindhoven, Eindhoven, The Netherlands, 2001 [55]Li-qiang Jin, Peng-fei Chen and Yue Liu, An Analysis of Regenerative Braking and Energy Saving for Electric Vehicle with In-Wheel Motors, International Journal of Control and Automation, Vol 7, No 12 (2014), pp 219-230 [56] G Le Solliec, A Chasse, M Geamanu, Regenerative braking optimization and wheel slip control for a vehicle with in-wheel motors, Preprints of the 7th IFAC Symposium on Advances in Automotive Control, National Olympics Memorial Youth Center, Tokyo, Japan, September 4-7, 2013 [57] N A Schilke, A O DeHart, L O Hewko, C C Matthews, D J Pozniak, and S M Rohde, "The Design of an Engine-Flywheel Hybrid Drive System for a Passenger Car," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, vol 200, pp 231-248, October 1, 1986 1986 [58] S Shen, A Serrarens, M Steinbuch, and F Veldpaus, "Coordinated control of a mechanical hybrid driveline with a continuously variable transmission," JSAE Review, vol 22, pp 453-461, 2001 [59] Leonardo De Novellis, Wheel Torque Distribution Criteria for Electric Vehicles With Torque-Vectoring Differentials, IEEE transactions on vehicular technology, vol 63, no 4, May 2014 [60] http://auto.howstuffworks.com/hydraulic-hybrid2.htm 123 [61] https://en.wikipedia.org/wiki/Regenerative_braking_system [62] http://www.torotrak.com/products-partners/products/flybrid 124 ... gần nghiên cứu hệ thống phanh tái sinh tập trung vào hướng tính tốn, mơ lượng thu hồi phanh, phân phối lực phanh hệ thống phanh tái sinh hệ thống phanh khí, nghiên cứu thuật toán điều khiển hệ thống. .. hệ thống phanh tái sinh thủy lực 89 IV .Nghiên cứu phân phối lực phanh phương pháp phanh tái sinh xe điện 97 V Nghiên cứu phương pháp phân phối lực phanh tái sinh theo biểu đồ phân phối lực phanh. .. phối lực phanh hệ thống phanh tái sinh hệ 15 thống phanh khí, nghiên cứu thuật toán điều khiển hệ thống phanh tái sinh, nghiên cứu tối ưu hóa lực phanh tái sinh, điều khiển thích ứng hệ số SOC (State