Nguyên tắc của loạt hệ thống phanh với năng lƣợng thu hồi tối ƣu là để thu hồi năng lƣợng phanh lớn nhất có thể trong điều kiện đáp ứng tổng lực phanh yêu cầu để giảm tốc.
Phân bố lực phanh giữa phanh cơ khí và hệ thống thu hồi năng lƣợng
phanh.
Khi phƣơng tiện đƣợc phanh với một gia tốc j/g < (µ), lực phanh trên bánh trƣớc và bánh sau có thể đƣợc thay đổi, miễn là thỏa mãn quan hệ:
Gbf + Fbr = Mv j.
Phạm vi biến đổi này của trục bánh trƣớc và bánh sau thì đƣợc chỉ ra trong hình bởi đƣờng đậm dày ab, tại µ = 0.9 và j/g = 0.7. Trong trƣờng hợp này, thu hồi năng lƣợng phanh có thể sẽ đƣợc ƣu tiên sử dụng. Nếu giá trị thu hồi lực phanh (lực phanh tối ƣu bởi động cơ điện) nằm trong bảng này (điểm c trong hình 2.6) lực phanh trên bánh trƣớc đƣợc tăng chỉ bởi thu hồi năng lƣợng phanh mà không có phanh cơ học.
30
đáp ứng tổng lực phanh yêu cầu. Nếu trên cùng một loại đƣờng, giá trị thu hồi năng lƣợng phanh sẵn có nhỏ hơn giá trị tƣơng ứng tại điểm a (điểm i trong hình 2.12), động cơ điện sẽ đƣợc kiểm soát để làm cho năng lƣợng thu hồi lực phanh của nó đạt tối đa. Lực phanh trƣớc và sau sẽ đƣợc điều khiển tại điểm f để tối ƣu cảm giác điều khiển và giảm quãng đƣờng phanh. Trong trƣờng hợp này, lực phanh trên bánh trƣớc sẽ có thể đƣợc tăng thêm bởi phanh cơ học có gí trị Fbf-mech, và lực phanh trên trục bánh sau đƣợc mô tả bởi điểm h.
Hình 2.6: Giản đồ phân phối lực phanh bánh trước và bánh sau hệ thống phanh thu hồi lực phanh ưu tiên chế độ thu hồi.
Khi ngƣời điều khiển giảm tốc độ (với j/g) nhỏ hơn rât nhiều so với hệ số bám (j/g= 0.3 hình 2.12 là một ví dụ) năng lƣợng phanh thu hồi đƣợc đáp ứng tổng lực phanh yêu cầu, chỉ thu hồi năng lƣợng phanh đƣợc sử dụng không có phanh cơ trên bánh trƣớc và bánh sau (điểm j trong hình 2.6).
31
Khi yêu cầu tỷ lệ giảm tốc độ j/g bằng với hệ số bám (µ), điểm hoạt động của lực phanh trƣớc và sau phải nằm trên đƣờng cong 1. Trên đƣờng có hệ số bám cao (µ = 0.7, điểm hoạt động f trong hình 2.6 là một ví dụ), thì ta áp dụng đƣợc thu hồi lực phanh đƣợc tối ƣu và còn lại thì đƣợc cung cấp bởi phanh cơ học. Trên đƣờng với độ kết dính đƣờng bộ thấp (µ =0.4, ví dụ hoạt động của điểm k trong hình), chỉ một mình việc thu hồi năng lƣợng phanh đƣợc sử dụng để tăng lực phanh bánh trƣớc.
Khi ra lệnh giảm tốc độ j/g lớn hơn độ bám đƣờng µ, yêu cầu giảm tốc độ này sẽ không bao giờ đạt đến do để hạn chế của độ bám. Giảm tốc tối ƣu mà phƣơng tiện có thể có đƣợc là (a/g)max = µ. Điểm hoạt động của lực phanh trƣớc và sau thì nằm trên đƣờng cong 1, tƣơng ứng với µ = 0.4 và j/g > 0.4. Điểm hoạt động là điểm k và tỷ lệ giảm tốc độ đạt lớn nhất là j/g = 0.4.
Thuật toán thu hồi
Hình 2.7: Sơ đồ thuật toán điều khiển ưu tiên thu hồi năng lượng.
32
cầu. Từ gia tốc phanh yêu cầu này tính lực phanh trên cầu trƣớc và cầu sau. Sau đó kiểm tra tốc độ của xe và giá trị SOC. Nếu SOC > 80% và v < 5 km/h thì chỉ dùng hệ thống phanh cơ khí, phanh thu hồi không làm việc. Khi điều kiện đó đƣợc đảm bảo tiếp tục tính toán mô men phanh thu hồi trên bánh trƣớc. Mô men này phụ thuộc vào động cơ điện hoạt động ở chế độ máy phát nhƣ tốc độ vòng quay, tỉ số truyền các bánh răng. Sau đó so sánh Pth với Pp1. Nếu Pth > Pp1 thì chỉ dùng hệ thống phanh thu hồi. Còn nếu Pth < Pp1 thì hệ thống phanh cơ khí sẽ cung cấp thêm phần mô men còn thiếu của hệ thống phanh thu hồi.