Giống với tái tạo năng lượng quán tính, hệ thống tái tạo năng lượng phanh tận dụng động năng của phương tiện bằng cách thu hồi lại. Nó không có giới hạn tốc độ cho hệ thống tái tạo lực phanh. Trong suốt quá trình tái tạo năng lượng phanh, động cơ điện V141, được dẫn bởi năng lượng thu hồi và hoạt động ở chế độ máy phát. Nó cung cấp cho tải và sạc lại cho pin. Mô men xoắn máy phát lên tới 200 Nm được đặt lên trục vào của hộp số tạo ra “ hiệu quả phanh điện tử”.
64 Tái tạo năng lượng phanh được bắt đầu khi bộ quản lý hybrid trong bộ điều khiển động cơ xác định thông tin được cung cấp bởi cảm biến vị trí bàn đạp phanh G100 rằng bàn đạp phanh được nhấn.
Khi phanh được kích hoạt, một hành trình ngắn ban đầu của bàn đạp phanh (9 mm) được liên kết trước khi phanh thủy lực phản hồi. Trong hành trình ban đầu này, cảm biến vị trí bàn đạp phanh G100 phân tích góc quay và mức độ di chuyển của bàn đạp phanh. Bộ quản lý hybrid xác định từ thông tin này mức độ giảm tốc. Bộ điều khiển điện tử JX1 nhận tín hiệu từ nó để điều khiển mô men xoắn máy phát và hiệu quả phanh điện được điều chỉnh bởi dòng sạc của máy phát điện.
Sơ đồ hộp số biểu diễn đường truyền công suất trong thời gian tái tạo năng lượng phanh ở số 2. Ly hợp F mở. Phụ thuộc vào tốc độ mà phương tiện đang chạy, cấp số thích hợp sẽ được chọn. [1]
Hình 1.76. Dòng truyền công suất khi tái tạo năng lượng phanh [1]
Cảm biến vị trí bàn đạp phanh G100:
Khi tài xế ấn bàn đạp phanh, cảm biến vị trí bàn đạp phanh sử dụng nam châm trong giá đỡ nam châm để phân tích góc quay và mức độ dịch chuyển của bàn đạp phanh và chuyển tín hiệu này đến bộ điều khiển động cơ bằng 2 tín hiệu PWM đối nghịch nhau.
65
Hình 1.77. Vị trí cảm biến G100 [1]
Nếu cảm biến vị trí bàn đạp phanh G100, giá đỡ nam châm hay bộ điều khiển động cơ bị thay thế, bộ điều khiển động cơ phải lập trình lại vị trí “zero” của cảm biến bằng máy chẩn đoán. Khi xảy ra hư hỏng ở cảm biến, hoạt động tái tạo năng lượng phanh không được thực hiện. Trong trường hợp này, đèn cảnh báo màu vàng xuất hiện trên bảng hiển thị. [1]
66
1.4.2.13.1. Nguyên lý điều khiển năng lượng phanh tái sinh:
Hình 1.79. Lưu đồ thuật toán điều khiển phanh tái sinh
Hình 1.80 Đồ thị hoạt động ở chế độ phanh
Tại điểm D trên đồ thị, khi công suất phanh yêu cầu PL nhỏ hơn công suất phanh tối đa của motor (Đường 5), motor hoạt động ở chế độ máy phát đáp ứng yêu cầu phanh. Công suất máy phát Pmb bằng công suất phanh yêu cầu PL. Tại điểm C, khi đó công suất phanh yêu cầu
67 lớn hơn công suất máy phát tối đa, phanh ma sát hoạt động và công suất phanh ma sát Pmf = PL - Pmbmax
Phanh tái sinh có thể được thực hiện bởi sự đảo dòng trong mạch pin cao áp và motor khi giảm tốc độ xe, tận dụng lợi thế motor có thể hoạt động như một máy phát nhằm đảo chiều dòng điện nạp vào pin. Một phương pháp đơn giản và hiệu quả là chuyển mạch độc lập kết hợp với điều khiển xung để thực hiện điều khiển lực phanh.
Chế độ ngắn mạch:
Trong chế độ này, không có dòng điện nạp vào pin cao áp. Trong hình, pha (-U,+V) không thể tạo ra dòng chỉnh lưa để nạp vào pin do đóng công tắt V_low. Tương tự khi đóng toàn bộ các công tắc U_low, V_low và W_low đồng thời, motor điện sẽ chạy không tải (khi SOC đạt giới hạn trên) và pin cao áp sẽ không được sạc.
Hình 1.81. Dòng điện ngắn mạch trong chế độ phanh tái sinh
Chế độ nạp:
Do dòng điện tạo ra bởi motor khi hoạt động ở chế độ máy phát có dạng xoay chiều ba pha, nên để tạo ra dòng nạp một chiều, 6 diode được thiết kế để chuyển dòng xoay chiều thành dòng 1 chiều nạp vào pin cao áp (tương tự bộ chỉnh lưu trong máy phát điện xoau chiều ba pha lắp trên ĐCĐT).
68
Hình 1.82. Dòng điện chỉnh lưu nạp và pin cao áp
Điều khiển lực phanh: Lực phanh tối đa đạt được khi các công tắc low tắt và ngược lại. Do
chu kỳ xung làm việc rất đa dạng từ cao đến thấp. Như vậy, chỉ cần điều khiển chu kì xung (đóng/ngắt công tắt low) bằng mạch biến tần là có thể điều khiển lực phanh theo yêu cầu.
Bảng 1.9. Trạng thái đảo dòng thuận
Vùng hoạt động Công tắc PWM Công tắc ON Công tắc OFF
0 - 600 U_low Không có Còn lại
600 – 1200 W_low Không có Còn lại
1200 - 1800 W_low Không có Còn lại
1800 - 2400 V_low Không có Còn lại
2400 - 3000 V_low Không có Còn lại
3000 - 3600 U_low Không có Còn lại
Bảng 1.10. Trạng thái đảo dòng nghịch
Vùng hoạt động Công tắc PWM Công tắc ON Công tắc OFF
0 - 600 V_low Không có Còn lại
600 – 1200 W_low Không có Còn lại
1200 - 1800 W_low Không có Còn lại
1800 - 2400 U_low Không có Còn lại
2400 - 3000 U_low Không có Còn lại
69