Phanh tái sinh đóng một vai trò giúp tiết kiệm nhiên liệu của xe điện và hydird. Những tiến bộ hiện tại trong công nghệ phanh tái sinh đều tập trung vào tăng thêm giới hạn hoạt động của phanh tái sinh ra ngoài giới hạn ổn định của phương tiện , điều này đòi hỏi phương pháp điều khiển phức tạp để phù hợp cho phương tiện vận hành an toàn Phanh tái sinh đòi hỏi nhiều phương pháp điều khiển hơn bất kì hệ thống nào trên xe. Điều này chủ yếu do những đòi hỏi pháp lý buộc phải tuân theo. Những ràng buộc này đặc biệt chặt chẽ đối với xe điện và hydird khi hệ thống phanh tái sinh được kích hoạt thông qua lệnh giảm tốc của người lái trên 0.1g. Đối với tất cả các phương tiện, hệ thống điều khiển buộc phải cho phép vận hành an toàn theo giới hạn điều khiển và ổn định của xe.
Để thỏa mãn mục tiêu tăng mức năng lượng thu hồi được trong quá trình phanh, nguồn mômen phanh tái sinh nên được ưu tiên trong khi phanh tức là cung cấp mômen phanh tái sinh trước phanh ma sát. Tuy nhiên điều này gây nên một số vấn đề với việc điều khiển mômen phanh mà thông thường được truyền thông qua bộ vi sai. Vì nguyên nhân độ phức tạp cao trong hệ thống truyền lực được trang bị phanh tái sinh, không chỉ những yêu cầu pháp lý khó có thể thỏa mãn được mà còn phải đảm bảo an toàn và sự thoải mái trong khi vận hành.
Việc giảm tốc dưới 0.1g không đòi hỏi kích hoạt bất kì hệ thống an toàn nào trên xe trong quá trình phanh. Điều này có ý nghĩa rằng ở bề mặt có hệ số ma sát thấp dù lệnh giảm tốc của người lái dưới 0.1g không nên gây ra bất cứ vấn đề về ổn định xe nào. Tuy nhiên, dựa vào nghiên cứu các xe vận hành trong nội thành (mức độ giảm tốc của xe có để đạt đến 0.5g ở 98% trường hợp, theo nghiên cứu của viện đo lường và điều khiển của Anh, năm 2013) và năng lượng tái sinh cần thiết trên mức giảm tốc an toàn 0.1g, dãi từ 0.1-0.5g được cho phép sử dụng phanh tái sinh. Chính giả thuyết này ngụ ý rằng có mối tương quan giữa phanh tái sinh và những hệ thống an toàn chủ động (ví dụ: hệ thống
38 chống bó cứng phanh (ABS)), mà đều đòi hỏi những tinh chỉnh trong hệ thống phanh. Mức độ giảm tốc cao hơn 0.5g thì được cho là trường hợp phanh khẩn cấp và không thường xuyên xảy ra trong thực tế (ít hơn 2%, theo nghiên cứu của viện đo lường và điều khiển của Anh, năm 2013) vận hành phương tiện hằng ngày. Chính vì điều này, các nhà nghiên cứu đã đặt mức giảm tốc tối đa ở giá trị 0.5g.
I .Các tiêu chuẩn quy định về hệ thống phanh.
Hiện nay có hai bộ luật của liên minh Châu Âu có liên quan đến hệ thống phanh trên xe cơ giới:
European Directive 71/320/EEC
ECE Regulation 13H and 13.11
Sự khác nhau giữa các tiêu chuẩn này chỉ liên quan đến xe điện và hybrid. Các yêu cầu chi tiết dành cho xe điện được nêu trong bộ luật ECE Regulation 13H and 13.11. Những tiêu chuẩn này phân chia hệ thống phanh có phanh tái sinh thành hai phân nhóm, A và B:
Phân nhóm A: hệ thống phanh mà phanh tái sinh không là phần chính trong hệ thống.
Phân nhóm B: hệ thống phanh mà phanh tái sinh là một phần chính trong hệ thống.
Phân nhóm B – Không chia pha: mômen phanh tái sinh sẽ được phân phối đồng thời với phanh ma sát hoặc ngay tức thì sau đó. Phân nhóm B - Được chia pha : mômen phanh tái sinh có thể
được kích hoạt trước mômen phanh ma sát.
II . Hệ quả của các tiêu chuẩn trong hệ thống phanh
Sự phân phối của phanh tái sinh mô tả chi tiết phản ứng của hệ thống phanh. Để giới thiệu những thuật toán phanh tái sinh phức tạp, bộ giám sát điều khiển phanh tái sinh được sử dụng thường xuyên. Bộ giám sát điều khiển phanh tái sinh là cần thiết phải có
39 tương tự như phanh tái sinh không thể thay thế hoàn toàn phanh ma sát của xe vì những nguyên nhân sau:
Ràng buộc pháp lý đối với hệ thống phanh
Những sự giới hạn của các thiết bị lưu trữ năng lượng
o Mức sạc
o Dung lượng
o Tuổi thọ pin
Giới hạn công suất của mô tơ điện
Sự hao hụt
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến các thành phần (pin, mô tơ điện)
Theo những điều trên, chức năng cơ bản của bộ điều khiển phanh tái sinh có thể được tùy chỉnh như sau:
Quyết định mức lực phanh của người lái.
Phân phối mômen phanh giữa:
o Cầu xe trước và cầu xe sau
o Kết hợp phanh tái sinh và phanh cơ khí
Công tắc phanh tái sinh ở vận tốc thấp
Hoạt động cùng với hệ thống ABS
Cảm giác bàn đạp phanh
Tóm lại :
Xe điện và hybrid có hệ thống phức tạp hơn nhiều so với xe có hệ thống truyền động truyền thống. Tất cả không chỉ được quyết định bởi yêu cầu của hệ thống điều khiển mà đa phần còn phụ thuộc vào các điều luật và cần có thuật toán điều khiển. Những ràng buộc pháp lý với xe điện và hybrid được cho rằng chính xác và có đòi hỏi cao hơn so với xe truyền thống. Các nhà nghiên cứu và kĩ sư buộc phải lưu ý những điều sau:
o Thông hiểu tất cả điều luật liên quan đến từng thị trường cụ thể.
o Hiểu được mục tiêu và mong muốn của khách hàng – từ đó lựa chọn mô hình hệ thống thích hợp cho từng ứng dụng cụ thể.
40
o Phải đảm bảo cảm giác thật của chân phanh
o Sự hòa hợp của hệ thống và sự phát triển ở các chi tiết đòi hỏi phải đạt được mức độ đồng nhất thích hợp
o Trong quá trình giảm tốc nhanh bộ điều khiển phanh tái sinh buộc phải đảm bảo có sự liên kết với ABS.