Kiến thức ô tô

Hệ thống phanh tái sinh RBS có bao nhiêu kiểu tích trữ năng lượng?

Rate this post

(news.oto-hui.com) —— Quá trình phanh là giai đoạn chuyển đổi cơ năng thành nhiệt năng trong cơ cấu phanh, do ấy làm mất động năng nhưng oto sở hữu. Do ấy, hệ thống phanh tái sinh RBS; hệ thống phanh tái sinh; được thiết kế để tái chế năng lượng quán tính của xe trong giai đoạn phanh hoặc giảm tốc, giúp tiết kiệm nhiên liệu và tăng tuổi thọ của cơ cấu phanh. Vậy có bao lăm bí quyết tàng trữ năng lượng đã được nghiên cứu trên hệ thống phanh này?

Theo mày mò, hệ thống phanh tái sinh RBS được vận dụng trên 3 dòng xe chính như:

  • Xe chạy hoàn toàn bằng điện (EV: Electric Vehicle)
  • Xe điện lai (HEV: Hybrid Electric Vehicle)
  • Xe chạy bằng pin nhiên liệu (FCV)

Chức năng của hệ thống phanh tái sinh RBS: chuyển hóa cơ năng thành năng lượng điện để truyền động cơ dùng cho giai đoạn tăng tốc của xe.

So với oto truyền thống sử dụng động cơ đốt trong, hệ thống phanh tái sinh cũng đã được nghiên cứu và phần mềm dưới nhiều bề ngoài không giống nhau, như:

  • Năng lượng cơ học được thu hồi trong giai đoạn phanh hoặc giảm tốc được lưu trữ bằng thủy lực và được vận dụng cho các xe tải to có Hệ thống truyền lực thủy lực.
  • Bánh đà được sử dụng như 1 thiết bị tàng trữ năng lượng dưới dạng cơ năng, sau ấy sử dụng cơ năng để dùng cho cho giai đoạn tăng tốc, được vận dụng cho xe đua F1 và xe du hý cỡ bé.

Tuy nhiên, đối với loại xe này Hệ thống truyền lực Theo truyền thống, hệ thống phanh tái hiện ko được nghiên cứu để hãm hoặc giảm tốc, mặc dầu chúng đã tầm thường trên thị phần.

1. Các bí quyết tàng trữ năng lượng chính của hệ thống phanh tái sinh RBS là gì?

  • RBS lưu trữ năng lượng dưới dạng điện năng.
  • RBS lưu trữ năng lượng ở dạng thu thập thủy lực.
  • RBS với bộ lưu trữ năng lượng bánh đà.
  • RBS lưu trữ năng lượng dưới dạng nguyên liệu đàn hồi.

1. Hệ thống phanh tái sinh RBS, tàng trữ năng lượng dưới dạng năng lượng điện:

Được sử dụng phổ quát trong xe EV và HEV. Năng lượng điện được sử dụng để lái xe có thể được lưu trữ bằng các bộ điều khiển biến đổi động năng trong giai đoạn phanh thành năng lượng điện có thể được lưu trữ trong pin để sử dụng nhiều lần.

  Hộp số vô cấp thông minh iVT của Hyundai và những điều cần biết?

Động cơ truyền động có thể hoạt động như 1 máy phát điện, phân phối trọng tải chống lại sự quay của các bánh xe, vào vai trò như mô-men xoắn phanh. Phanh tái sinh động cơ điện vào vai trò như máy phát điện để nạp điện cho ắc quy nên hiệu suất nạp của xe thấp ở vận tốc thấp nên ở dải vận tốc này thường sử dụng hệ thống phanh cơ.

Lược đồ hệ thống tàng trữ năng lượng tái hiện dưới dạng năng lượng điện trong giai đoạn phanh.

Trên xe điện, thiết bị truyền động phanh RBS là động cơ / máy phát điện hoạt động ở các cơ chế không giống nhau, có thể là điện áp DC hoặc AC. Các thiết bị lưu trữ năng lượng tái hiện trong giai đoạn phanh có thể là pin, siêu tụ điện hoặc liên kết cả 2. Hệ thống RBS với bộ lưu trữ pin thường được sử dụng trong EV và HEV và đề xuất bộ biến đổi nguồn (bộ biến tần và bộ biến đổi).

Sơ đồ hệ thống điều khiển bộ chuyển đổi
Lược đồ hệ thống điều khiển bộ chuyển đổi.
Sơ đồ hệ thống phanh tái sinh với siêu tụ điện.
Lược đồ hệ thống phanh tái sinh với siêu tụ điện.

2. Hệ thống phanh tái sinh RBS, sử dụng bộ thu thập thủy lực để lưu trữ năng lượng:

Hệ thống phanh tái sinh lưu trữ năng lượng bằng thủy lực bằng cách sử dụng bộ thu thập thủy lực hình trụ có thể lưu trữ 1 lượng to dầu dưới áp suất. Thiết bị lưu trữ năng lượng bằng cách nén 1 loại khí, thường là nitơ.

1 hệ thống thủy lực hỗn hợp căn bản thường có: 1 bộ thu thập, 1 bồn chứa và 1 máy bơm / động cơ thủy lực. Tuy nhiên, bề ngoài lưu trữ này kém hiệu quả hơn ở vận tốc thấp do mất nhiều cơ.

Có 2 loại cấu trúc hệ thống truyền lực hỗn hợp thủy lực:

+ Tích hợp hoặc nối liền Dựa trên 1 hệ truyền động thủy tĩnh hoàn toàn, cấp thiết 1 máy bơm và máy bơm / động cơ máy bơm. Cấu hình này cho phép phanh tái hiện và tàng trữ năng lượng trong 1 bộ thu thập để đẩy xe lúc được tăng tốc phê duyệt hộp số.

Hệ thống tích trữ năng lượng trong quá trình phanh thủy lực song song.
Hệ thống tàng trữ năng lượng trong giai đoạn phanh thủy lực song song.

+ Cái tiếp theo là cái song song Chỉ cần 1 máy bơm / động cơ cùng với hộp số biến thiên liên tiếp (CVT) là cần phải có. Hệ thống hybrid thủy lực song song bao gồm 1 bơm thủy lực / động cơ gắn trên hộp số truyền động của xe oto thông thường. Hệ thống này cho phép cung cấp động cơ xăng lúc tăng tốc. Nó ko cho phép động cơ xăng tắt lúc xe ko vận động. Điều này có tức là động cơ luôn hoạt động.

  Tại sao động cơ diesel phải có cơ cấu điều tốc?

Nếu sử dụng hộp số, động cơ luôn được kết nối với hộp số để dẫn động các bánh xe. Cơ cấu này có chức năng trong trường hợp hệ thống thủy lực bị hư hỏng nhưng oto vẫn hoạt động.

Bộ chia công suất thủy lực bao gồm 2 phần tử thủy tĩnh hành trình chuyển đổi, 1 bộ chia công suất và 1 bộ thu thập. Cấu hình này có thế mạnh là tàng trữ năng lượng phanh tái hiện và có thể khởi động động cơ xăng vào thời khắc hiệu quả nhất.

Hệ thống sử dụng phanh song song thủy lực để tích trữ năng lượng.
Hệ thống sử dụng phanh song song thủy lực để tàng trữ năng lượng.

3. Hệ thống phanh tái sinh RBS tàng trữ năng lượng dưới dạng bánh đà:

Năng lượng tàng trữ trong bánh đà được tính bằng: E = 1/2 jun *2 trong ấy J là mômen quán tính và ω là tốc độ góc của bánh đà. Năng lượng này tỉ lệ với bình phương của vận tốc quay, vì thế tăng vận tốc sẽ có thể tàng trữ nhiều năng lượng hơn. Do ấy, bánh đà được sử dụng như 1 thiết bị tàng trữ năng lượng phải quay với vận tốc rất cao và phải được đặt trong chân ko để giảm sức gió.

Hiện trên toàn cầu có 2 hãng sản xuất bánh đà siêu tốc dựa trên công nghệ KERS (Kinetic Energy Recovery System), lần trước hết được sử dụng trong giải đua F1. Flybrid và Williams Hybrid.

Công nghệ KERS (Kinetic Energy Recovery System).
Công nghệ KERS (Kinetic Energy Recovery System).
Dòng Flybrid KERS trên Volvo S60

Bánh đà của Flybrid là 1 hệ thống cơ học thuần túy. Nhiều thành phần quay có thể được lắp đặt trong hệ thống truyền lực, từ trục vận tốc động cơ tới bộ vi sai, và bánh đà liên kết với bộ truyền động phân phối 1 loạt các tỷ số truyền để thích hợp với vận tốc động cơ.

Những bánh đà tương tự thường được sử dụng lúc xe du hý sử dụng hộp số CVT (hộp số biến thiên liên tiếp); để giảm chi tiêu, cũng có thể sử dụng hộp số truyền thống với bánh răng và ly hợp thay thế.

Sơ đồ hệ thống tích năng khi bánh đà hãm.
Lược đồ hệ thống tích năng lúc bánh đà hãm.

So với Flybird, hệ thống Williams Hybrid Power (WHP) sử dụng điện để lưu trữ hoặc thu năng lượng từ bánh đà, sử dụng nguyên liệu composite từ tính (MLC) để đạt được hiệu suất biến đổi rất cao. Do chi tiêu cao hơn nên hệ thống này được sử dụng trên các loại xe cao cấp. Xe đua 918 RS R Hybrid của Porsche sử dụng hệ thống WHP, hoạt động phê duyệt mô-tơ điện đặt ở bánh trước.

Bánh đà sạc trên mẫu xe ý tưởng Porsche 918 RSR.
Bánh đà sạc trên mẫu xe ý nghĩ Porsche 918 RSR.

Theo nghiên cứu mới nhất, bánh đà KERS bằng sợi carbon của Volvo được gắn ở trục sau. Nó chỉ nặng 6 kg, đường kính 20 centimet và có bản lĩnh quay với vận tốc 60.000 vòng / phút. Liên kết với công suất 80 sức ngựa, chiếc xe có thể chạy nước rút lên 100 km / h trong 5,5 giây.

Hệ thống bánh đà dự trữ năng lượng cho xe Volvo.
Hệ thống bánh đà dự trữ năng lượng cho xe Volvo.

Bánh đà thường được sử dụng để phân phối nguồn điện liên tiếp ở những nơi nguồn điện bị ngắt. Khi phanh, bánh đà có công dụng thu hồi năng lượng, sau ấy “đóng góp” động năng cho động cơ lúc xe tăng tốc, có thể giảm 25% mức mất dần nhiên liệu. Lực làm việc của động cơ 4 xilanh giống như lực làm việc của động cơ 6 xilanh.

  Việc thay đổi thời điểm đóng mở xupap sẽ ảnh hưởng ra sao trong động cơ đốt trong?

4. Hệ thống phanh tái sinh RBS tàng trữ năng lượng dưới dạng chất đàn hồi:

Phương pháp này được mô phỏng trên 1 chiếc oto Mercedes-Benz và cấu trúc của nó được miêu tả bên dưới. 1 hệ thống lưu trữ năng lượng KERS (Kinetic Energy Recovery System) được lắp đặt trên mỗi trục xe, bao gồm bộ bánh răng hành tinh, lò xo đàn hồi để lưu trữ năng lượng và khớp 1 chiều.

Hệ thống tàng trữ năng lượng lúc phanh bằng lò xo cuộn.

1 bộ bánh răng hành tinh được lắp trên nửa trục của mỗi bánh xe. Hệ thống bánh răng hành tinh này quay với số ko (quay trơn) lúc xe được điều khiển trên đường tầm thường. Khi đạp phanh, áp suất dầu phanh chức năng lên các xi lanh phanh gắn trên các thanh dẫn hướng của bộ bánh răng hành tinh. Khi này, thanh dẫn được hãm vĩnh viễn, cho phép truyền lực từ trục qua bánh răng mặt trời tới các bánh răng hành tinh, khiến cho bánh răng vòng quay ngược chiều kim đồng hồ.

1 cụm lò xo cuộn và khớp 1 chiều được lắp trên bánh răng. Khi này, năng lượng giúp xe giảm tốc được tàng trữ trong cụm lò xo cuộn. Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo giải phóng năng lượng cho tâm bánh xe, khiến cho xe vận động.

Với cấu trúc này, năng lượng trong giai đoạn phanh được tàng trữ và tái sử dụng cho giai đoạn tăng tốc của xe, từ ấy giảm mất dần nhiên liệu. Trong trường hợp phanh gấp, hệ thống phanh chính trên xe sẽ hoạt động để bảo đảm an toàn.


Những bài viết liên can:

  • Hiểu về hệ thống phanh tái sinh
  • Phanh tái hiện – trái tim của hệ thống phanh Porsche Taycan
  • Xe tải điện sử dụng năng lượng từ phanh tái hiện

Quảng cáo

VuManh Le

A humble man who wants to challenge and explore himself in his 30s

Related Articles

Back to top button