Soluciones para sistemas de recuperación de energía de frenado
Se puede solucionar configurando un embrague entre el motor y el motor para evitar que el motor produzca potencia cuando el vehículo desacelera. Sin embargo, la recuperación de energía de frenado también implica el equilibrio complejo o el control coordinado de la optimización de la condición del frenado hidráulico y la recuperación de energía de frenado del vehículo híbrido. Entonces, ¿por qué se puede recuperar la energía de movimiento del vehículo accionando el motor? En resumen, la razón es que el proceso inverso al funcionamiento del motor es el estado de funcionamiento del generador.
La teoría eléctrica básica general se ha aclarado durante mucho tiempo. El principio de funcionamiento del motor es la regla de la mano izquierda de Fleming y el principio de generación de energía es la regla de la mano derecha de Fleming. A medida que el motor funciona, la bobina genera fuerza electromotriz en la dirección que bloquea el cambio en el flujo magnético. Esta dirección es opuesta a la corriente que fluye al girar el motor. Por eso la gente lo llama fuerza electromotriz. La fuerza electromotriz inversa aumenta con el aumento de la velocidad de rotación. A medida que aumenta la velocidad de rotación, aumenta la resistencia al flujo de la corriente que originalmente hizo que el motor girara. Finalmente, cuando alcanza una determinada velocidad de rotación, ya no puede excederla. Por lo tanto, la corriente que fluye a través del motor se corta durante el frenado y en su lugar se genera una fuerza contraelectromotriz. Este es el principio de recuperación de energía de frenado que permite que el motor actúe como generador. El motor mencionado anteriormente se llama "generador de motor".
Sin embargo, cuando se implementa el frenado de recuperación de energía, cómo lidiar con el frenado con el pie, cuál es la carrera (o intensidad) del pedal del freno. ) Mantener una relación coordinada con el sistema de recuperación de energía de frenado. Esto se debe a que la parte de frenado que recupera la energía de frenado reducirá la fuerza de frenado del freno de pie. Teniendo en cuenta el papel de la recuperación de energía de frenado, se deben tomar las medidas correspondientes para reducir la fuerza de frenado. del freno de pie Mientras se reduce la fuerza de frenado, la demanda de fuerza del pedal del freno corresponde a la carrera del pedal.
Lo importante es que, independientemente de si se produce o no la recuperación de energía de frenado, el freno. El pedal sigue teniendo el mismo efecto que un vehículo normal. Para ello se desarrolló un dispositivo llamado simulador de carrera (Stroke Simulator) /p>
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El sistema de recuperación de energía de frenado de los vehículos híbridos Toyota está compuesto por los frenos hidráulicos de los modelos de motor originales (incluido sensor hidráulico, válvula hidráulica) y motor (actúa como generador durante la desaceleración y el frenado, es decir, se transforma en modo de generación de energía con recuperación de energía), inversor, unidad de control electrónico (incluida la unidad de control electrónico de la batería de potencia, la unidad de control electrónico del motor y la unidad de control electrónico de recuperación de energía).
El sistema de frenado con recuperación de energía de Toyota se caracteriza por el. control coordinado de la recuperación de energía de frenado y el frenado hidráulico El principio del frenado coordinado es ajustar la velocidad de frenado bajo diferentes condiciones de la carretera y de trabajo, primero garantizar la estabilidad y seguridad del frenado del vehículo y, al mismo tiempo, tener en cuenta. la capacidad de frenado regenerativo de la batería de potencia (controlada por la unidad de control electrónico de la batería de potencia) para lograr el objetivo de optimización entre el par de frenado de las ruedas y el par de frenado de recuperación de energía del motor. Control coordinado y control centralizado por la unidad de control electrónico del vehículo. p>
Cuando el conductor pisa el pedal del freno, la presión hidráulica se controla a través del simulador de carrera y otras partes de acuerdo con la fuerza del pedal del freno. El freno (sistema de servofreno hidráulico) ingresa al trabajo correspondiente en tiempo real. entonces el sistema de recuperación de energía de frenado también entrará en estado de funcionamiento. Es decir, si la unidad de control electrónico de la batería de alimentación determina que la batería de alimentación tiene la capacidad de recuperación de carga (SOC) correspondiente, el sistema de recuperación de energía de frenado entrará en funcionamiento. estado La fuerza de frenado de recuperación de energía cinética representa la parte correspondiente de toda la fuerza de frenado Cuando el vehículo se acerca a una parada, la fuerza de frenado del sistema de recuperación de energía de frenado se vuelve cero. de las áreas correspondientes que se muestran en la Figura 1. Cuando el área de frenado hidráulico es pequeña y el área de frenado con recuperación de energía de frenado es grande, significa que el área de recuperación de energía de frenado está directamente relacionada con la reducción del consumo de combustible, pero el frenado hidráulico permanece. En este estado, solo se considera que el aumento en la tasa de recuperación de energía de frenado aumenta la fuerza de frenado, lo que hace que el conductor se sienta incómodo en la carretera de frenado. Para resolver este problema, el freno electrónico controlado electrónicamente (freno por cable). Wire) (ECB: Electronic Control Brake). Como se muestra en la Figura 2, en los frenos controlados electrónicamente, el pedal del freno y el cilindro del freno de la rueda no están conectados directamente a través de tuberías hidráulicas, sino que reciben energía hidráulica a través de la unidad de control electrónico. (ECU). La fuente emite las instrucciones correspondientes para transmitir la presión hidráulica correspondiente a la intensidad de frenado del recuperador de energía de frenado al cilindro de freno de rueda correspondiente.
Por lo tanto, la suma del frenado con recuperación de energía de frenado y el frenado hidráulico alcanza un valor de fuerza de frenado correspondiente a la carrera del pedal del freno, mejorando así la sensación del conductor en la carretera al frenar.
Como se puede ver en la Figura 2, el control de recuperación de energía de frenado está controlado por la señal de fuerza del pedal del freno, que pasa a través del cilindro maestro de freno y la parte de entrada del simulador de carrera y luego ingresa a la parte de control hidráulico ( incluyendo motor de bomba hidráulica, acumulador de presión) El mecanismo hidráulico luego se transfiere al cilindro de freno de la rueda a través del ajuste hidráulico del freno. Al mismo tiempo, si el sistema falla y se detiene, la presión hidráulica se inicia de emergencia y se abre la válvula de conmutación electromagnética. es decir, se conmuta a través de la válvula solenoide y se transmite a la bomba del cilindro de freno de la rueda.
2. Control del sistema de recuperación de energía de frenado del sistema híbrido IMA de cuarta generación de Honda
El sistema híbrido IMA de cuarta generación de Honda se utiliza en el vehículo híbrido Insight 2010. Su sistema de recuperación de energía de frenado adopta un tipo de módulo integrado compuesto por un actuador y una unidad de control electrónico, que incluye un módulo de control del motor del sistema IMA, un módulo de monitoreo de la batería de energía y un módulo de accionamiento del motor.
El proceso de funcionamiento del sistema de recuperación de energía de frenado es el siguiente:
Cuando el motor IMA está frenando y desacelerando lentamente, envía las instrucciones correspondientes a través de la unidad de control electrónico del vehículo híbrido para girar. el motor a un generador. En el modo de generación de energía regenerativa, la batería de energía se carga en forma de energía eléctrica a través del sistema de control de recuperación de energía del freno. Su proceso básico de trabajo es: al frenar, el sensor del pedal de freno hace que la unidad de control electrónico IMA active el servodispositivo del cilindro maestro de freno, el cual emite una señal a través de la unidad de control electrónico de la batería de potencia, unidad de control electrónico de recuperación de energía, unidad de control electrónico del motor. y otras unidades de control electrónico Según las instrucciones, la fuerza de frenado entre el frenado hidromecánico y la recuperación de energía del motor se coordina y equilibra para lograr una recuperación de energía óptima. El sistema IMA de cuarta generación adopta una relación de distribución de energía de frenado variable, que aumenta la capacidad de recuperación de energía de frenado en un 70% en comparación con la generación anterior.
El motor IMA, la unidad de control electrónico de la batería de potencia, la unidad de control electrónico de recuperación de energía, la unidad de control electrónico del motor, etc. pertenecen a la "Unidad de potencia inteligente IPU (Unidad de potencia inteligente)" de la cuarta generación de Honda. Pieza del sistema híbrido IMA. Está compuesto por una unidad de control de potencia (PCU), una batería de hidruro metálico de níquel de alto rendimiento y un sistema de refrigeración. La PCU es la parte central de la IPU y controla el motor para ayudar (es decir, ingresar a la condición de funcionamiento eléctrico). Al recibir la señal de apertura del sensor del acelerador, la PCU determina la cantidad de asistencia de energía eléctrica de acuerdo con los parámetros operativos relevantes del motor y el estado de carga de la batería, y al mismo tiempo determina la capacidad de recuperación de energía de la batería. . Los componentes principales de la PCU incluyen el módulo de monitoreo de la batería: detección del estado de la batería BCM (Battery Condition Monitor), el módulo de control del motor MCM (Motor Control Module) y el módulo de accionamiento del motor MDM (Motor Driver Module).
Al observar los diferentes sistemas de energía híbridos actualmente en uso práctico, los detalles del control de recuperación de energía de frenado son diferentes. Generalmente, se utiliza una combinación de frenado hidráulico controlado electrónicamente y recuperación de energía de frenado, también llamado sistema de servocontrol de freno electrohidráulico.