Hệ thống phanh trên xe ô tô điện đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu suất vận hành của xe. Với cấu trúc phức tạp bao gồm bàn đạp phanh, cảm biến tốc độ bánh xe, cơ cấu phanh, hệ thống phanh tái sinh (IEB), và motor phanh đỗ, hệ thống này không chỉ dừng lại ở việc giảm tốc độ hay dừng xe mà còn tối ưu hóa năng lượng và cải thiện trải nghiệm lái xe. Hiểu rõ về các thành phần và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh trên xe ô tô điện sẽ giúp bạn nắm bắt được những công nghệ tiên tiến, từ đó áp dụng hiệu quả trong bảo trì và sửa chữa, đảm bảo an toàn tuyệt đối khi tham gia giao thông.
Bàn đạp phanh trên xe Hyundai Ioniq 5 là thiết bị điều khiển chính để tài xế kiểm soát hệ thống phanh trên xe. Khi người lái đạp bàn đạp phanh, nó sẽ truyền tín hiệu đến các bộ điều khiển để giảm tốc độ xe.
Cảm biến này đo được tốc độ của bánh xe trong mọi thời điểm và gửi về các bộ điều khiển như ECU, riêng trong hệ thống phanh cảm biến này gửi tín hiệu điện áp về ECU để ECU biết được tốc độ của xe và so sánh tính ra được độ trượt của bánh xe để điều khiển các cơ cấu chấp hành của hệ thống như phanh ABS, ESC.
3. Cơ cấu phanh:
Cơ cấu phanh trên xe điện Hyundai Ioniq 5 sử dụng là loại cơ cấu phanh đĩa dùng thủy lực tương tự như các xe hơi khác cũng có chức năng tạo ra ma sát làm giảm chuyển động của bánh xe giúp xe có thể dừng lại khi chuyển động.
Cơ cấu phanh cầu trước 1- Thân cụm phanh 2- Giá đỡ cụm phanh 3- Má phanh 4- Miếng chêm nắp đệm 5- Tấm lót đệm
Cơ cấu phanh cầu sau 1- Thân cụm phanh 2- Giá đỡ cụm phanh 3- Miếng đệm 4- Má phanh
4. Bộ điều khiển phanh tích hợp (IEB):
Bộ điều khiển phanh tích hợp được cấu tạo gồm 3 phần chính: Mạch điều khiển ECU, Mạch điều khiển thủy lực HCU và Motor.
Bộ điều khiển phanh tích hợp có chức năng nhận tín hiệu đầu vào từ các cảm biến, bàn đạp phanh và giao tiếp với bộ điều khiển VCU để tạo ra áp suất dầu cho quá trình phanh thủy lực. Ngoài ra bộ điều khiển phanh tích hơp còn có thể tăng áp suất để tăng cường lực phanh trong các trường hợp khẩn cấp hạn chế các tai nạn trên đường
Bộ điều khiển phanh tích hợp còn có chức năng thay thế bộ chấp hành ABS, ESC. Điều khiển áp suất dầu đến các bánh xe thông qua mạch điều khiển thủy lực HCU và điều khiển dòng điện motor để chống khóa cứng và chống tình trạng trượt quay ở các bánh xe.
Bộ điều khiển phanh tích hợp (IEB)
5. Motor phanh đỗ:
Motor phanh đỗ là một cơ cấu chấp hành được sử dụng trong hệ thống điều khiển phanh đỗ điện tử, khi có tín hiệu của ECU trên bộ IEB Motor sẽ xoay và truyền động qua một hệ bánh răng làm cho các má phanh sau ma sát với đĩa phanh giữ cho xe đứng yên.
Motor phanh đỗ
6. Hệ thống điều khiển phanh:
Sơ đồ hoạt động của hệ thống phanh tích hợp
Như hình trên đã thể hiện được quy trình hoạt động của hệ thống phanh tích hợp trên xe Hyundai Ioniq 5, đầu tiên khi người lái đạp bàn đạp phanh tín hiệu sẽ được gửi đến bộ điều khiển phanh tích hợp (IEB) và bộ điều khiển xe (VCU), VCU sẽ tính toán nếu xe tốc độ cao sẽ kích hoạt phanh tái sinh để thu lại nguồn năng lượng sạc Pin, đồng thời khi xe giảm tốc độ VCU gửi tín hiệu giảm tốc đến bộ điều khiển ECU, dựa vào đó ECU sẽ đưa ra tín hiệu điện phù hợp đến Motor để kích hoạt bơm hoạt động đưa đến mạch dầu HCU và các van dầu đến xy lanh chính ở các bánh xe giúp phanh hoạt động.
Bên cạnh đó ECU nhận tín hiệu từ các cảm biến tốc độ tại các bánh xe, khi nhận thấy có các trường hợp trượt khi phanh hoạt, bánh xe trượt quay, ECU điều khiển Motor tạo áp suất dầu và đóng mở các van điện từ trong HCU để ngăn chặn trường hợp trên đó được xem như một hệ thống ABS, ESC tích hợp trong bộ IEB.
Với trên xe điện Hyundai Ioniq 5 được trang bị các cảm biến để nhận biết khoảng cách an toàn xung quanh và sự giao tiếp giữa IEB với VCU về tính trạng momen phanh điều này có thể giúp VCU nhận biết các nguy hiểm sau đó gửi tín hiệu đến ECU để điều khiển các trường hợp phanh khẩn cấp và tăng cường lực phanh để giảm thiểu tai nạn.
7. Hệ thống điều khiển phanh đỗ:
Hệ thống phanh đỗ điện tử (EPB-Electric Parking Brake) là hệ thống phanh có tính chất khác với các hệ thống phanh đỗ hoạt động bằng bàn đạp phanh hay là loại đòn bẩy hiện nay. Khi người lái nhấn công tắc EPB, lập tức hệ thống EPB gửi tín hiệu đến ECU =>ECU điều khiển cơ cấu chấp hành của EPB là một Motor được nối với hệ thống bánh răng để đẩy các Piston của cơ cấu phanh ở các bánh xe sau.
Chức năng của hệ thống phanh đỗ điện tử EPB
– Chế độ phanh tĩnh: Hoạt động và hủy bỏ lệnh phanh ở trạng thái dừng xe
+ Điều kiện hoạt động: Kéo công tắc EPB bất kể điều kiện của bàn đạp phanh, tốc độ xe không quá 5 km/h
+ Điều kiện hủy bỏ: Nhấn công tắc EPB ở trạng thái bật khóa điện và nhấn bàn đạp phanh
– Chế độ phanh động: Chế độ này hoạt động khi có vật cản lạ và bàn đạp phanh hoặc đường thủy lực có vấn đề
+ Điều kiện hoạt động: Hoạt động khi xe chạy nhanh hơn 5 km/h và công tắc EPB được kéo
+ Điều kiện hủy bỏ: Nó bị hủy khi nhấn vào công tắc EPB
– Tự động giải phóng phanh
+ EPB tự động giải phóng khi người lái chuyển từ số P sang số (N/R/D/S) trong khi đạp phanh
+ EPB tự giải phóng khi người lái đạp chân ga khi xe đang ở chế độ (D hoặc R, S)
Sơ đồ khối của hệ thống phanh đỗ điện tử
8. Hệ thống cân bằng điện tử (ESC):
Hệ thống cân bằng điện tử được thiết kế để tăng ổn định của xe khi chạy trên đường vòng. ESC sử dụng bộ điều khiển ECU nằm trên bộ điều khiển phanh tích hợp IEB để nhận tín hiệu đầu vào từ các cảm biến để đánh giá tình trạng đường xá, tốc độ, góc đánh lái của tài xế từ đó điều khiển lực phanh phù hợp đến các bánh xe thông qua việc điều khiển Motor và các van dầu HCU trong bộ IEB, để duy trì cho xe luôn ở mức ổn định.
Trên xe Hyundai Ioniq 5 có 2 chế độ điều khiển ESC là ON/OFF
– Khi ESC hoạt động:
+ Khi bạn đạp phanh trong những điềukiện có thể làm bó cứng bánh xe, bạn cóthể nghe thấy tiếng từ phanh hoặc cảmthấy tiếng kêu tương ứng ở bàn đạpphanh. Hiện tượng đó là bình thường vàcho thấy hệ thống ESC vẫn hoạt động bình thường.
+ Khi kích hoạt ESC, xe có thể không phảnhồi với hoạt động tăng tốc như nó vẫnhoạt động theo quy trình thông thường.Nếu chức năng Cruise Control được sửdụng khi ESC kích hoạt, Cruise Controlsẽ tự động ngắt. Cruise Control có thể được kích hoạt lại khi điều kiện đườngxá cho phép.
– Khi ESC không hoạt động:
+ Trạng thái 1: Nhấn nhanh nút TẮT ESC. Đèn báo ESC OFF và/ hoặc thông báo ‘Traction Control disabled’ (‘Đã tắt kiểm soát độ bám đường’) sẽ sáng. Ở trạng thái này, chức năng kiểm soát độ bám đường của ESC (quản lý điều khiển xe điện) bị vô hiệu hóa, nhưng chức năng kiểm soát phanh của ESC (quản lý phanh) vẫn hoạt động.
+ Trạng thái 2:Nhấn và giữ nút ESC OFF liên tục trong hơn 3 giây. Đèn báo ESC OFF và/ hoặc thông báo ‘Traction & Stability Control disabled’ (‘Đã tắt kiểm soát độ bám đường & độ ổn định’) sáng và chuông cảnh báo phát tiếng. Ở trạng thái này, cả chức năng kiểm soát độ bám đường của ESC (quản lý kiểm soát xe điện) và chức năng kiểm soát phanh của ESC (quản lý phanh) đều bị vô hiệu hóa.
Nắm vững kiến thức về hệ thống phanh trên xe ô tô điện là bước quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả khi vận hành xe. Việc hiểu rõ cấu tạo và chức năng của từng thành phần như bàn đạp phanh, cảm biến tốc độ bánh xe, cơ cấu phanh, IEB và motor phanh đỗ không chỉ giúp bạn bảo trì và sửa chữa xe một cách chính xác mà còn góp phần nâng cao trải nghiệm lái xe và bảo vệ môi trường. Hãy luôn cập nhật kiến thức và thực hành thường xuyên để trở thành một chuyên gia thực thụ trong lĩnh vực ô tô điện, đồng thời đảm bảo an toàn cho bản thân và mọi người xung quanh.
