隨著新能源汽車(chē)快速普及,汽車(chē)制動(dòng)器性能的好壞,直接影響車(chē)輛在工作時(shí)動(dòng)力回收性能的高低,并決定了汽車(chē)的續(xù)航能力,因此成為現(xiàn)今新能源汽車(chē)發(fā)展的重要焦點(diǎn)。為了讓大家更好的了解制動(dòng)器背后的原理,今天,筆者將圍繞“制動(dòng)能量回收”進(jìn)行詳盡的解析。
傳統(tǒng)燃油車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng),并不適合純電汽車(chē)
首先,在了解新能源汽車(chē)制動(dòng)能量回收系統(tǒng)之前,我們先來(lái)了解一下傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的制動(dòng)原理。其主要由制動(dòng)總泵、真空助力器、制動(dòng)盤(pán)等部分組成,工作原理采用“摩擦制動(dòng)”,即在剎車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生巨大的摩擦力,將車(chē)輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉,以達(dá)到降低速度的目的。不過(guò),該過(guò)程產(chǎn)生的大量能量仍無(wú)法進(jìn)行回收,進(jìn)而導(dǎo)致油耗的增加。
與傳統(tǒng)燃油車(chē)相比,純電動(dòng)汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng),除了擁有摩擦制動(dòng)外,還具有獨(dú)特的制動(dòng)能量回收系統(tǒng),該系統(tǒng)可將燃油車(chē)摩擦制動(dòng)時(shí)所浪費(fèi)的能量,進(jìn)行高效回收再利用。其原理可助車(chē)輛滑行/制動(dòng)時(shí),將車(chē)輪上產(chǎn)生的動(dòng)能通過(guò)傳遞系統(tǒng)傳遞給電機(jī),電機(jī)再以發(fā)電方式工作,為動(dòng)力電池充電,以此實(shí)現(xiàn)能量的再生利用,保障車(chē)輛減少能耗,繼而延長(zhǎng)續(xù)航里程。與此同時(shí),產(chǎn)生的電機(jī)制動(dòng)力矩,又可以通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng),實(shí)現(xiàn)減速停車(chē)。
在目前新能源市場(chǎng)中,多數(shù)產(chǎn)品的制動(dòng)系統(tǒng),雖然也配備了相應(yīng)的能量回收系統(tǒng),但基本上都是在傳統(tǒng)燃油車(chē)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)而來(lái),一般分為行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)、駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)和輔助制動(dòng)系統(tǒng)。如下圖,他們將燃油車(chē)原有的真空助力器及相關(guān)管路保留,再將另一端與電子真空助力泵連接,當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)到助力器真空度不足時(shí),電子真空泵開(kāi)始工作,維持真空環(huán)境,通過(guò)這樣的方式,確保真空助力器能夠像原先一樣為駕駛員提供輔助作用。
像市面上比較熱門(mén)的純電車(chē)型——幾何A和Aion S的制動(dòng)系統(tǒng),均采用了以上類(lèi)似的處理方式,通過(guò)配置ESC、真空泵、真空助力器分體形式,對(duì)車(chē)輛進(jìn)行制動(dòng)。不過(guò),該方案缺陷是電子真空泵的工作穩(wěn)定性不足,容易出現(xiàn)制動(dòng)故障,且壽命較短。更重要的是,其與燃油車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中的真空助力器一樣,會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛剎車(chē)減速時(shí)的能量浪費(fèi),進(jìn)而影響能量回收效率,不能高效延長(zhǎng)續(xù)航里程。
Aion S、幾何A采用的制動(dòng)系統(tǒng)
更加智能的制動(dòng)能量回收系統(tǒng),將成為高品質(zhì)純電產(chǎn)品的“必選”
筆者認(rèn)為,在傳統(tǒng)燃油車(chē)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)而來(lái)的制動(dòng)能量回收系統(tǒng),僅僅是為了節(jié)省成本,并非徹底是解決新能源汽車(chē)制動(dòng)問(wèn)題的最佳方案。如果在制動(dòng)踏板和制動(dòng)主缸之間,設(shè)計(jì)一種助力裝置來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的真空助力器,那就可以不再依賴(lài)真空源,從而徹底消除制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)真空的依賴(lài)。
在目前國(guó)際主流配件廠(chǎng)商中,現(xiàn)代摩比斯的第三代IEB系統(tǒng)、博世的IPB智能集成制動(dòng)系統(tǒng)以及萬(wàn)都的集成動(dòng)態(tài)制動(dòng)(IDB)模塊,是行業(yè)中比較領(lǐng)先的智能制動(dòng)系統(tǒng)配置。其中,中國(guó)品牌陣營(yíng)中的新能源引領(lǐng)者比亞迪,針對(duì)旗下未來(lái)旗艦車(chē)型比亞迪·漢,將首次搭載博世IPB智能集成制動(dòng)系統(tǒng)。而在合資品牌陣營(yíng)中,有著“合資企業(yè)新能源領(lǐng)域領(lǐng)軍者”地位的北京現(xiàn)代,給予旗下首款純電轎車(chē)菲斯塔純電動(dòng)以及首款純電SUV昂希諾純電動(dòng)均配備了現(xiàn)代摩比斯(MOBIS)第三代IEB系統(tǒng),助力車(chē)輛帶來(lái)更加真實(shí)的續(xù)航表現(xiàn)。與同級(jí)的幾何A和Aion S相比,具有較大優(yōu)勢(shì)。
具體來(lái)看,菲斯塔純電動(dòng)搭載的第三代IEB系統(tǒng),相較純電產(chǎn)品傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng),具備高集成化、輕量化、快速響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)。其中,重量減少3.1kg;將部件從3個(gè)減少至1個(gè);液壓管路的反應(yīng)時(shí)間,從0.37s大幅縮短至0.24s……這一系列數(shù)字的背后,使得車(chē)型大幅提升了能量回收效率,也為延長(zhǎng)續(xù)航奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
(菲斯塔純電動(dòng)/昂希諾純電動(dòng)搭載第三代IEB系統(tǒng))
(Aion S、幾何A采用的制動(dòng)系統(tǒng))
同時(shí),該系統(tǒng)可讓駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí),不再是傳遞“力”,而是傳遞電信號(hào)給智能助力器。其根據(jù)駕駛員操作制動(dòng)踏板的狀態(tài),智能檢測(cè)踏板踩下行程位置的變化,從而確定輪端制動(dòng)力總需求,結(jié)合當(dāng)前動(dòng)力電池電量、車(chē)速與能量回收等級(jí),對(duì)液壓制動(dòng)力和再生制動(dòng)力進(jìn)行智能分配,從而把滑行所產(chǎn)生的能量,轉(zhuǎn)化為電能重新儲(chǔ)存在電池中。
如何將能量回收系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用到車(chē)型之中,各家盡顯其招。最具代表性的當(dāng)屬菲斯塔純電動(dòng)采用了能量回收撥片設(shè)計(jì)。該撥片位于方向盤(pán)下方,將回收等級(jí)設(shè)置為0、1、2、3四個(gè)擋位,駕駛者以“左加右減”的方式,輕松實(shí)現(xiàn)能量的回收。在路況允許的情況下,駕駛員扳住左側(cè)撥片不放,還可幫助車(chē)輛在一定距離上實(shí)現(xiàn)慢慢剎停。整個(gè)過(guò)程,既高效又便捷,且絲毫不會(huì)給駕駛者在駕駛途中帶來(lái)困擾。
相較之下,幾何A采用了“弱、中、強(qiáng)”三級(jí)能量回收設(shè)置,駕駛者需通過(guò)中控上的虛擬觸摸按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)。筆者認(rèn)為,該功能既不如菲斯塔純電動(dòng)豐富,且在操作體驗(yàn)上,也不及菲斯塔純電動(dòng)人性化。
寫(xiě)在最后
當(dāng)下,我國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展越來(lái)越快,純電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)始走入千家萬(wàn)戶(hù)。電動(dòng)汽車(chē)將在未來(lái)的十年,甚至更長(zhǎng)的時(shí)間里成為我們出行的重要交通工具。但我們需保持清醒,那些在傳統(tǒng)燃油車(chē)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)而來(lái)的制動(dòng)能量回收系統(tǒng),已無(wú)法解決車(chē)輛在實(shí)際行駛過(guò)程中,存在較多能量浪費(fèi)的問(wèn)題,而制動(dòng)系統(tǒng)智能化、電子化是未來(lái)純電產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)。諸如文章提到的菲斯塔純電動(dòng),無(wú)論是第三代IEB系統(tǒng),還是能量回收撥片功能,都將能量回收進(jìn)行了高效演繹,也為純電能量回收技術(shù)革新,按下了“快進(jìn)鍵”。這一點(diǎn),值得其他對(duì)手學(xué)習(xí)。