Förra gången har vi diskuterat elektriska vakuumpumpar (kort sagt EVP).Som vi kan se finns det många fördelar med EVP.EVP har också många nackdelar, inklusive buller.På platåområdet, på grund av det låga lufttrycket, kan EVP inte ge samma höga grad av vakuum som i det vanliga området, och assistansen från vakuumförstärkaren är dålig och pedalkraften blir större.Det finns två mest ödesdigra brister.En är livslängden.Vissa billiga EVP:er har en livslängd på mindre än 1 000 timmar.Den andra är energislöseri.Vi vet alla att när ett elfordon rullar eller bromsar, kan friktionskraften driva motorn att rotera för att generera ström.Dessa strömmar kan ladda batteriet och lagra denna energi.Detta är bromsenergiåtervinning.Underskatta inte denna energi.I NEDC-cykeln för en kompakt bil, om bromsenergin kan återvinnas helt, kan den spara cirka 17 %.Under typiska stadsförhållanden kan förhållandet mellan den energi som förbrukas av fordonets bromsning och den totala körenergin nå 50 %.Det kan ses att om återvinningsgraden för bromsenergi kan förbättras, kan marschintervallet utökas avsevärt och fordonsekonomin kan förbättras.EVP är parallellkopplad med bromssystemet, vilket innebär att motorns regenerativa bromskraft är direkt överlagrad på den ursprungliga friktionsbromskraften och den ursprungliga friktionsbromskraften justeras inte.Energiåtervinningsgraden är låg, endast cirka 5 % av Bosch iBooster som nämns senare.Dessutom är bromskomforten dålig, och koppling och omkoppling av motorregenerativ bromsning och friktionsbromsning kommer att ge stötar.
Bilden ovan visar SCB-schemat
Trots det används EVP fortfarande i stor utsträckning, eftersom försäljningen av elfordon är låg, och den inhemska chassidesignförmågan är också mycket dålig.De flesta av dem är kopierade chassier.Det är nästan omöjligt att designa ett chassi för elfordon.
Om EVP inte används krävs EHB (Electronic Hydraulic Brake Booster).EHB kan delas in i två typer, den ena är med högtrycksackumulator, vanligtvis kallad våttyp.Den andra är att motorn direkt trycker på kolven på huvudcylindern, vanligtvis kallad torr typ.Hybrid nya energifordon är i grunden de förra, och den typiska representanten för de senare är Bosch iBooster.
Låt oss först titta på EHB med en högspänningsackumulator, som faktiskt är en förbättrad version av ESP.ESP kan också betraktas som ett slags EHB, ESP kan aktivt bromsa.
Den vänstra bilden är det schematiska diagrammet över ett ESP-hjul:
a--kontrollventil N225
b--dynamisk styr högtrycksventil N227
c--oljeinloppsventil
d--oljeutloppsventil
e--bromscylinder
f--returpump
g--aktiv servo
h--lågtrycksackumulator
I förstärkningssteget bygger motorn och ackumulatorn upp ett förtryck så att returpumpen suger upp bromsvätskan.N225 är stängd, N227 öppnas och oljeinloppsventilen förblir öppen tills hjulet bromsas till erforderlig bromsstyrka.
Sammansättningen av EHB är i princip densamma som ESP, förutom att lågtrycksackumulatorn ersätts av en högtrycksackumulator.Högtrycksackumulatorn kan bygga tryck en gång och använda den flera gånger, medan lågtrycksackumulatorn av ESP kan bygga tryck en gång och bara kan användas en gång.Varje gång den används måste den mest centrala komponenten i ESP och den mest exakta komponenten i kolvpumpen tåla hög temperatur och högt tryck, och kontinuerlig och frekvent användning kommer att minska dess livslängd.Sedan finns det lågtrycksackumulatorns begränsade tryck.I allmänhet är den maximala bromskraften cirka 0,5 g.Standardbromskraften är över 0,8 g, och 0,5 g är långt ifrån tillräckligt.I början av konstruktionen användes det ESP-styrda bromssystemet endast i ett fåtal nödsituationer, inte mer än 10 gånger per år.Därför kan ESP inte användas som ett konventionellt bromssystem, och kan endast användas ibland i hjälp- eller nödsituationer.
Bilden ovan visar högtrycksackumulatorn till Toyota EBC, som är lite lik en gasfjäder.Tillverkningsprocessen av högtrycksackumulatorer är en svår punkt.Bosch använde från början energilagringsbollar.Praktiken har visat att kvävebaserade högtrycksackumulatorer är de mest lämpliga.
Toyota var först med att tillämpa EHB-systemet på en serietillverkad bil, som var den första generationens Prius (parametrar | bild) som lanserades i slutet av 1997, och Toyota döpte den till EBC.När det gäller återvinning av bromsenergi är EHB avsevärt förbättrad jämfört med den traditionella EVP, eftersom den är frikopplad från pedalen och kan vara ett seriesystem.Motorn kan användas för energiåtervinning först och bromsning läggs till i slutskedet.
I slutet av 2000 tillverkade Bosch även sin egen EHB, som användes på Mercedes-Benz SL500.Mercedes-Benz döpte den till SBC.Mercedes-Benz EHB-system användes ursprungligen i bränslefordon, precis som ett hjälpsystem.Systemet var för komplicerat och hade för många rör, och Mercedes-Benz återkallade sedan E-klass (parametrar | bilder), SL-klass (parametrar | bilder) och CLS-klasser (parametrar | Foto), underhållskostnaden är mycket hög, och det krävs mer än 20 000 yuan för att ersätta en SBC.Mercedes-Benz slutade använda SBC efter 2008. Bosch fortsatte att optimera detta system och bytte till kväve högtrycksackumulatorer.2008 lanserade man HAS-HEV, som används flitigt i hybridfordon i Europa och BYD i Kina.
Därefter lanserade TRW även EHB-systemet, som TRW gav namnet SCB.De flesta av Fords hybrider idag är SCB.
EHB-systemet är för komplicerat, högspänningsackumulatorn är rädd för vibrationer, tillförlitligheten är inte hög, volymen är också stor, kostnaden är också hög, livslängden ifrågasätts också och underhållskostnaden är enorm.2010 lanserade Hitachi världens första torra EHB, nämligen E-ACT, som också är den mest avancerade EHB för närvarande.sjukdomar.FoU-cykeln för E-ACT är så lång som 7 år, efter nästan 5 års tillförlitlighetstestning.Det var inte förrän 2013 som Bosch lanserade första generationens iBooster, och andra generationens iBooster 2016. Andra generationens iBooster nådde samma kvalitet som Hitachis E-ACT, och japanerna var före den tyska generationen inom området för EHB.
Bilden ovan visar strukturen för E-ACT
Den torra EHB driver tryckstången direkt av motorn och trycker sedan på huvudcylinderns kolv.Motorns rotationskraft omvandlas till en linjär rörelsekraft genom rullskruven (E-ACT).Samtidigt är kulskruven också en reducering, vilket minskar motorns hastighet till Ökat vridmoment trycker huvudcylinderkolven.Principen är väldigt enkel.Anledningen till att de tidigare personerna inte använde denna metod är att bilbromssystemet har extremt höga krav på tillförlitlighet och tillräcklig prestandaredundans måste reserveras.Svårigheten ligger i motorn som kräver en liten storlek på motorn, hög hastighet (över 10 000 varv per minut), stort vridmoment och bra värmeavledning.Reduceraren är också svår och kräver hög bearbetningsnoggrannhet.Samtidigt är det nödvändigt att göra systemoptimering med huvudcylinderns hydraulsystem.Därför dök torr EHB upp relativt sent.
Bilden ovan visar den interna strukturen i första generationens iBooster.
Snäckväxeln används för tvåstegsretardation för att öka det linjära rörelsemomentet.Tesla använder första generationens iBooster över hela linjen, såväl som alla Volkswagens nya energifordon och Porsche 918 använder första generationens iBooster, GM:s Cadillac CT6 och Chevrolets Bolt EV använder också första generationens iBooster.Denna design sägs omvandla 95 % av den regenerativa bromsenergin till elektricitet, vilket avsevärt förbättrar kryssningsräckvidden för nya energifordon.Svarstiden är också 75 % kortare än det våta EHB-systemet med högtrycksackumulator.
Den högra bilden ovan är vår del# EHB-HBS001 elektriska hydrauliska bromsförstärkare som är samma som den vänstra bilden ovan.Den vänstra enheten är andra generationens iBooster, som använder en andrastegs snäckväxel till en förstastegs kulskruv för retardation, vilket kraftigt minskar volymen och förbättrar kontrollnoggrannheten.De har fyra serieprodukter och boosterstorleken sträcker sig från 4,5kN till 8kN, och 8kN kan användas på en 9-sits liten personbil.
IBC kommer att lanseras på GM K2XX-plattformen 2018, vilket är GM pickup-serien.Observera att detta är ett bränslefordon.Självklart kan även elfordon användas.
Utformningen och kontrollen av det hydrauliska systemet är komplexa och kräver långvarig ackumulering av erfarenhet och utmärkta bearbetningsförmåga, och det har alltid funnits ett tomt på detta område i Kina.Under årens lopp har byggandet av sin egen industriella bas försummats, och principen om upplåning har antagits helt;eftersom bromssystemet har extremt höga krav på tillförlitlighet, kan nya företag inte kännas igen av OEM:er alls.Därför är designen och tillverkningen av den hydrauliska delen av bilens hydrauliska bromssystem helt monopoliserad av joint ventures eller utländska företag, och för att designa och producera EHB-systemet är det nödvändigt att göra dockningen och den övergripande designen med den hydrauliska delen, som leder till hela EHB-systemet.Fullständigt monopol på utländska företag.
Utöver EHB finns ett avancerat bromssystem, EMB, som är nästan perfekt i teorin.Den överger alla hydraulsystem och har en låg kostnad.Svarstiden för det elektroniska systemet är bara 90 millisekunder, vilket är mycket snabbare än iBooster.Men det finns många brister.Nackdel 1. Det finns inget backupsystem, vilket kräver extremt hög tillförlitlighet.Speciellt måste kraftsystemet vara absolut stabilt, följt av feltoleransen för busskommunikationssystemet.Seriekommunikationen för varje nod i systemet måste ha feltolerans.Samtidigt behöver systemet minst två processorer för att säkerställa tillförlitlighet.Nackdel 2. Otillräcklig bromskraft.EMB-systemet måste finnas i navet.Storleken på navet avgör storleken på motorn, vilket i sin tur avgör att motoreffekten inte kan bli för stor, medan vanliga bilar kräver 1-2KW bromskraft, vilket för närvarande är omöjligt för små motorer.För att nå höjderna måste inspänningen ökas kraftigt, och även då är det mycket svårt.Nackdel 3. Arbetsmiljötemperaturen är hög, temperaturen nära bromsbeläggen är så hög som hundratals grader, och storleken på motorn avgör att endast en permanentmagnetmotor kan användas, och permanentmagneten kommer att avmagnetisera vid höga temperaturer .Samtidigt måste vissa halvledarkomponenter i EMB arbeta nära bromsbeläggen.Inga halvledarkomponenter tål en så hög temperatur och volymbegränsningen gör det omöjligt att lägga till ett kylsystem.Nackdel 4. Det är nödvändigt att utveckla ett motsvarande system för chassit, och det är svårt att modularisera designen, vilket resulterar i extremt höga utvecklingskostnader.
Problemet med den otillräckliga bromskraften hos EMB kanske inte kan lösas, eftersom ju starkare magnetismen hos permanentmagneten är, desto lägre Curie-temperaturpunkt, och EMB kan inte bryta igenom den fysiska gränsen.Men om kraven på bromskraft minskar kan EMB fortfarande vara praktiskt.Det nuvarande elektroniska parkeringssystemet EPB är EMB-bromsning.Sedan finns det EMB installerad på bakhjulet som inte kräver hög bromskraft, som Audi R8 E-TRON.
Framhjulet på Audi R8 E-TRON är fortfarande en traditionell hydraulisk design, och bakhjulet är en EMB.
Bilden ovan visar EMB-systemet för R8 E-TRON.
Vi kan se att diametern på motorn kan vara ungefär lika stor som lillfingret.Alla bromssystemtillverkare som NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex och Wabco arbetar hårt med EMB.Bosch, Continental och ZF TRW kommer givetvis inte heller att stå på tomgång.Men EMB kanske aldrig kommer att kunna ersätta hydrauliskt bromssystem.
Posttid: 16 maj 2022