从制动系统看新能源汽车“油改电”的进阶
来源:子悦学车网 作者:admin
2020-04-28 11:02
随着新能源汽车快速普及，汽车制动器性能的好坏，直接影响车辆在工作时动力回收性能的高低，并决定了汽车的续航能力，因此成为现今新能源汽车发展的重要焦点。为了让大家更好的了解制动器背后的原理，今天，笔者将围绕“制动能量回收”进行详尽的解析。
传统燃油车的制动系统，并不适合纯电汽车
首先，在了解新能源汽车制动能量回收系统之前，我们先来了解一下传统燃油汽车的制动原理。其主要由制动总泵、真空助力器、制动盘等部分组成，工作原理采用“摩擦制动”，即在刹车过程中产生巨大的摩擦力，将车辆的动能转化为热能消耗掉，以达到降低速度的目的。不过，该过程产生的大量能量仍无法进行回收，进而导致油耗的增加。
与传统燃油车相比，纯电动汽车的制动系统，除了拥有摩擦制动外，还具有独特的制动能量回收系统，该系统可将燃油车摩擦制动时所浪费的能量，进行高效回收再利用。其原理可助车辆滑行/制动时，将车轮上产生的动能通过传递系统传递给电机，电机再以发电方式工作，为动力电池充电，以此实现能量的再生利用，保障车辆减少能耗，继而延长续航里程。与此同时，产生的电机制动力矩，又可以通过传动系统对驱动轮施加制动，实现减速停车。
在目前新能源市场中，多数产品的制动系统，虽然也配备了相应的能量回收系统，但基本上都是在传统燃油车现有结构基础上，进行技术改进而来，一般分为行车制动系统、驻车制动系统和辅助制动系统。如下图，他们将燃油车原有的真空助力器及相关管路保留，再将另一端与电子真空助力泵连接，当传感器监测到助力器真空度不足时，电子真空泵开始工作，维持真空环境，通过这样的方式，确保真空助力器能够像原先一样为驾驶员提供辅助作用。
像市面上比较热门的纯电车型——几何A和Aion S的制动系统，均采用了以上类似的处理方式，通过配置ESC、真空泵、真空助力器分体形式，对车辆进行制动。不过，该方案缺陷是电子真空泵的工作稳定性不足，容易出现制动故障，且寿命较短。更重要的是，其与燃油车制动系统中的真空助力器一样，会导致车辆刹车减速时的能量浪费，进而影响能量回收效率，不能高效延长续航里程。
笔者认为，在传统燃油车现有结构基础上，进行技术改进而来的制动能量回收系统，仅仅是为了节省成本，并非彻底是解决新能源汽车制动问题的最佳方案。如果在制动踏板和制动主缸之间，设计一种助力装置来代替传统的真空助力器，那就可以不再依赖真空源，从而彻底消除制动系统对真空的依赖。
在目前国际主流配件厂商中，现代摩比斯的第三代IEB系统、博世的IPB智能集成制动系统以及万都的集成动态制动（IDB）模块，是行业中比较领先的智能制动系统配置。其中，中国品牌阵营中的新能源引领者比亚迪，针对旗下未来旗舰车型比亚迪·汉，将首次搭载博世IPB智能集成制动系统。而在合资品牌阵营中，有着“合资企业新能源领域领军者”地位的北京现代，给予旗下首款纯电轿车菲斯塔纯电动以及首款纯电SUV昂希诺纯电动均配备了现代摩比斯（MOBIS）第三代IEB系统，助力车辆带来更加真实的续航表现。与同级的几何A和Aion S相比，具有较大优势。
具体来看，菲斯塔纯电动搭载的第三代IEB系统，相较纯电产品传统的制动系统，具备高集成化、轻量化、快速响应等优势。其中，重量减少3.1kg；将部件从3个减少至1个；液压管路的反应时间，从0.37s大幅缩短至0.24s……这一系列数字的背后，使得车型大幅提升了能量回收效率，也为延长续航奠定了坚实基础。
如何将能量回收系统实际应用到车型之中，各家尽显其招。最具代表性的当属菲斯塔纯电动采用了能量回收拨片设计。该拨片位于方向盘下方，将回收等级设置为0、1、2、3四个挡位，驾驶者以“左加右减”的方式，轻松实现能量的回收。在路况允许的情况下，驾驶员扳住左侧拨片不放，还可帮助车辆在一定距离上实现慢慢刹停。整个过程，既高效又便捷，且丝毫不会给驾驶者在驾驶途中带来困扰。
相较之下，几何A采用了“弱、中、强”三级能量回收设置，驾驶者需通过中控上的虚拟触摸按键进行调节。笔者认为，该功能既不如菲斯塔纯电动丰富，且在操作体验上，也不及菲斯塔纯电动人性化。
写在最后
当下，我国新能源汽车发展越来越快，纯电动汽车开始走入千家万户。电动汽车将在未来的十年，甚至更长的时间里成为我们出行的重要交通工具。但我们需保持清醒，那些在传统燃油车现有结构基础上，进行技术改进而来的制动能量回收系统，已无法解决车辆在实际行驶过程中，存在较多能量浪费的问题，而制动系统智能化、电子化是未来纯电产品发展的趋势。诸如文章提到的菲斯塔纯电动，无论是第三代IEB系统，还是能量回收拨片功能，都将能量回收进行了高效演绎，也为纯电能量回收技术革新，按下了“快进键”。这一点，值得其他对手学习。
传统燃油车的制动系统，并不适合纯电汽车
首先，在了解新能源汽车制动能量回收系统之前，我们先来了解一下传统燃油汽车的制动原理。其主要由制动总泵、真空助力器、制动盘等部分组成，工作原理采用“摩擦制动”，即在刹车过程中产生巨大的摩擦力，将车辆的动能转化为热能消耗掉，以达到降低速度的目的。不过，该过程产生的大量能量仍无法进行回收，进而导致油耗的增加。
Aion S、几何A采用的制动系统
更加智能的制动能量回收系统，将成为高品质纯电产品的“必选”笔者认为，在传统燃油车现有结构基础上，进行技术改进而来的制动能量回收系统，仅仅是为了节省成本，并非彻底是解决新能源汽车制动问题的最佳方案。如果在制动踏板和制动主缸之间，设计一种助力装置来代替传统的真空助力器，那就可以不再依赖真空源，从而彻底消除制动系统对真空的依赖。
在目前国际主流配件厂商中，现代摩比斯的第三代IEB系统、博世的IPB智能集成制动系统以及万都的集成动态制动（IDB）模块，是行业中比较领先的智能制动系统配置。其中，中国品牌阵营中的新能源引领者比亚迪，针对旗下未来旗舰车型比亚迪·汉，将首次搭载博世IPB智能集成制动系统。而在合资品牌阵营中，有着“合资企业新能源领域领军者”地位的北京现代，给予旗下首款纯电轿车菲斯塔纯电动以及首款纯电SUV昂希诺纯电动均配备了现代摩比斯（MOBIS）第三代IEB系统，助力车辆带来更加真实的续航表现。与同级的几何A和Aion S相比，具有较大优势。
（菲斯塔纯电动/昂希诺纯电动搭载第三代IEB系统）
（Aion S、几何A采用的制动系统）
同时，该系统可让驾驶员踩下制动踏板时，不再是传递“力”，而是传递电信号给智能助力器。其根据驾驶员操作制动踏板的状态，智能检测踏板踩下行程位置的变化，从而确定轮端制动力总需求，结合当前动力电池电量、车速与能量回收等级，对液压制动力和再生制动力进行智能分配，从而把滑行所产生的能量，转化为电能重新储存在电池中。如何将能量回收系统实际应用到车型之中，各家尽显其招。最具代表性的当属菲斯塔纯电动采用了能量回收拨片设计。该拨片位于方向盘下方，将回收等级设置为0、1、2、3四个挡位，驾驶者以“左加右减”的方式，轻松实现能量的回收。在路况允许的情况下，驾驶员扳住左侧拨片不放，还可帮助车辆在一定距离上实现慢慢刹停。整个过程，既高效又便捷，且丝毫不会给驾驶者在驾驶途中带来困扰。
写在最后
当下，我国新能源汽车发展越来越快，纯电动汽车开始走入千家万户。电动汽车将在未来的十年，甚至更长的时间里成为我们出行的重要交通工具。但我们需保持清醒，那些在传统燃油车现有结构基础上，进行技术改进而来的制动能量回收系统，已无法解决车辆在实际行驶过程中，存在较多能量浪费的问题，而制动系统智能化、电子化是未来纯电产品发展的趋势。诸如文章提到的菲斯塔纯电动，无论是第三代IEB系统，还是能量回收拨片功能，都将能量回收进行了高效演绎，也为纯电能量回收技术革新，按下了“快进键”。这一点，值得其他对手学习。