Последния път обсъждахме електрическите вакуумни помпи (EVP накратко).Както виждаме, има много предимства на EVP.EVP също имат много недостатъци, включително шум.В зоната на платото, поради ниското въздушно налягане, EVP не може да осигури същата висока степен на вакуум, както в равнинната зона, а помощта на вакуумния усилвател е лоша и силата на педала ще стане по-голяма.Има два най-фатални недостатъка.Единият е продължителността на живота.Някои евтини EVP имат живот под 1000 часа.Другото е загуба на енергия.Всички знаем, че когато електрическото превозно средство се движи по инерция или спира, силата на триене може да накара двигателя да се върти, за да генерира ток.Тези токове могат да зареждат батерията и да съхраняват тази енергия.Това е възстановяване на спирачната енергия.Не подценявайте тази енергия.В цикъла NEDC на компактен автомобил, ако спирачната енергия може да бъде напълно възстановена, това може да спести около 17%.В типични градски условия съотношението на енергията, изразходвана от спирачната система на превозното средство, към общата енергия на шофиране може да достигне 50%.Може да се види, че ако скоростта на възстановяване на спирачната енергия може да бъде подобрена, обхватът на движение може да бъде значително разширен и икономията на превозното средство може да бъде подобрена.EVP е свързан паралелно със спирачната система, което означава, че регенеративната спирачна сила на двигателя се наслагва директно върху оригиналната фрикционна спирачна сила и оригиналната фрикционна спирачна сила не се регулира.Степента на възстановяване на енергията е ниска, само около 5% от Bosch iBooster, споменат по-късно.Освен това комфортът при спиране е лош и свързването и превключването на регенеративното спиране на двигателя и спирането с триене ще предизвика удари.
Горната снимка показва схемата на SCB
Въпреки това EVP все още се използва широко, тъй като продажбите на електрически превозни средства са ниски, а способността за проектиране на вътрешно шаси също е много лоша.Повечето от тях са копирани шасита.Почти невъзможно е да се проектира шаси за електрически превозни средства.
Ако не се използва EVP, е необходим EHB (електронен хидравличен усилвател на спирачките).EHB могат да бъдат разделени на два вида, единият е с акумулатор за високо налягане, обикновено наричан мокър тип.Другото е, че моторът директно избутва буталото на главния цилиндър, обикновено наричан сух тип.Хибридните превозни средства с нова енергия са основно първите, а типичният представител на вторите е iBooster на Bosch.
Нека първо разгледаме EHB с високоволтов акумулатор, който всъщност е подобрена версия на ESP.ESP може да се разглежда и като вид EHB, ESP може активно да спира.
Лявата снимка е схематична диаграма на колело на ESP:
а-регулиращ вентил N225
b-динамичен контролен вентил за високо налягане N227
c-входящ клапан за масло
d-изпускателен клапан за масло
e--спирачен цилиндър
f-възвратна помпа
g-активно серво
h-акумулатор за ниско налягане
В етапа на усилване двигателят и акумулаторът създават предварително налягане, така че връщащата помпа да засмуква спирачната течност.N225 е затворен, N227 е отворен и клапанът за подаване на масло остава отворен, докато колелото се спре до необходимата сила на спиране.
Съставът на EHB е основно същият като този на ESP, с изключение на това, че акумулаторът за ниско налягане е заменен с акумулатор за високо налягане.Акумулаторът за високо налягане може да създаде налягане веднъж и да го използва многократно, докато акумулаторът за ниско налягане на ESP може да създаде налягане веднъж и може да се използва само веднъж.Всеки път, когато се използва, най-основният компонент на ESP и най-прецизният компонент на буталната помпа трябва да издържат на висока температура и високо налягане, а продължителната и честа употреба ще намали живота му.След това има ограничено налягане на акумулатора за ниско налягане.Обикновено максималната спирачна сила е около 0,5 g.Стандартното спирачно усилие е над 0.8g, а 0.5g далеч не е достатъчно.В началото на проектирането ESP-контролираната спирачна система се използва само в няколко аварийни ситуации, не повече от 10 пъти годишно.Следователно ESP не може да се използва като конвенционална спирачна система и може да се използва само от време на време в спомагателни или аварийни ситуации.
Снимката по-горе показва акумулатора за високо налягане на Toyota EBC, който донякъде прилича на газова пружина.Производственият процес на акумулатори за високо налягане е труден момент.Bosch първоначално използва топки за съхранение на енергия.Практиката е доказала, че най-подходящи са азотните акумулатори за високо налягане.
Toyota беше първата, която приложи системата EHB в масово произвеждан автомобил, което беше първото поколение Prius (параметри | снимка), пуснато на пазара в края на 1997 г., и Toyota го нарече EBC.По отношение на възстановяването на спирачната енергия, EHB е значително подобрена в сравнение с традиционната EVP, тъй като е отделена от педала и може да бъде последователна система.Моторът може да се използва първо за възстановяване на енергията, а спирането се добавя в последния етап.
В края на 2000 г. Bosch произвежда и свой собствен EHB, който се използва при Mercedes-Benz SL500.Mercedes-Benz го кръсти SBC.Системата EHB на Mercedes-Benz първоначално е била използвана в превозни средства с гориво само като спомагателна система.Системата беше твърде сложна и имаше твърде много тръби и Mercedes-Benz изтегли E-Class (параметри | снимки), SL-класа (параметри | снимки) и CLS-класове (параметри | Снимка) седан, разходите за поддръжка са много високо и са необходими повече от 20 000 юана за подмяна на SBC.Mercedes-Benz спря да използва SBC след 2008 г. Bosch продължи да оптимизира тази система и премина към азотни акумулатори под високо налягане.През 2008 г. стартира HAS-HEV, който се използва широко в хибридни превозни средства в Европа и BYD в Китай.
Впоследствие TRW пусна и системата EHB, която TRW нарече SCB.Повечето от хибридите на Ford днес са SCB.
Системата EHB е твърде сложна, акумулаторът за високо напрежение се страхува от вибрации, надеждността не е висока, обемът също е голям, цената също е висока, експлоатационният живот също е под въпрос и разходите за поддръжка са огромни.През 2010 г. Hitachi пусна първия в света сух EHB, а именно E-ACT, който е и най-модерният EHB в момента.болести.Цикълът на научноизследователска и развойна дейност на E-ACT е дълъг цели 7 години, след близо 5 години тестване на надеждността.Едва през 2013 г. Bosch пусна първото поколение iBooster и второто поколение iBooster през 2016 г. Второто поколение iBooster достигна качеството на E-ACT на Hitachi, а японците изпревариха германското поколение в областта на EHB.
Горната снимка показва структурата на E-ACT
Сухият EHB директно задвижва тласкащия прът от двигателя и след това избутва буталото на главния цилиндър.Силата на въртене на двигателя се преобразува в сила на линейно движение чрез ролковия винт (E-ACT).В същото време сферичният винт е и редуктор, който намалява скоростта на двигателя до Повишеният въртящ момент избутва буталото на главния цилиндър.Принципът е много прост.Причината, поради която предишните хора не са използвали този метод, е, че автомобилната спирачна система има изключително високи изисквания за надеждност и трябва да се запази достатъчен излишък на производителност.Трудността е в двигателя, който изисква малък размер на двигателя, висока скорост (над 10 000 оборота в минута), голям въртящ момент и добро разсейване на топлината.Редукторът също е труден и изисква висока точност на обработка.В същото време е необходимо да се направи оптимизация на системата с хидравличната система на главния цилиндър.Следователно сухият EHB се появи сравнително късно.
Картината по-горе показва вътрешната структура на iBooster от първо поколение.
Червячната предавка се използва за двустепенно забавяне за увеличаване на въртящия момент на линейно движение.Tesla използва iBooster от първо поколение навсякъде, както и всички нови енергийни превозни средства на Volkswagen и Porsche 918 използват iBooster от първо поколение, Cadillac CT6 на GM и Bolt EV на Chevrolet също използват iBooster от първо поколение.Твърди се, че този дизайн преобразува 95% от регенеративната спирачна енергия в електричество, което значително подобрява обхвата на новите енергийни превозни средства.Времето за реакция също е 75% по-кратко от мократа EHB система с акумулатор за високо налягане.
Дясната снимка по-горе е нашата част # EHB-HBS001 електрически хидравличен спирачен усилвател, който е същият като лявата снимка по-горе.Левият модул е iBooster от второ поколение, който използва червячна предавка от втора степен към сферичен винт от първа степен за забавяне, което значително намалява обема и подобрява точността на управление.Те имат четири серийни продукта и размерът на бустера варира от 4,5 kN до 8 kN, а 8 kN могат да се използват на 9-местен малък лек автомобил.
IBC ще бъде пуснат на пазара на платформата GM K2XX през 2018 г., която е серията пикапи на GM.Имайте предвид, че това е превозно средство с гориво.Разбира се, могат да се използват и електрически превозни средства.
Дизайнът и управлението на хидравличната система са сложни, изискващи дългосрочно натрупване на опит и отлични възможности за обработка и винаги е имало празно място в тази област в Китай.През годините изграждането на собствена промишлена база е пренебрегнато, а принципът на заемане е напълно възприет;тъй като спирачната система има изключително високи изисквания за надеждност, нововъзникващите компании изобщо не могат да бъдат разпознати от производителите на оригинално оборудване.Следователно проектирането и производството на хидравличната част на хидравличната спирачна система на автомобила са напълно монополизирани от съвместни предприятия или чуждестранни компании и за да се проектира и произведе системата EHB, е необходимо да се направи докингът и цялостният дизайн с хидравличната част, която води до цялата EHB система.Пълен монопол на чужди компании.
В допълнение към EHB има усъвършенствана спирачна система EMB, която е почти перфектна на теория.Изоставя всички хидравлични системи и има ниска цена.Времето за реакция на електронната система е само 90 милисекунди, което е много по-бързо от iBooster.Но има много недостатъци.Недостатък 1. Няма резервна система, което изисква изключително висока надеждност.По-специално, енергийната система трябва да бъде абсолютно стабилна, последвана от устойчивостта на грешки на комуникационната система на шината.Серийната комуникация на всеки възел в системата трябва да има устойчивост на грешки.В същото време системата се нуждае от поне два процесора, за да осигури надеждност.Недостатък 2. Недостатъчна спирачна сила.EMB системата трябва да е в хъба.Размерът на главината определя размера на двигателя, което от своя страна определя, че мощността на двигателя не може да бъде твърде голяма, докато обикновените автомобили изискват 1-2KW спирачна мощност, което в момента е невъзможно за малки двигатели.За да достигнете висините, входното напрежение трябва да се увеличи значително и дори тогава е много трудно.Недостатък 3. Температурата на работната среда е висока, температурата в близост до спирачните накладки достига стотици градуси и размерът на двигателя определя, че може да се използва само двигател с постоянен магнит, а постоянният магнит ще се демагнетизира при високи температури .В същото време някои полупроводникови компоненти на EMB трябва да работят близо до спирачните накладки.Никакви полупроводникови компоненти не могат да издържат на такава висока температура, а ограничението на обема прави невъзможно добавянето на охладителна система.Недостатък 4. Необходимо е да се разработи съответна система за шасито и е трудно да се модулизира дизайнът, което води до изключително високи разходи за разработка.
Проблемът с недостатъчната спирачна сила на EMB може да не бъде решен, тъй като колкото по-силен е магнетизмът на постоянния магнит, толкова по-ниска е температурата на Кюри и EMB не може да пробие физическата граница.Въпреки това, ако изискванията за спирачна сила са намалени, EMB все още може да бъде практичен.Настоящата електронна система за паркиране EPB е EMB спирачна система.След това има EMB, инсталиран на задното колело, който не изисква висока спирачна сила, като Audi R8 E-TRON.
Предното колело на Audi R8 E-TRON все още е с традиционен хидравличен дизайн, а задното колело е EMB.
Картината по-горе показва EMB системата на R8 E-TRON.
Можем да видим, че диаметърът на двигателя може да бъде около размера на малкия пръст.Всички производители на спирачни системи като NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex и Wabco работят усилено върху EMB.Разбира се, Bosch, Continental и ZF TRW също няма да бездействат.Но EMB може никога да не успее да замени хидравличната спирачна система.
Време на публикуване: 16 май 2022 г