Ultima dată am discutat despre pompele electrice de vid (EVP, pe scurt).După cum putem vedea, există multe avantaje ale EVP.EVP-urile au, de asemenea, multe dezavantaje, inclusiv zgomotul.În zona platoului, din cauza presiunii scăzute a aerului, EVP nu poate oferi același grad ridicat de vid ca în zona de câmpie, iar asistența amplificatorului de vid este slabă, iar forța pedalei va deveni mai mare.Există două neajunsuri cele mai fatale.Una este durata de viață.Unele EVP ieftine au o durată de viață mai mică de 1.000 de ore.Celălalt este risipa de energie.Știm cu toții că atunci când un vehicul electric se deplasează sau frânează, forța de frecare poate determina motorul să se rotească pentru a genera curent.Acești curenți pot încărca bateria și pot stoca această energie.Aceasta este recuperarea energiei de frânare.Nu subestima această energie.În ciclul NEDC al unei mașini compacte, dacă energia de frânare poate fi recuperată complet, se poate economisi aproximativ 17%.În condiții urbane tipice, raportul dintre energia consumată de frânarea vehiculului și energia totală de condus poate ajunge la 50%.Se poate observa că, dacă rata de recuperare a energiei de frânare poate fi îmbunătățită, intervalul de croazieră poate fi extins foarte mult și economia vehiculului poate fi îmbunătățită.EVP este conectat în paralel cu sistemul de frânare, ceea ce înseamnă că forța de frânare regenerativă a motorului este direct suprapusă forței inițiale de frânare prin frecare, iar forța inițială de frânare prin frecare nu este ajustată.Rata de recuperare a energiei este scăzută, doar aproximativ 5% din Bosch iBooster menționat mai târziu.În plus, confortul la frânare este slab, iar cuplarea și comutarea frânării regenerative a motorului și frânării prin frecare vor produce șocuri.
Imaginea de mai sus arată schema SCB
Chiar și așa, EVP este încă utilizat pe scară largă, deoarece vânzările de vehicule electrice sunt scăzute, iar capacitatea de proiectare a șasiului intern este, de asemenea, foarte slabă.Cele mai multe dintre ele sunt șasiuri copiate.Este aproape imposibil să proiectați un șasiu pentru vehicule electrice.
Dacă nu este utilizat EVP, este necesar EHB (amplificator electronic hidraulic de frână).EHB poate fi împărțit în două tipuri, unul este cu un acumulator de înaltă presiune, numit de obicei tipul umed.Celălalt este că motorul împinge direct pistonul cilindrului principal, numit de obicei tip uscat.Vehiculele hibride cu energie nouă sunt practic primele, iar reprezentantul tipic al celor din urmă este Bosch iBooster.
Să ne uităm mai întâi la EHB cu un acumulator de înaltă tensiune, care este de fapt o versiune îmbunătățită a ESP.ESP poate fi privit și ca un fel de EHB, ESP poate frâna activ.
Imaginea din stânga este schema schematică a unei roți a ESP:
a - supapa de control N225
b--supapă de înaltă presiune de control dinamic N227
c - supapa de admisie a uleiului
d-- supapa de evacuare a uleiului
e--cilindru de frână
f--pompa de retur
g - servo activ
h - acumulator de joasă presiune
În etapa de supraalimentare, motorul și acumulatorul formează o prepresiune astfel încât pompa de retur să aspire lichidul de frână.N225 este închis, N227 este deschis și supapa de admisie a uleiului rămâne deschisă până când roata este frânată la puterea de frânare necesară.
Compoziția EHB este practic aceeași cu cea a ESP, cu excepția faptului că acumulatorul de joasă presiune este înlocuit cu un acumulator de înaltă presiune.Acumulatorul de înaltă presiune poate crea presiune o dată și o poate folosi de mai multe ori, în timp ce acumulatorul de joasă presiune al ESP poate crea presiune o dată și poate fi folosit o singură dată.De fiecare dată când este utilizat, componenta cea mai centrală a ESP și cea mai precisă componentă a pompei cu piston trebuie să reziste la temperaturi ridicate și la presiune ridicată, iar utilizarea continuă și frecventă îi va reduce durata de viață.Apoi există presiunea limitată a acumulatorului de joasă presiune.În general, forța maximă de frânare este de aproximativ 0,5 g.Forța de frânare standard este peste 0,8 g, iar 0,5 g este departe de a fi suficientă.La începutul proiectării, sistemul de frânare controlat prin ESP a fost folosit doar în câteva situații de urgență, de cel mult 10 ori pe an.Prin urmare, ESP nu poate fi utilizat ca sistem de frânare convențional și poate fi folosit doar ocazional în situații auxiliare sau de urgență.
Imaginea de mai sus arată acumulatorul de înaltă presiune al Toyota EBC, care este oarecum similar cu un arc cu gaz.Procesul de fabricație a acumulatorilor de înaltă presiune este un punct dificil.Bosch a folosit inițial bile de stocare a energiei.Practica a dovedit că acumulatoarele de înaltă presiune pe bază de azot sunt cele mai potrivite.
Toyota a fost prima care a aplicat sistemul EHB unei mașini produse în serie, care a fost prima generație Prius (parametri | imagine) lansată la sfârșitul anului 1997, iar Toyota a numit-o EBC.În ceea ce privește recuperarea energiei de frânare, EHB este mult îmbunătățit în comparație cu EVP tradițional, deoarece este decuplat de pedală și poate fi un sistem de serie.Motorul poate fi folosit mai întâi pentru recuperarea energiei, iar frânarea este adăugată în etapa finală.
La sfârșitul anului 2000, Bosch a produs și propriul EHB, care a fost folosit pe Mercedes-Benz SL500.Mercedes-Benz l-a numit SBC.Sistemul EHB de la Mercedes-Benz a fost utilizat inițial la vehiculele cu combustibil, doar ca sistem auxiliar.Sistemul era prea complicat și avea prea multe țevi, iar Mercedes-Benz a rechemat sedanul Clasa E (parametri | poze), clasa SL (parametri | poze) și clasele CLS (parametri | Foto) sedan, costul de întreținere este foarte mare și este nevoie de mai mult de 20.000 de yuani pentru a înlocui un SBC.Mercedes-Benz a încetat să mai folosească SBC după 2008. Bosch a continuat să optimizeze acest sistem și a trecut la acumulatori de înaltă presiune cu azot.În 2008, a lansat HAS-HEV, care este utilizat pe scară largă în vehiculele hibride în Europa și BYD în China.
Ulterior, TRW a lansat și sistemul EHB, pe care TRW l-a numit SCB.Majoritatea hibrizilor Ford de astăzi sunt SCB.
Sistemul EHB este prea complicat, acumulatorul de înaltă tensiune se teme de vibrații, fiabilitatea nu este mare, volumul este, de asemenea, mare, costul este, de asemenea, mare, durata de viață este, de asemenea, pusă sub semnul întrebării, iar costul de întreținere este uriaș.În 2010, Hitachi a lansat primul EHB uscat din lume, și anume E-ACT, care este și cel mai avansat EHB în prezent.boli.Ciclul de cercetare și dezvoltare al E-ACT este de până la 7 ani, după aproape 5 ani de teste de fiabilitate.Abia în 2013, Bosch a lansat prima generație de iBooster, iar a doua generație de iBooster în 2016. A doua generație de iBooster a atins calitatea E-ACT de la Hitachi, iar japonezii au fost înaintea generației germane în domeniul EHB.
Imaginea de mai sus arată structura E-ACT
EHB uscat antrenează direct tija de împingere de către motor și apoi împinge pistonul cilindrului principal.Forța de rotație a motorului este convertită într-o forță de mișcare liniară prin șurubul cu role (E-ACT).În același timp, șurubul cu bile este și un reductor, care reduce viteza motorului până la un cuplu crescut împinge pistonul cilindrului principal.Principiul este foarte simplu.Motivul pentru care oamenii anteriori nu au folosit această metodă este că sistemul de frânare al automobilului are cerințe de fiabilitate extrem de ridicate, iar redundanța de performanță suficientă trebuie rezervată.Dificultatea constă în motor, care necesită o dimensiune mică a motorului, o viteză mare (peste 10.000 de rotații pe minut), un cuplu mare și o bună disipare a căldurii.Reductorul este, de asemenea, dificil și necesită o precizie ridicată de prelucrare.În același timp, este necesar să se facă optimizarea sistemului cu sistemul hidraulic al cilindrului principal.Prin urmare, EHB uscat a apărut relativ târziu.
Imaginea de mai sus arată structura internă a iBoosterului de prima generație.
Angrenajul melcat este utilizat pentru decelerația în două trepte pentru a crește cuplul mișcării liniare.Tesla folosește prima generație iBooster în toate domeniile, precum și toate vehiculele Volkswagen cu energie noi, iar Porsche 918 utilizează prima generație iBooster, Cadillac CT6 de la GM și Bolt EV de la Chevrolet folosesc, de asemenea, iBooster de prima generație.Se spune că acest design transformă 95% din energia de frânare regenerativă în electricitate, îmbunătățind considerabil gama de croazieră a vehiculelor cu energie nouă.Timpul de răspuns este, de asemenea, cu 75% mai scurt decât sistemul EHB umed cu acumulator de înaltă presiune.
Imaginea din dreapta de mai sus este Partea noastră EHB-HBS001 Servoiul electric hidraulic de frână, care este același cu imaginea din stânga de mai sus.Ansamblul din stânga este iBooster de a doua generație, care folosește un angrenaj melcat din a doua etapă la un șurub cu bile din prima etapă pentru decelerare, reducând foarte mult volumul și îmbunătățind precizia controlului.Au patru produse de serie, iar dimensiunea boosterului variază de la 4,5 kN la 8 kN, iar 8 kN poate fi utilizat pe o mașină mică de pasageri cu 9 locuri.
IBC va fi lansat pe platforma GM K2XX în 2018, care este seria de pickup GM.Rețineți că acesta este un vehicul cu combustibil.Desigur, pot fi folosite și vehicule electrice.
Proiectarea și controlul sistemului hidraulic sunt complexe, necesitând acumularea pe termen lung de experiență și capabilități excelente de prelucrare și a existat întotdeauna un gol în acest domeniu în China.De-a lungul anilor, construirea propriei baze industriale a fost neglijată, iar principiul împrumutului a fost adoptat în totalitate;deoarece sistemul de frânare are cerințe de fiabilitate extrem de ridicată, companiile emergente nu pot fi deloc recunoscute de OEM.Prin urmare, proiectarea și fabricarea părții hidraulice a sistemului de frânare hidraulică a automobilului sunt complet monopolizate de asociații mixte sau companii străine, iar pentru a proiecta și produce sistemul EHB, este necesar să faceți andocarea și proiectarea generală cu partea hidraulică, care duce la întregul sistem EHB.Monopolul complet al companiilor străine.
Pe lângă EHB, există un sistem avansat de frânare, EMB, care este aproape perfect în teorie.Renunță la toate sistemele hidraulice și are un cost scăzut.Timpul de răspuns al sistemului electronic este de doar 90 de milisecunde, ceea ce este mult mai rapid decât iBooster.Dar sunt multe neajunsuri.Dezavantaj 1. Nu există un sistem de rezervă, care necesită o fiabilitate extrem de ridicată.În special, sistemul de alimentare trebuie să fie absolut stabil, urmat de toleranța la erori a sistemului de comunicație cu magistrala.Comunicarea serială a fiecărui nod din sistem trebuie să aibă toleranță la erori.În același timp, sistemul are nevoie de cel puțin două procesoare pentru a asigura fiabilitatea.Dezavantaj 2. Forță de frânare insuficientă.Sistemul EMB trebuie să fie în hub.Dimensiunea butucului determină dimensiunea motorului, care la rândul său determină că puterea motorului nu poate fi prea mare, în timp ce mașinile obișnuite necesită 1-2KW de putere de frânare, ceea ce este în prezent imposibil pentru motoarele de dimensiuni mici.Pentru a ajunge la înălțimi, tensiunea de intrare trebuie crescută foarte mult și chiar și atunci este foarte dificil.Dezavantaj 3. Temperatura mediului de lucru este ridicată, temperatura în apropierea plăcuțelor de frână este la fel de mare ca sute de grade, iar dimensiunea motorului determină că poate fi utilizat doar un motor cu magnet permanent, iar magnetul permanent se va demagnetiza la temperaturi ridicate .În același timp, unele componente semiconductoare ale EMB trebuie să funcționeze lângă plăcuțele de frână.Nicio componentă semiconductoare nu poate rezista la o temperatură atât de ridicată, iar limitarea volumului face imposibilă adăugarea unui sistem de răcire.Dezavantaj 4. Este necesar să se dezvolte un sistem corespunzător pentru șasiu și este dificil de modularizat designul, rezultând costuri de dezvoltare extrem de mari.
Problema forței de frânare insuficiente a EMB poate să nu fie rezolvată, deoarece cu cât magnetismul permanent este mai puternic, cu atât este mai scăzut punctul de temperatură Curie, iar EMB nu poate depăși limita fizică.Cu toate acestea, dacă cerințele pentru forța de frânare sunt reduse, EMB poate fi totuși practic.Actualul sistem electronic de parcare EPB este frânarea EMB.Apoi există EMB instalat pe roata din spate care nu necesită forță mare de frânare, cum ar fi Audi R8 E-TRON.
Roata din față a lui Audi R8 E-TRON este încă un design hidraulic tradițional, iar roata din spate este un EMB.
Imaginea de mai sus prezintă sistemul EMB al R8 E-TRON.
Putem vedea că diametrul motorului poate fi cam de mărimea degetului mic.Toți producătorii de sisteme de frânare precum NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex și Wabco lucrează din greu la EMB.Desigur, nici Bosch, Continental și ZF TRW nu vor fi inactiv.Dar este posibil ca EMB să nu poată înlocui niciodată sistemul de frânare hidraulic.
Ora postării: 16-mai-2022