Ostatnim razem omawialiśmy elektryczne pompy próżniowe (w skrócie EVP).Jak widać zalet EVP jest wiele.EVP mają również wiele wad, w tym hałas.Na płaskowyżu, ze względu na niskie ciśnienie powietrza, EVP nie może zapewnić tak wysokiego stopnia podciśnienia, jak na równinie, a wspomaganie podciśnienia jest słabe, a siła nacisku na pedał będzie większa.Istnieją dwa najbardziej fatalne niedociągnięcia.Jednym z nich jest długość życia.Niektóre tanie EVP mają żywotność krótszą niż 1000 godzin.Drugi to marnowanie energii.Wszyscy wiemy, że gdy pojazd elektryczny toczy się lub hamuje, siła tarcia może napędzać silnik w celu wytworzenia prądu.Prądy te mogą ładować akumulator i magazynować tę energię.To jest odzysk energii hamowania.Nie lekceważ tej energii.W cyklu NEDC samochodu kompaktowego, jeśli energia hamowania może zostać w pełni odzyskana, można zaoszczędzić około 17%.W typowych warunkach miejskich stosunek energii zużywanej na hamowanie pojazdu do całkowitej energii jazdy może sięgać 50%.Można zauważyć, że jeśli uda się poprawić współczynnik odzyskiwania energii hamowania, można znacznie wydłużyć zasięg i poprawić ekonomikę pojazdu.EVP jest połączony równolegle z układem hamulcowym, co oznacza, że regeneracyjna siła hamowania silnika jest bezpośrednio nakładana na pierwotną siłę hamowania ciernego, a pierwotna siła hamowania ciernego nie jest regulowana.Wskaźnik odzyskiwania energii jest niski, tylko około 5% wspomnianego później Bosch iBooster.Ponadto komfort hamowania jest niski, a sprzęganie i przełączanie hamowania odzyskowego silnika i hamowania ciernego spowoduje wstrząsy.
Powyższy rysunek przedstawia schemat SCB
Mimo to EVP jest nadal szeroko stosowany, ponieważ sprzedaż pojazdów elektrycznych jest niska, a krajowe możliwości projektowania podwozi są również bardzo słabe.Większość z nich to kopie podwozia.Zaprojektowanie podwozia dla pojazdów elektrycznych jest prawie niemożliwe.
Jeśli EVP nie jest używane, wymagany jest EHB (elektroniczny hydrauliczny układ wspomagania hamulców).EHB można podzielić na dwa typy, jeden z akumulatorem wysokociśnieniowym, zwykle nazywany mokrym.Drugi polega na tym, że silnik bezpośrednio popycha tłok głównego cylindra, zwykle zwanego typem suchym.Hybrydowe nowe pojazdy energetyczne to w zasadzie te pierwsze, a typowym przedstawicielem tych drugich jest Bosch iBooster.
Przyjrzyjmy się najpierw EHB z akumulatorem wysokiego napięcia, który jest właściwie ulepszoną wersją ESP.ESP można również uznać za rodzaj EHB, ESP może aktywnie hamować.
Lewy obrazek to schemat ideowy koła ESP:
a-zawór sterujący N225
b-dynamiczny zawór wysokiego ciśnienia N227
c-zawór wlotu oleju
d — zawór wylotowy oleju
e-cylinder hamulcowy
f — pompa powrotna
g-aktywne serwo
h — akumulator niskiego ciśnienia
Na etapie doładowania silnik i akumulator wytwarzają ciśnienie wstępne, dzięki czemu pompa powrotna zasysa płyn hamulcowy.N225 jest zamknięty, N227 jest otwarty, a zawór wlotowy oleju pozostaje otwarty, dopóki koło nie zostanie wyhamowane do wymaganej siły hamowania.
Skład EHB jest zasadniczo taki sam jak ESP, z tym wyjątkiem, że akumulator niskiego ciśnienia jest zastąpiony akumulatorem wysokiego ciśnienia.Akumulator wysokociśnieniowy może wytworzyć ciśnienie raz i użyć go wielokrotnie, podczas gdy akumulator niskociśnieniowy ESP może wytworzyć ciśnienie raz i może być użyty tylko raz.Za każdym razem, gdy jest używany, najbardziej podstawowy element ESP i najbardziej precyzyjny element pompy nurnikowej muszą wytrzymać wysoką temperaturę i wysokie ciśnienie, a ciągłe i częste używanie skraca jego żywotność.Do tego dochodzi ograniczone ciśnienie akumulatora niskiego ciśnienia.Ogólnie maksymalna siła hamowania wynosi około 0,5 g.Standardowa siła hamowania to ponad 0,8 g, a 0,5 g to zdecydowanie za mało.Na początku projektowania układ hamulcowy sterowany ESP był używany tylko w kilku sytuacjach awaryjnych, nie więcej niż 10 razy w roku.Dlatego ESP nie może być używany jako konwencjonalny układ hamulcowy i może być używany tylko okazjonalnie w sytuacjach pomocniczych lub awaryjnych.
Zdjęcie powyżej pokazuje akumulator wysokiego ciśnienia Toyoty EBC, który jest nieco podobny do sprężyny gazowej.Proces produkcji akumulatorów wysokociśnieniowych jest trudnym punktem.Bosch początkowo stosował kulki magazynujące energię.Praktyka pokazała, że najbardziej odpowiednie są akumulatory wysokociśnieniowe na bazie azotu.
Toyota jako pierwsza zastosowała system EHB w seryjnie produkowanym samochodzie, którym był Prius pierwszej generacji (parametry | zdjęcie) wprowadzony na rynek pod koniec 1997 roku, a Toyota nazwała go EBC.Pod względem odzyskiwania energii hamowania EHB jest znacznie ulepszony w porównaniu z tradycyjnym EVP, ponieważ jest oddzielony od pedału i może być systemem szeregowym.Silnik można najpierw wykorzystać do odzyskiwania energii, a na końcowym etapie dodaje się hamowanie.
Pod koniec 2000 roku Bosch wyprodukował również własny EHB, który był używany w Mercedes-Benz SL500.Mercedes-Benz nazwał go SBC.System EHB firmy Mercedes-Benz był pierwotnie stosowany w pojazdach napędzanych paliwem jako system pomocniczy.System był zbyt skomplikowany i miał zbyt wiele rur, a Mercedes-Benz wycofał klasę E (parametry | zdjęcia), klasę SL (parametry | zdjęcia) i klasę CLS (parametry | zdjęcie) sedan, koszt utrzymania jest bardzo wysoki, a wymiana SBC kosztuje ponad 20 000 juanów.Mercedes-Benz przestał używać SBC po 2008 roku. Bosch kontynuował optymalizację tego systemu i przeszedł na wysokociśnieniowe akumulatory azotowe.W 2008 roku wprowadził na rynek HAS-HEV, który jest szeroko stosowany w pojazdach hybrydowych w Europie i BYD w Chinach.
Następnie TRW uruchomiła również system EHB, który TRW nazwał SCB.Większość dzisiejszych hybryd Forda to SCB.
System EHB jest zbyt skomplikowany, akumulator wysokiego napięcia boi się wibracji, niezawodność nie jest wysoka, objętość jest również duża, koszt jest również wysoki, żywotność jest również kwestionowana, a koszty konserwacji są ogromne.W 2010 roku firma Hitachi wprowadziła na rynek pierwszy na świecie suchy EHB, a mianowicie E-ACT, który jest obecnie również najbardziej zaawansowanym EHB.bolączki.Cykl badawczo-rozwojowy E-ACT trwa aż 7 lat, po prawie 5 latach testów niezawodności.Dopiero w 2013 roku Bosch wprowadził na rynek iBooster pierwszej generacji, a w 2016 iBooster drugiej generacji. iBooster drugiej generacji osiągnął jakość E-ACT firmy Hitachi, a Japończycy wyprzedzili niemiecką generację w dziedzinie EHB.
Powyższy rysunek przedstawia strukturę E-ACT
Suchy EHB bezpośrednio napędza popychacz przez silnik, a następnie popycha tłok głównego cylindra.Siła obrotowa silnika jest przekształcana przez śrubę rolkową (E-ACT) w siłę ruchu liniowego.Jednocześnie śruba kulowa jest również reduktorem, który zmniejsza prędkość silnika do Zwiększony moment obrotowy popycha tłok pompy głównej.Zasada jest bardzo prosta.Powodem, dla którego poprzednie osoby nie stosowały tej metody, jest to, że samochodowy układ hamulcowy ma niezwykle wysokie wymagania dotyczące niezawodności i należy zarezerwować wystarczającą redundancję wydajności.Trudność polega na silniku, który wymaga niewielkich rozmiarów silnika, dużej prędkości (ponad 10 000 obrotów na minutę), dużego momentu obrotowego i dobrego odprowadzania ciepła.Reduktor jest również trudny i wymaga dużej dokładności obróbki.Jednocześnie konieczna jest optymalizacja systemu z układem hydraulicznym głównego cylindra.Dlatego suchy EHB pojawił się stosunkowo późno.
Powyższe zdjęcie przedstawia wewnętrzną strukturę iBooster pierwszej generacji.
Przekładnia ślimakowa służy do dwustopniowego zwalniania w celu zwiększenia momentu obrotowego ruchu liniowego.Tesla korzysta z iBooster pierwszej generacji we wszystkich dziedzinach, podobnie jak wszystkie nowe pojazdy elektryczne Volkswagena i Porsche 918 używają iBooster pierwszej generacji, Cadillac CT6 GM i Bolt EV Chevroleta również korzystają z iBooster pierwszej generacji.Mówi się, że ten projekt przekształca 95% energii hamowania odzyskowego w energię elektryczną, znacznie poprawiając zasięg przelotowy pojazdów z nowymi źródłami energii.Czas reakcji jest również o 75% krótszy niż w mokrym systemie EHB z akumulatorem wysokiego ciśnienia.
Prawe zdjęcie powyżej to nasz elektryczny hydrauliczny wzmacniacz hamulca nr części EHB-HBS001, który jest taki sam jak lewy obrazek powyżej.Lewy zespół to iBooster drugiej generacji, który wykorzystuje przekładnię ślimakową drugiego stopnia do śruby kulowej pierwszego stopnia do zwalniania, znacznie zmniejszając głośność i poprawiając dokładność sterowania.Mają cztery serie produktów, a rozmiary wzmacniaczy wahają się od 4,5 kN do 8 kN, a 8 kN można zastosować w 9-osobowym małym samochodzie osobowym.
IBC zostanie wprowadzony na platformę GM K2XX w 2018 roku, czyli serię pickupów GM.Należy pamiętać, że jest to pojazd na paliwo.Oczywiście pojazdy elektryczne mogą być również używane.
Projektowanie i sterowanie układem hydraulicznym są złożone, wymagają długotrwałego gromadzenia doświadczenia i doskonałych możliwości obróbki, aw Chinach zawsze było puste miejsce w tej dziedzinie.Przez lata zaniedbano budowę własnej bazy przemysłowej, a zasadę pożyczania przyjęto całkowicie;ponieważ układ hamulcowy ma niezwykle wysokie wymagania dotyczące niezawodności, wschodzące firmy w ogóle nie mogą być rozpoznawane przez producentów OEM.Dlatego projektowanie i produkcja części hydraulicznej hydraulicznego układu hamulcowego samochodu są całkowicie zmonopolizowane przez spółki joint venture lub firmy zagraniczne, a aby zaprojektować i wyprodukować system EHB, konieczne jest wykonanie dokowania i ogólnego projektu z część hydrauliczna, która prowadzi do całego układu EHB.Całkowity monopol firm zagranicznych.
Oprócz EHB istnieje zaawansowany układ hamulcowy EMB, który w teorii jest prawie doskonały.Porzuca wszystkie układy hydrauliczne i ma niski koszt.Czas reakcji układu elektronicznego wynosi zaledwie 90 milisekund, czyli znacznie szybciej niż iBooster.Ale jest wiele niedociągnięć.Wada 1. Brak systemu tworzenia kopii zapasowych, który wymaga bardzo dużej niezawodności.W szczególności system zasilania musi być absolutnie stabilny, a następnie odporny na awarie system komunikacji magistrali.Komunikacja szeregowa każdego węzła w systemie musi mieć odporność na uszkodzenia.Jednocześnie system potrzebuje co najmniej dwóch procesorów, aby zapewnić niezawodność.Wada 2. Niewystarczająca siła hamowania.System EMB musi znajdować się w hubie.Wielkość piasty determinuje wielkość silnika, co z kolei decyduje o tym, że moc silnika nie może być zbyt duża, podczas gdy zwykłe samochody wymagają 1-2KW mocy hamowania, co jest obecnie niemożliwe dla silników o małych rozmiarach.Aby osiągnąć wyżyny, napięcie wejściowe musi zostać znacznie zwiększone, a nawet wtedy jest to bardzo trudne.Wada 3. Temperatura środowiska pracy jest wysoka, temperatura w pobliżu klocków hamulcowych dochodzi do setek stopni, a wielkość silnika powoduje, że można używać tylko silnika z magnesem trwałym, a magnes trwały rozmagnesowuje się w wysokich temperaturach .Jednocześnie niektóre elementy półprzewodnikowe EMB muszą pracować w pobliżu klocków hamulcowych.Żadne elementy półprzewodnikowe nie wytrzymają tak wysokiej temperatury, a ograniczenie objętości uniemożliwia dodanie układu chłodzenia.Wada 4. Konieczne jest opracowanie odpowiedniego systemu dla podwozia i trudno jest zmodularyzować projekt, co powoduje niezwykle wysokie koszty rozwoju.
Problem niewystarczającej siły hamowania EMB może nie zostać rozwiązany, ponieważ im silniejszy magnetyzm magnesu stałego, tym niższy punkt temperatury Curie, a EMB nie może przekroczyć fizycznej granicy.Jeśli jednak wymagania dotyczące siły hamowania zostaną zmniejszone, EMB może nadal być praktyczne.Obecny elektroniczny system parkowania EPB to hamowanie EMB.Do tego dochodzi EMB montowany na tylnym kole, który nie wymaga dużej siły hamowania, taki jak Audi R8 E-TRON.
Przednie koło Audi R8 E-TRON ma nadal tradycyjną konstrukcję hydrauliczną, a tylne koło to EMB.
Zdjęcie powyżej pokazuje system EMB w R8 E-TRON.
Widzimy, że średnica silnika może być mniej więcej wielkości małego palca.Wszyscy producenci układów hamulcowych, tacy jak NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex i Wabco ciężko pracują nad EMB.Oczywiście nie próżnują też Bosch, Continental i ZF TRW.Ale EMB może nigdy nie być w stanie zastąpić hydraulicznego układu hamulcowego.
Czas postu: 16-05-2022