Lần trước chúng ta đã thảo luận về Máy bơm chân không điện (viết tắt là EVP).Như chúng ta có thể thấy, có rất nhiều lợi thế của EVP.EVP cũng có nhiều nhược điểm, bao gồm cả tiếng ồn.Ở khu vực cao nguyên, do áp suất không khí thấp, EVP không thể cung cấp độ chân không cao như ở khu vực đồng bằng, hỗ trợ của bộ trợ lực chân không kém, lực đạp sẽ lớn hơn.Có hai thiếu sót chết người nhất.Một là tuổi thọ.Một số EVP giá rẻ có tuổi thọ dưới 1.000 giờ.Cái khác là lãng phí năng lượng.Chúng ta đều biết rằng khi một chiếc xe điện đang giảm tốc độ hoặc phanh, lực ma sát có thể khiến động cơ quay để tạo ra dòng điện.Những dòng điện này có thể sạc pin và lưu trữ năng lượng này.Đây là quá trình phục hồi năng lượng phanh.Đừng đánh giá thấp năng lượng này.Trong chu trình NEDC của một chiếc ô tô nhỏ gọn, nếu năng lượng phanh có thể được phục hồi hoàn toàn, nó có thể tiết kiệm được khoảng 17%.Trong điều kiện đô thị điển hình, tỷ lệ năng lượng tiêu thụ khi phanh xe trên tổng năng lượng lái xe có thể đạt tới 50%.Có thể thấy rằng nếu tốc độ thu hồi năng lượng phanh có thể được cải thiện, phạm vi hành trình có thể được mở rộng đáng kể và tính kinh tế của phương tiện có thể được cải thiện.EVP được kết nối song song với hệ thống phanh, có nghĩa là lực phanh tái tạo của động cơ được áp trực tiếp lên lực phanh ma sát ban đầu và lực phanh ma sát ban đầu không được điều chỉnh.Tỉ lệ thu hồi năng lượng thấp, chỉ khoảng 5% Bosch iBooster đề cập sau.Ngoài ra, độ thoải mái khi phanh kém, và sự kết hợp và chuyển đổi giữa phanh tái tạo động cơ và phanh ma sát sẽ tạo ra va chạm.
Hình trên cho thấy sơ đồ SCB
Mặc dù vậy, EVP vẫn được sử dụng rộng rãi do doanh số bán xe điện thấp và khả năng thiết kế khung gầm trong nước cũng rất kém.Hầu hết trong số họ được sao chép khung gầm.Gần như không thể thiết kế khung gầm cho xe điện.
Nếu EVP không được sử dụng, thì cần phải có EHB (Bộ trợ lực phanh thủy lực điện tử).EHB có thể được chia thành hai loại, một loại có bộ tích lũy áp suất cao, thường được gọi là loại ướt.Khác là động cơ đẩy trực tiếp pít-tông của xi-lanh chính, thường được gọi là loại khô.Các phương tiện năng lượng mới lai về cơ bản là loại trước và đại diện điển hình của loại sau là Bosch iBooster.
Trước tiên, hãy xem xét EHB với bộ tích điện cao áp, đây thực sự là một phiên bản nâng cao của ESP.ESP cũng có thể được coi là một loại EHB, ESP có thể chủ động phanh.
Hình bên trái là sơ đồ nguyên lý của một bánh xe ESP:
a--van điều khiển N225
b--van điều khiển động áp suất cao N227
c-van đầu vào dầu
d-van xả dầu
e--xi lanh phanh
f-máy bơm hồi lưu
g--servo hoạt động
h--ắc quy áp suất thấp
Trong giai đoạn tăng tốc, động cơ và bộ tích lũy tạo ra áp suất trước để bơm hồi hút dầu phanh.N225 đóng, N227 mở và van đầu vào dầu vẫn mở cho đến khi bánh xe được phanh đến lực phanh cần thiết.
Thành phần của EHB về cơ bản giống như của ESP, ngoại trừ bộ tích lũy áp suất thấp được thay thế bằng bộ tích lũy áp suất cao.Bình tích áp cao có thể tích áp một lần và sử dụng nhiều lần, trong khi bình tích áp thấp của ESP có thể tích áp một lần và chỉ sử dụng một lần.Mỗi khi sử dụng, bộ phận cốt lõi nhất của ESP và bộ phận chính xác nhất của bơm pít tông phải chịu được nhiệt độ cao và áp suất cao, sử dụng liên tục và thường xuyên sẽ làm giảm tuổi thọ của nó.Sau đó là áp suất giới hạn của bình tích áp thấp.Nói chung, lực phanh tối đa là khoảng 0,5g.Lực phanh tiêu chuẩn là trên 0,8g và 0,5g là chưa đủ.Khi mới thiết kế, hệ thống điều khiển phanh ESP chỉ được sử dụng trong một số trường hợp khẩn cấp, không quá 10 lần/năm.Do đó, ESP không thể được sử dụng như một hệ thống phanh thông thường và chỉ có thể được sử dụng đôi khi trong các tình huống phụ trợ hoặc khẩn cấp.
Hình trên cho thấy bộ tích áp suất cao của Toyota EBC, hơi giống với lò xo khí.Quy trình sản xuất bình tích áp cao là một điểm khó khăn.Bosch ban đầu sử dụng bóng dự trữ năng lượng.Thực tế đã chứng minh rằng các bộ tích lũy áp suất cao dựa trên nitơ là phù hợp nhất.
Toyota là hãng đầu tiên áp dụng hệ thống EHB cho xe sản xuất hàng loạt, đó là chiếc Prius (thông số | hình ảnh) thế hệ đầu tiên ra mắt vào cuối năm 1997, Toyota đặt tên cho nó là EBC.Về khả năng phục hồi năng lượng phanh, EHB được cải thiện rất nhiều so với EVP truyền thống, bởi vì nó được tách rời khỏi bàn đạp và có thể là một hệ thống nối tiếp.Đầu tiên, động cơ có thể được sử dụng để phục hồi năng lượng và phanh được bổ sung ở giai đoạn cuối.
Vào cuối năm 2000, Bosch cũng sản xuất EHB của riêng mình, được sử dụng trên Mercedes-Benz SL500.Mercedes-Benz đặt tên nó là SBC.Hệ thống EHB của Mercedes-Benz ban đầu được sử dụng trong các phương tiện sử dụng nhiên liệu, chỉ như một hệ thống phụ trợ.Hệ thống quá phức tạp và có quá nhiều đường ống, và Mercedes-Benz đã triệu hồi E-Class (thông số | hình ảnh), SL-class (thông số | hình ảnh) và CLS-classes (thông số | ảnh) sedan, chi phí bảo dưỡng rất cao cao và phải mất hơn 20.000 nhân dân tệ để thay thế một SBC.Mercedes-Benz ngừng sử dụng SBC sau năm 2008. Bosch tiếp tục tối ưu hóa hệ thống này và chuyển sang sử dụng bình tích áp suất cao nitơ.Năm 2008, hãng ra mắt HAS-HEV, được sử dụng rộng rãi trong các loại xe hybrid ở châu Âu và BYD ở Trung Quốc.
Sau đó, TRW cũng tung ra hệ thống EHB, TRW đặt tên là SCB.Hầu hết các xe hybrid của Ford ngày nay là SCB.
Hệ thống EHB quá phức tạp, ắc quy cao áp sợ rung, độ tin cậy không cao, âm lượng cũng lớn, giá thành cũng cao, tuổi thọ cũng bị nghi ngờ, chi phí bảo trì rất lớn.Năm 2010, Hitachi ra mắt EHB khô đầu tiên trên thế giới, đó là E-ACT, đây cũng là EHB tiên tiến nhất hiện nay.bệnh tật.Chu kỳ R&D của E-ACT kéo dài tới 7 năm, sau gần 5 năm thử nghiệm độ tin cậy.Mãi đến năm 2013, Bosch mới ra mắt iBooster thế hệ đầu tiên và iBooster thế hệ thứ hai vào năm 2016. iBooster thế hệ thứ hai đạt chất lượng E-ACT của Hitachi và người Nhật đã đi trước thế hệ người Đức trong lĩnh vực EHB.
Hình trên cho thấy cấu trúc của E-ACT
EHB khô trực tiếp điều khiển thanh đẩy bằng động cơ và sau đó đẩy pít-tông của xi-lanh chính.Lực quay của động cơ được chuyển đổi thành lực chuyển động tuyến tính thông qua trục vít con lăn (E-ACT).Đồng thời, vít bi cũng là một bộ giảm tốc, làm giảm tốc độ của động cơ để tăng mô-men xoắn đẩy pít-tông xi-lanh chính.Nguyên tắc rất đơn giản.Lý do tại sao những người trước đây không sử dụng phương pháp này là vì hệ thống phanh ô tô có yêu cầu về độ tin cậy cực cao, và phải dự phòng đủ hiệu suất.Cái khó nằm ở động cơ, đòi hỏi kích thước động cơ nhỏ, tốc độ cao (trên 10.000 vòng/phút), mô men xoắn lớn, tản nhiệt tốt.Bộ giảm tốc cũng khó và yêu cầu độ chính xác gia công cao.Đồng thời, cần tối ưu hóa hệ thống với hệ thống thủy lực xi lanh chính.Vì vậy, EHB khô xuất hiện khá muộn.
Hình trên cho thấy cấu trúc bên trong của iBooster thế hệ đầu tiên.
Bánh răng sâu được sử dụng để giảm tốc hai giai đoạn để tăng mô-men xoắn chuyển động tuyến tính.Tesla sử dụng iBooster thế hệ đầu tiên trên bảng, cũng như tất cả các loại xe năng lượng mới của Volkswagen và Porsche 918 sử dụng iBooster thế hệ đầu tiên, Cadillac CT6 của GM và Chevrolet Bolt EV cũng sử dụng iBooster thế hệ đầu tiên.Thiết kế này được cho là chuyển đổi 95% năng lượng phanh tái tạo thành điện năng, giúp cải thiện đáng kể phạm vi hành trình của các phương tiện năng lượng mới.Thời gian đáp ứng cũng ngắn hơn 75% so với hệ thống EHB ướt với bộ tích áp suất cao.
Hình bên phải ở trên là Bộ trợ lực phanh thủy lực điện Part# EHB-HBS001 của chúng tôi giống như hình bên trái ở trên.Cụm bên trái là iBooster thế hệ thứ hai, sử dụng bánh răng sâu giai đoạn hai cho vít bi giai đoạn đầu để giảm tốc, giúp giảm đáng kể âm lượng và cải thiện độ chính xác của điều khiển.Họ có bốn sản phẩm sê-ri và kích thước bộ trợ lực nằm trong khoảng từ 4,5kN đến 8kN và 8kN có thể được sử dụng trên xe du lịch nhỏ 9 chỗ.
IBC sẽ được ra mắt trên nền tảng GM K2XX vào năm 2018, đây là dòng xe bán tải của GM.Lưu ý rằng đây là một chiếc xe nhiên liệu.Tất nhiên, xe điện cũng có thể được sử dụng.
Việc thiết kế và điều khiển hệ thống thủy lực rất phức tạp, đòi hỏi kinh nghiệm tích lũy lâu dài và khả năng gia công xuất sắc, và lĩnh vực này luôn bị bỏ trống ở Trung Quốc.Trong những năm qua, việc xây dựng cơ sở công nghiệp của riêng mình đã bị bỏ quên và nguyên tắc vay mượn đã được áp dụng hoàn toàn;bởi vì hệ thống phanh có yêu cầu về độ tin cậy cực cao, các công ty mới nổi hoàn toàn không thể được các OEM công nhận.Do đó, việc thiết kế và sản xuất bộ phận thủy lực của hệ thống phanh thủy lực của ô tô hoàn toàn do các liên doanh hoặc công ty nước ngoài độc quyền, và để thiết kế và sản xuất hệ thống EHB, cần phải thực hiện lắp ghép và thiết kế tổng thể với phần thủy lực, dẫn đến toàn bộ hệ thống EHB.Độc quyền hoàn toàn của các công ty nước ngoài.
Ngoài EHB còn có hệ thống phanh tiên tiến EMB gần như hoàn hảo trên lý thuyết.Nó từ bỏ tất cả các hệ thống thủy lực và có chi phí thấp.Thời gian phản hồi của hệ thống điện tử chỉ là 90 mili giây, nhanh hơn nhiều so với iBooster.Nhưng có nhiều thiếu sót.Nhược điểm 1. Không có hệ thống dự phòng, đòi hỏi độ tin cậy cực cao.Trong đó, hệ thống điện phải ổn định tuyệt đối, kế đến là khả năng chịu lỗi của hệ thống thông tin liên lạc xe buýt.Giao tiếp nối tiếp của mỗi nút trong hệ thống phải có khả năng chịu lỗi.Đồng thời, hệ thống cần ít nhất hai CPU để đảm bảo độ tin cậy.Nhược điểm 2. Lực phanh không đủ.Hệ thống EMB phải ở trong trung tâm.Kích thước của trục quyết định kích thước của động cơ, từ đó xác định rằng công suất động cơ không thể quá lớn, trong khi ô tô thông thường cần công suất phanh 1-2KW, điều mà động cơ cỡ nhỏ hiện không thể làm được.Để đạt đến tầm cao, điện áp đầu vào phải được tăng lên rất nhiều, và thậm chí sau đó là rất khó.Nhược điểm 3. Nhiệt độ môi trường làm việc cao, nhiệt độ gần má phanh cao tới hàng trăm độ và kích thước của động cơ xác định chỉ có thể sử dụng động cơ nam châm vĩnh cửu và nam châm vĩnh cửu sẽ khử từ ở nhiệt độ cao .Đồng thời, một số linh kiện bán dẫn của EMB cần hoạt động gần má phanh.Không có thành phần bán dẫn nào có thể chịu được nhiệt độ cao như vậy và giới hạn về âm lượng khiến không thể thêm hệ thống làm mát.Nhược điểm 4. Cần phải phát triển một hệ thống tương ứng cho khung gầm và rất khó để mô đun hóa thiết kế, dẫn đến chi phí phát triển cực kỳ cao.
Vấn đề lực hãm không đủ của EMB có thể không được giải quyết, bởi vì từ tính của nam châm vĩnh cửu càng mạnh thì điểm nhiệt độ Curie càng thấp và EMB không thể vượt qua giới hạn vật lý.Tuy nhiên, nếu các yêu cầu về lực phanh giảm, EMB vẫn có thể thực tế.Hệ thống đỗ xe điện tử hiện tại EPB là phanh EMB.Sau đó là EMB lắp ở bánh sau không yêu cầu lực phanh cao như Audi R8 E-TRON.
Bánh trước của Audi R8 E-TRON vẫn là thiết kế thủy lực truyền thống, còn bánh sau là EMB.
Hình trên cho thấy hệ thống EMB của R8 E-TRON.
Ta có thể thấy đường kính của mô tơ có thể cỡ ngón tay út.Tất cả các nhà sản xuất hệ thống phanh như NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex và Wabco đều đang nỗ lực phát triển EMB.Tất nhiên, Bosch, Continental và ZF TRW cũng sẽ không nhàn rỗi.Nhưng EMB có thể không bao giờ thay thế được hệ thống phanh thủy lực.
Thời gian đăng: 16-05-2022