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電動(dòng)汽車制動(dòng):為什么是鼓剎不是盤剎?

鼓式制動(dòng)器摩托車剎車圈、Drum brake、輪轂剎車圈專業(yè)生產(chǎn)廠家無錫九環(huán)2021年4月8日訊安全是汽車的生命線。剎車失靈引發(fā)的一起又一起的交通事故,正用血淋淋的教訓(xùn)敲響安全無小事的警鐘。這對(duì)于“零事故愿景”的大陸集團(tuán)來說,最大極限減少事故率已成為在安全領(lǐng)域無止境創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)力。日前,大陸集團(tuán)推出電動(dòng)汽車最適合的制動(dòng)解決方案——EPB-Si,不僅在駕駛安全性方面表現(xiàn)突出,還在駕駛舒適性方面也有不熟表現(xiàn)。


那么,電動(dòng)汽車對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)有哪些新需求?EPB-Si為什么是最適合電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)?EPB-Si為什么是鼓剎而不是更高級(jí)的盤剎?


日前,大陸集團(tuán)電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)專家繆哲華進(jìn)行了詳細(xì)解讀。

01


電動(dòng)汽車制動(dòng)的四大需求


汽車制動(dòng)系統(tǒng)具有“踩剎車”“拉手剎”兩個(gè)主要功能:一個(gè)是使汽車從動(dòng)態(tài)減速至靜態(tài)功能的行車制動(dòng),通過駕駛者對(duì)制動(dòng)踏板進(jìn)行操作實(shí)現(xiàn);另一個(gè)是使車輛保持原地靜止?fàn)顟B(tài)的駐車制動(dòng),通過駕駛員對(duì)駐車開關(guān)(EPB)操作或車輛駐車制動(dòng)邏輯自動(dòng)完成。

 

繆哲華認(rèn)為,電動(dòng)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)要在能量回收、安全性能、環(huán)境保護(hù)、續(xù)航里程四個(gè)方面不斷改變,才能提供更安全、更舒適的駕乘保障。


據(jù)介紹,電動(dòng)汽車使用電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力總成替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)為核心的動(dòng)力總成,在制動(dòng)系統(tǒng)具有四個(gè)新特點(diǎn):首先,制動(dòng)能量回收。驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)具備向車輛提供加速和減速扭矩的能力,且該能力應(yīng)用在車輛行車制動(dòng)過程中,也就是制動(dòng)能量回收技術(shù),這也是電動(dòng)汽車與燃油汽車制動(dòng)系統(tǒng)的最大不同。其次,P檔鎖止機(jī)構(gòu)不再是必備設(shè)計(jì)。過去、現(xiàn)在,人們習(xí)慣使用P檔加手剎或電子駐車EPB系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)原地駐車;未來,電動(dòng)汽車大幅簡化變速箱設(shè)計(jì),P檔鎖止機(jī)構(gòu)不再是必備選項(xiàng),這需要制動(dòng)系統(tǒng)具有更強(qiáng)大的駐車能力來實(shí)現(xiàn)駐車效能。第三,減少制動(dòng)粉塵是大挑戰(zhàn)。電動(dòng)汽車雖沒有內(nèi)燃機(jī)排放污染問題,但制動(dòng)系統(tǒng)粉塵排放在整車排放中的占比越來越大,未來成為法規(guī)重點(diǎn)監(jiān)管方向,這對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)提出挑戰(zhàn)。第四,減少阻力耗電量。增加電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程是每個(gè)整車廠商努力提升的性能之一,這對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)來說需要盡可能減少拖滯力矩以及克服該阻力所需電量。

02


最適合的電動(dòng)制動(dòng)解決方案


繆哲華表示,大陸集團(tuán)推出的電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)EPB-Si是針對(duì)電動(dòng)汽車屬性提供的最適合的制動(dòng)解決方案。電動(dòng)汽車對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)在能量回收、安全性能、環(huán)境保護(hù)、續(xù)航里程的四大特殊需求,EPB-Si都能滿足。


首先,能量回收是將剎車消耗的熱能回收以電能形式存入電池,將驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)狀態(tài),從而提升電動(dòng)汽車的續(xù)航里程?!巴ㄟ^一系列整車測(cè)試發(fā)現(xiàn),使用能量回收技術(shù)的車輛,對(duì)摩擦制動(dòng)的需求減少90%。EPB-Si能夠幫助優(yōu)化和提升制動(dòng)能量回收的性能?!?繆哲華補(bǔ)充說。


其次,無論是綜合行車制動(dòng)還是駐車制動(dòng),EPB-Si都是一款非常適用于電動(dòng)汽車的制動(dòng)產(chǎn)品。


繆哲華說:“在極低速(15km/h以下)以及極高速(120km/h以上)的情況下,電機(jī)能夠輸出的制動(dòng)力矩比較有限,當(dāng)車速處于15km/h至100km/h區(qū)間時(shí),能量回收就能夠提供車輛減速所需要的大部分減速度。因此對(duì)于電動(dòng)汽車摩擦制動(dòng)系統(tǒng)來說,最苛刻的是從120km/h減速至100km/h,這種情況下由于伴隨著制動(dòng)熱量的產(chǎn)生,容易導(dǎo)致制動(dòng)器熱衰退的現(xiàn)象?!?/span>


為了評(píng)估整車在制動(dòng)系統(tǒng)熱衰退情況下的制動(dòng)表現(xiàn),大陸集團(tuán)進(jìn)行了最嚴(yán)苛的AMS測(cè)試,結(jié)果顯示EPB-Si即使在高溫情況下也能保證出色的制動(dòng)性能。


除了行車制動(dòng)性能以外,因電動(dòng)汽車車重較大,對(duì)駐車制動(dòng)也提出更高要求。法規(guī)要求,電動(dòng)汽車必須配備兩套獨(dú)立駐車機(jī)構(gòu),在其中一套駐車機(jī)構(gòu)失效時(shí),另一套駐車機(jī)構(gòu)必須能夠使車輛安全停在8%的坡度上。大陸集團(tuán)通過駐坡性能測(cè)試顯示,EPB-Si產(chǎn)品最大駐坡力矩輸出能達(dá)到1700Nm,足夠滿足3噸車型20%駐坡要求,提供了遠(yuǎn)高于法規(guī)要求的駐車安全性。因此對(duì)于沒有變速箱鎖止機(jī)構(gòu)的電動(dòng)汽車來說,僅僅依靠左右輪兩個(gè)EPB-Si就可以實(shí)現(xiàn)兩套駐車機(jī)構(gòu)的功能。


第三,得益于EPB-Si封閉的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),80%的磨損后剎車片粉塵會(huì)被保留在制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部,對(duì)減少PM10、 環(huán)境保護(hù)有很大幫助。


第四,面對(duì)電動(dòng)汽車長續(xù)航里程的挑戰(zhàn),一方面電池容量是最主要的因素,另一方面還有電氣負(fù)載、整車驅(qū)動(dòng)兩類相關(guān)因素影響著續(xù)航里程。有評(píng)估顯示,輪端拖滯每減少1Nm,能夠幫助車輛提升10km~15km續(xù)航里程。EPB-Si因采用鼓式制動(dòng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu),有一系列能夠幫助剎車片保持與制動(dòng)鼓之間脫離狀態(tài)的彈簧零件。采用"全球統(tǒng)一輕型汽車測(cè)試規(guī)程(WLTP)"測(cè)試后顯示,EPB-Si產(chǎn)品拖滯力矩在各個(gè)工況下均不高于0.5Nm,為整車提升續(xù)航里程提供幫助。

03


鼓剎符合電動(dòng)汽車的發(fā)展趨勢(shì)


眾所周知,鼓剎一般用于載貨車,而盤剎多用在乘用車。為什么EPB-Si選擇鼓剎?


“盤式制動(dòng)、鼓式制動(dòng)各有優(yōu)點(diǎn)。在汽車電動(dòng)化的大趨勢(shì)下,制動(dòng)系統(tǒng)的變化一直發(fā)生。鼓式制動(dòng)在能量回收、安全性能、環(huán)境保護(hù)、續(xù)航里程方面都有優(yōu)勢(shì),因此基于鼓式制動(dòng)開發(fā)的EPB-Si產(chǎn)品是符合電動(dòng)汽車未來的發(fā)展趨勢(shì)?!?繆哲華這樣解答。


據(jù)介紹,鼓式制動(dòng)應(yīng)用在電動(dòng)汽車上具有兩大優(yōu)點(diǎn):一是鼓式制動(dòng)比盤式制動(dòng)具有更高的駐車效能。由于鼓式制動(dòng)在設(shè)計(jì)上是旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),有內(nèi)部自增力的效應(yīng),會(huì)隨著車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)把這部分壓力傳遞到剎車片,它和制動(dòng)盤之間產(chǎn)生更大壓力、更大接觸面積,實(shí)現(xiàn)比盤式制動(dòng)更高的駐車效能。這也是很多大型商用車使用鼓式制動(dòng)的原因。二是鼓式制動(dòng)的結(jié)構(gòu)封閉具有很好的防銹能力。鼓式制動(dòng)內(nèi)部聚集的熱量由于結(jié)構(gòu)封閉很難釋放到大氣中,熱量聚集在內(nèi)部造成摩擦材料/剎車片性能大幅度衰退,導(dǎo)致制動(dòng)力下降,這也是鼓式制動(dòng)在過去20年來應(yīng)用車型越來越少的主要原因。但由于電動(dòng)汽車能量回收應(yīng)用使得制動(dòng)溫度大幅度降低,鼓式制動(dòng)熱衰退的問題從根本上得到解決。而封閉結(jié)構(gòu)帶來的另一個(gè)特性是比盤式制動(dòng)具有更好的防銹蝕能力。


繆哲華補(bǔ)充說:“銹蝕問題恰恰是電動(dòng)汽車摩擦制動(dòng)強(qiáng)度降低帶來的副作用。盤式制動(dòng)是一個(gè)完全開放的系統(tǒng),制動(dòng)盤與摩擦材料接觸的摩擦面完全暴露在空氣中,在這種情況下制動(dòng)盤在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)銹蝕。有的車輛停放一晚后制動(dòng)盤表面就會(huì)出現(xiàn)銹斑,如果是濕度比較大的陰雨天,這種銹蝕情況會(huì)更明顯。以往傳統(tǒng)車型通過幾次制動(dòng)動(dòng)作除去銹蝕,這也是早上啟動(dòng)車輛后的頭幾次制動(dòng)更容易出現(xiàn)制動(dòng)噪聲的原因。對(duì)于電動(dòng)汽車來說,摩擦制動(dòng)的強(qiáng)度和次數(shù)都不足以除去制動(dòng)盤上產(chǎn)生的銹蝕,因此會(huì)帶來一系列制動(dòng)噪音甚至是制動(dòng)力不足的問題。而EPB-Si與制動(dòng)鼓形成的封閉結(jié)構(gòu)能夠有效地防止制動(dòng)鼓摩擦面產(chǎn)生銹蝕,避免由此帶來的制動(dòng)問題?!?/span>


可見,因?yàn)檩d體發(fā)生變化,鼓剎的熱衰退缺點(diǎn)因?yàn)殡妱?dòng)汽車能量回收而抵消甚至轉(zhuǎn)變成增加續(xù)駛里程的優(yōu)點(diǎn)。


EPB-Si是大陸集團(tuán)推出的最新一代電子駐車制動(dòng)系統(tǒng),這款產(chǎn)品已于2020年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),應(yīng)用在大眾ID3、ID4車型上??娬苋A說:“我們也在積極洽談其他的整車客戶,后續(xù)會(huì)有更多車型應(yīng)用EPB-Si?!?/span>


總之,技術(shù)都是雙刃劍,揚(yáng)長避短的技術(shù)創(chuàng)新就是有價(jià)值、接地氣的創(chuàng)新。實(shí)現(xiàn)深度國產(chǎn)化后大陸集團(tuán),正以更具價(jià)格競爭力的產(chǎn)品,立足于中國市場,為中國消費(fèi)者提供更好、更快速的服務(wù)。

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