Naposledy sme diskutovali o elektrických vákuových čerpadlách (v skratke EVP).Ako vidíme, EVP má veľa výhod.EVP majú tiež mnoho nevýhod, vrátane hluku.V oblasti plošiny v dôsledku nízkeho tlaku vzduchu EVP nemôže poskytnúť rovnako vysoký stupeň vákua ako v rovine a pomoc zosilňovača vákua je slabá a sila na pedál sa zväčší.Najfatálnejšie nedostatky sú dva.Jedným z nich je životnosť.Niektoré lacné EVP majú životnosť menej ako 1 000 hodín.Druhým je plytvanie energiou.Všetci vieme, že keď elektrické vozidlo dobieha alebo brzdí, trecia sila môže poháňať motor, aby sa otáčal a generoval prúd.Tieto prúdy môžu nabíjať batériu a uchovávať túto energiu.Ide o rekuperáciu brzdnej energie.Nepodceňujte túto energiu.V cykle NEDC kompaktného automobilu, ak je možné úplne rekuperovať brzdnú energiu, môže ušetriť približne 17%.V typických mestských podmienkach môže pomer energie spotrebovanej brzdením vozidla k celkovej jazdnej energii dosiahnuť 50 %.Je vidieť, že ak sa zlepší rýchlosť rekuperácie brzdnej energie, môže sa výrazne predĺžiť dojazd a môže sa zlepšiť hospodárnosť vozidla.EVP je zapojené paralelne s brzdovým systémom, čo znamená, že regeneratívna brzdná sila motora je priamo superponovaná na pôvodnú treciu brzdnú silu a pôvodná trecia brzdná sila sa nenastavuje.Miera rekuperácie energie je nízka, len asi 5 % z Bosch iBooster, o ktorom sa hovorí neskôr.Okrem toho je brzdný komfort slabý a spojenie a prepínanie motorového regeneratívneho brzdenia a trecieho brzdenia spôsobí rázy.
Vyššie uvedený obrázok ukazuje schému SCB
Napriek tomu je EVP stále široko používaný, pretože predaj elektrických vozidiel je nízky a konštrukčné schopnosti domáceho podvozku sú tiež veľmi slabé.Väčšina z nich sú skopírované podvozky.Navrhnúť podvozok pre elektromobily je takmer nemožné.
Ak sa nepoužíva EVP, vyžaduje sa EHB (Electronic Hydraulic Brake Booster).EHB možno rozdeliť na dva typy, jeden je s vysokotlakovým akumulátorom, zvyčajne nazývaný mokrý typ.Druhým je, že motor priamo tlačí piest hlavného valca, zvyčajne nazývaného suchý typ.Hybridné nové energetické vozidlá sú v podstate prvé a typickým predstaviteľom tých druhých je Bosch iBooster.
Pozrime sa najskôr na EHB s vysokonapäťovým akumulátorom, čo je vlastne vylepšená verzia ESP.ESP možno považovať aj za istý druh EHB, ESP dokáže aktívne brzdiť.
Ľavý obrázok je schematický diagram kolesa ESP:
a-regulačný ventil N225
b-dynamický riadiaci vysokotlakový ventil N227
c - ventil prívodu oleja
d-výpustný ventil oleja
e-brzdový valec
f-spätné čerpadlo
g - aktívne servo
h--nízkotlakový akumulátor
V posilňovacej fáze motor a akumulátor vytvárajú predtlak, takže spätné čerpadlo nasáva brzdovú kvapalinu.N225 sa zatvorí, N227 sa otvorí a prívodný olejový ventil zostane otvorený, kým sa koleso nezabrzdí na požadovanú brzdnú silu.
Zloženie EHB je v podstate rovnaké ako ESP, až na to, že nízkotlakový akumulátor je nahradený vysokotlakovým akumulátorom.Vysokotlakový akumulátor môže vytvoriť tlak raz a použiť ho viackrát, zatiaľ čo nízkotlakový akumulátor ESP môže vytvoriť tlak raz a môže byť použitý iba raz.Najzákladnejší komponent ESP a najpresnejší komponent piestového čerpadla musia pri každom použití odolať vysokej teplote a vysokému tlaku a nepretržité a časté používanie zníži ich životnosť.Potom je tu obmedzený tlak nízkotlakového akumulátora.Vo všeobecnosti je maximálna brzdná sila približne 0,5 g.Štandardná brzdná sila je nad 0,8 g a 0,5 g ani zďaleka nestačí.Na začiatku návrhu sa brzdový systém riadený ESP používal len v niekoľkých núdzových situáciách, nie viac ako 10-krát za rok.Preto ESP nemožno použiť ako konvenčný brzdový systém a možno ho použiť iba príležitostne v pomocných alebo núdzových situáciách.
Na obrázku vyššie je vysokotlakový akumulátor Toyota EBC, ktorý je trochu podobný plynovej pružine.Výrobný proces vysokotlakových akumulátorov je zložitý bod.Bosch spočiatku používal gule na ukladanie energie.Prax ukázala, že najvhodnejšie sú vysokotlakové akumulátory na báze dusíka.
Toyota ako prvá aplikovala systém EHB na sériovo vyrábané auto, ktorým bol Prius prvej generácie (parametre | obrázok) uvedený na trh koncom roku 1997 a Toyota ho pomenovala EBC.Pokiaľ ide o rekuperáciu brzdnej energie, EHB je výrazne vylepšený v porovnaní s tradičným EVP, pretože je oddelený od pedálu a môže byť sériovým systémom.Motor možno najskôr použiť na rekuperáciu energie a v poslednej fáze sa pridá brzdenie.
Koncom roku 2000 Bosch vyrobil aj vlastný EHB, ktorý bol použitý na Mercedes-Benz SL500.Mercedes-Benz ho pomenoval SBC.Systém EHB od Mercedes-Benz sa pôvodne používal v palivových vozidlách len ako pomocný systém.Systém bol príliš komplikovaný a mal príliš veľa potrubí a Mercedes-Benz stiahol sedan triedy E (parametre | obrázky), triedy SL (parametre | obrázky) a triedy CLS (parametre | fotografia), náklady na údržbu sú veľmi vysoké. vysoká a výmena SBC si vyžaduje viac ako 20 000 juanov.Mercedes-Benz prestal používať SBC po roku 2008. Bosch pokračoval v optimalizácii tohto systému a prešiel na dusíkové vysokotlakové akumulátory.V roku 2008 uviedla na trh HAS-HEV, ktorý je široko používaný v hybridných vozidlách v Európe a BYD v Číne.
Následne TRW spustilo aj systém EHB, ktorý TRW nazval SCB.Väčšina súčasných hybridov Fordu sú SCB.
Systém EHB je príliš komplikovaný, vysokonapäťový akumulátor sa bojí vibrácií, spoľahlivosť nie je vysoká, objem je tiež veľký, náklady sú tiež vysoké, životnosť je tiež spochybňovaná a náklady na údržbu sú obrovské.V roku 2010 Hitachi uviedla na trh prvý suchý EHB na svete, a to E-ACT, ktorý je zároveň najpokročilejším EHB v súčasnosti.neduhy.Cyklus výskumu a vývoja E-ACT je dlhý až 7 rokov, po takmer 5 rokoch testovania spoľahlivosti.Až v roku 2013 Bosch uviedol na trh prvú generáciu iBooster, v roku 2016 druhú generáciu iBooster. Druhá generácia iBooster dosiahla kvalitu E-ACT od Hitachi a Japonci predbehli nemeckú generáciu v oblasti EHB.
Vyššie uvedený obrázok ukazuje štruktúru E-ACT
Suchý EHB priamo poháňa tlačnú tyč motorom a potom tlačí piest hlavného valca.Rotačná sila motora sa premieňa na lineárnu pohybovú silu pomocou valcovej skrutky (E-ACT).Guličková skrutka je zároveň aj redukciou, ktorá znižuje otáčky motora na Zvýšený krútiaci moment tlačí piest hlavného valca.Princíp je veľmi jednoduchý.Dôvod, prečo predchádzajúci ľudia nepoužívali túto metódu, je ten, že brzdový systém automobilu má extrémne vysoké požiadavky na spoľahlivosť a je potrebné vyhradiť dostatočnú výkonovú redundanciu.Problém spočíva v motore, ktorý vyžaduje malú veľkosť motora, vysokú rýchlosť (viac ako 10 000 otáčok za minútu), veľký krútiaci moment a dobrý odvod tepla.Redukcia je tiež náročná a vyžaduje vysokú presnosť obrábania.Zároveň je potrebné vykonať optimalizáciu systému s hydraulickým systémom hlavného valca.Preto sa suchý EHB objavil pomerne neskoro.
Vyššie uvedený obrázok ukazuje vnútornú štruktúru iBooster prvej generácie.
Závitovkový prevod sa používa na dvojstupňové spomalenie na zvýšenie momentu lineárneho pohybu.Tesla celoplošne používa prvú generáciu iBooster, rovnako ako všetky nové energetické vozidlá Volkswagen a Porsche 918 používajú prvú generáciu iBooster, Cadillac CT6 od GM a Bolt EV od Chevroletu tiež používajú iBooster prvej generácie.Tento dizajn údajne premieňa 95 % energie z regeneratívneho brzdenia na elektrickú energiu, čím výrazne zlepšuje dojazd nových energetických vozidiel.Čas odozvy je tiež o 75 % kratší ako pri mokrom systéme EHB s vysokotlakovým akumulátorom.
Pravý obrázok vyššie je náš diel č. EHB-HBS001 elektrický hydraulický posilňovač bŕzd, ktorý je rovnaký ako ľavý obrázok vyššie.Ľavá zostava je iBooster druhej generácie, ktorý na spomalenie využíva závitovkový prevod druhého stupňa a guľôčkovú skrutku prvého stupňa, čím sa výrazne znižuje objem a zlepšuje sa presnosť ovládania.Majú štyri sériové produkty a veľkosť posilňovača sa pohybuje od 4,5 kN do 8 kN a 8 kN je možné použiť na 9-miestnom malom osobnom aute.
IBC bude spustená na platforme GM K2XX v roku 2018, čo je séria pickupov GM.Upozorňujeme, že ide o vozidlo na pohonné hmoty.Samozrejme sa dajú použiť aj elektromobily.
Konštrukcia a ovládanie hydraulického systému sú zložité, vyžadujú si dlhodobé zhromažďovanie skúseností a vynikajúce obrábacie schopnosti a v Číne vždy existovala medzera v tejto oblasti.V priebehu rokov sa zanedbávala výstavba vlastnej priemyselnej základne a úplne sa osvojil princíp zadlžovania;pretože brzdový systém má extrémne vysoké požiadavky na spoľahlivosť, začínajúce spoločnosti nemôžu byť OEM vôbec uznané.Preto je návrh a výroba hydraulickej časti hydraulického brzdového systému automobilu úplne monopolizovaná spoločnými podnikmi alebo zahraničnými spoločnosťami a aby bolo možné navrhnúť a vyrobiť systém EHB, je potrebné urobiť dokovanie a celkový dizajn s hydraulickej časti, ktorá vedie k celému systému EHB.Úplný monopol zahraničných spoločností.
Okrem EHB existuje pokročilý brzdový systém EMB, ktorý je teoreticky takmer dokonalý.Opúšťa všetky hydraulické systémy a má nízke náklady.Čas odozvy elektronického systému je len 90 milisekúnd, čo je oveľa rýchlejšie ako iBooster.Existuje však veľa nedostatkov.Nevýhoda 1. Neexistuje záložný systém, ktorý vyžaduje extrémne vysokú spoľahlivosť.Predovšetkým musí byť napájací systém absolútne stabilný, nasledovaný odolnosťou voči poruchám zbernicového komunikačného systému.Sériová komunikácia každého uzla v systéme musí byť odolná voči chybám.Systém zároveň potrebuje na zabezpečenie spoľahlivosti aspoň dva CPU.Nevýhoda 2. Nedostatočná brzdná sila.Systém EMB musí byť v náboji.Veľkosť náboja určuje veľkosť motora, čo zase určuje, že výkon motora nemôže byť príliš veľký, zatiaľ čo bežné autá vyžadujú brzdný výkon 1-2KW, čo je v súčasnosti pre motory malých rozmerov nemožné.Na dosiahnutie výšok musí byť vstupné napätie značne zvýšené a aj tak je to veľmi ťažké.Nevýhoda 3. Teplota pracovného prostredia je vysoká, teplota v blízkosti brzdových doštičiek je až stovky stupňov a veľkosť motora určuje, že je možné použiť iba motor s permanentným magnetom a permanentný magnet sa pri vysokých teplotách demagnetizuje .Súčasne niektoré polovodičové komponenty EMB musia pracovať v blízkosti brzdových doštičiek.Žiadne polovodičové súčiastky nevydržia takú vysokú teplotu a obmedzenie objemu znemožňuje pridať chladiaci systém.Nevýhoda 4. Je potrebné vyvinúť zodpovedajúci systém pre podvozok a je ťažké modularizovať konštrukciu, čo má za následok extrémne vysoké náklady na vývoj.
Problém nedostatočnej brzdnej sily EMB nemusí byť vyriešený, pretože čím silnejší je magnetizmus permanentného magnetu, tým nižší je teplotný bod Curie a EMB nemôže prekročiť fyzikálny limit.Ak sa však požiadavky na brzdnú silu znížia, EMB môže byť stále praktické.Súčasný elektronický parkovací systém EPB je brzdenie EMB.Potom je tu EMB inštalovaný na zadnom kolese, ktorý nevyžaduje veľkú brzdnú silu, ako napríklad Audi R8 E-TRON.
Predné koleso Audi R8 E-TRON má stále tradičnú hydraulickú konštrukciu a zadné koleso je EMB.
Vyššie uvedený obrázok zobrazuje EMB systém R8 E-TRON.
Vidíme, že priemer motora môže byť približne veľký ako malíček.Všetci výrobcovia brzdových systémov ako NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex a Wabco usilovne pracujú na EMB.Zaháľať samozrejme nezaháľajú ani Bosch, Continental a ZF TRW.Ale EMB možno nikdy nebude môcť nahradiť hydraulický brzdový systém.
Čas odoslania: 16. mája 2022