De vorige keer hebben we elektrische vacuümpompen (afgekort EVP's) besproken.Zoals we kunnen zien, zijn er veel voordelen van EVP's.EVP's hebben ook veel nadelen, waaronder ruis.In het plateaugebied kan de EVP vanwege de lage luchtdruk niet dezelfde hoge mate van vacuüm bieden als in het vlakke gebied, en de ondersteuning van de vacuümversterker is slecht, en de pedaalkracht zal groter worden.Er zijn twee meest fatale tekortkomingen.Een daarvan is de levensduur.Sommige goedkope EVP's hebben een levensduur van minder dan 1.000 uur.De andere is energieverspilling.We weten allemaal dat wanneer een elektrisch voertuig uitrolt of remt, de wrijvingskracht de motor kan laten draaien om stroom op te wekken.Deze stromen kunnen de batterij opladen en deze energie opslaan.Dit is remenergieterugwinning.Onderschat deze energie niet.In de NEDC-cyclus van een compacte auto kan, als de remenergie volledig kan worden teruggewonnen, ongeveer 17% worden bespaard.In typische stedelijke omstandigheden kan de verhouding tussen de energie die wordt verbruikt door het remmen van het voertuig en de totale rij-energie oplopen tot 50%.Het is duidelijk dat als de recuperatiesnelheid van de remenergie kan worden verbeterd, de actieradius aanzienlijk kan worden vergroot en de zuinigheid van het voertuig kan worden verbeterd.De EVP is parallel geschakeld met het remsysteem, wat betekent dat de regeneratieve remkracht van de motor direct wordt gesuperponeerd op de oorspronkelijke wrijvingsremkracht en dat de oorspronkelijke wrijvingsremkracht niet wordt aangepast.Het energieterugwinningspercentage is laag, slechts ongeveer 5% van de later genoemde Bosch iBooster.Daarnaast is het remcomfort slecht en zal het koppelen en schakelen van motorregeneratief remmen en wrijvingsremmen schokken opleveren.
De bovenstaande afbeelding toont het SCB-schema
Toch wordt EVP nog steeds veel gebruikt, omdat de verkoop van elektrische voertuigen laag is en het ontwerpvermogen van het binnenlandse chassis ook erg slecht is.De meeste zijn gekopieerde chassis.Het is bijna onmogelijk om een chassis voor elektrische voertuigen te ontwerpen.
Als EVP niet wordt gebruikt, is EHB (elektronische hydraulische rembekrachtiger) vereist.EHB kan in twee typen worden verdeeld, de ene is met een hogedrukaccumulator, meestal het natte type genoemd.De andere is dat de motor direct de zuiger van de hoofdcilinder duwt, meestal het droge type genoemd.Hybride nieuwe energievoertuigen zijn in feite de eerste, en de typische vertegenwoordiger van de laatste is de Bosch iBooster.
Laten we eerst eens kijken naar de EHB met een hoogspanningsaccumulator, wat eigenlijk een verbeterde versie is van de ESP.ESP is ook te beschouwen als een soort EHB, ESP kan actief remmen.
De linker foto is het schematische diagram van een wiel van ESP:
een regelklep N225
b -- dynamische controle hogedrukklep N227
c--olie-inlaatklep
d-olie uitlaatklep
e-remcilinder
f--retourpomp
g-actieve servo
h--lagedrukaccumulator
In de boostfase bouwen de motor en de accumulator een voordruk op zodat de retourpomp de remvloeistof aanzuigt.N225 is gesloten, N227 is geopend en de olie-inlaatklep blijft open totdat het wiel tot de vereiste remkracht is afgeremd.
De samenstelling van EHB is in principe gelijk aan die van ESP, behalve dat de lagedrukaccumulator is vervangen door een hogedrukaccumulator.De hogedrukaccumulator kan één keer druk opbouwen en meerdere keren gebruiken, terwijl de lagedrukaccumulator van ESP één keer druk kan opbouwen en slechts één keer kan worden gebruikt.Elke keer dat het wordt gebruikt, moeten het belangrijkste onderdeel van de ESP en het meest nauwkeurige onderdeel van de plunjerpomp bestand zijn tegen hoge temperaturen en hoge druk, en continu en frequent gebruik zal de levensduur verkorten.Dan is er nog de beperkte druk van de lagedrukaccumulator.Over het algemeen is de maximale remkracht ongeveer 0,5 g.De standaard remkracht is meer dan 0,8 g en 0,5 g is bij lange na niet genoeg.Aan het begin van het ontwerp werd het ESP-gestuurde remsysteem slechts in enkele noodsituaties gebruikt, niet meer dan 10 keer per jaar.Daarom kan ESP niet worden gebruikt als een conventioneel remsysteem en kan het alleen af en toe worden gebruikt in hulp- of noodsituaties.
Bovenstaande afbeelding toont de hogedrukaccumulator van Toyota EBC, die enigszins lijkt op een gasveer.Het fabricageproces van hogedrukaccumulatoren is een moeilijk punt.Bosch gebruikte aanvankelijk energieopslagballen.De praktijk heeft bewezen dat op stikstof gebaseerde hogedrukaccumulatoren het meest geschikt zijn.
Toyota was de eerste die het EHB-systeem toepaste op een in massa geproduceerde auto, de eerste generatie Prius (parameters | foto) die eind 1997 werd gelanceerd, en Toyota noemde hem EBC.In termen van remenergieterugwinning is EHB sterk verbeterd in vergelijking met de traditionele EVP, omdat het is losgekoppeld van het pedaal en een seriesysteem kan zijn.De motor kan eerst worden gebruikt voor energieterugwinning en in de laatste fase wordt het remmen toegevoegd.
Eind 2000 produceerde Bosch ook zijn eigen EHB, die werd gebruikt op de Mercedes-Benz SL500.Mercedes-Benz noemde het SBC.Het EHB-systeem van Mercedes-Benz werd oorspronkelijk gebruikt in brandstofvoertuigen, alleen als hulpsysteem.Het systeem was te ingewikkeld en had te veel leidingen, en Mercedes-Benz riep de E-Klasse (parameters | foto's), SL-klasse (parameters | foto's) en CLS-klassen (parameters | Foto) sedan terug, de onderhoudskosten zijn erg hoog, en het kost meer dan 20.000 yuan om een SBC te vervangen.Mercedes-Benz stopte na 2008 met het gebruik van de SBC. Bosch bleef dit systeem optimaliseren en stapte over op stikstof-hogedrukaccumulatoren.In 2008 lanceerde het HAS-HEV, dat veel wordt gebruikt in hybride voertuigen in Europa en BYD in China.
Vervolgens lanceerde TRW ook het EHB-systeem, dat TRW SCB noemde.De meeste hybrides van Ford zijn tegenwoordig SCB's.
Het EHB-systeem is te gecompliceerd, de hoogspanningsaccumulator is bang voor trillingen, de betrouwbaarheid is niet hoog, het volume is ook groot, de kosten zijn ook hoog, de levensduur wordt ook in twijfel getrokken en de onderhoudskosten zijn enorm.In 2010 lanceerde Hitachi 's werelds eerste droge EHB, namelijk E-ACT, momenteel ook de meest geavanceerde EHB.kwalen.De R&D-cyclus van E-ACT duurt maar liefst 7 jaar, na bijna 5 jaar betrouwbaarheidstesten.Pas in 2013 lanceerde Bosch de iBooster van de eerste generatie en in 2016 de iBooster van de tweede generatie. De iBooster van de tweede generatie bereikte de kwaliteit van Hitachi's E-ACT en de Japanners waren de Duitse generatie voor op het gebied van EHB.
Bovenstaande afbeelding toont de opbouw van E-ACT
De droge EHB drijft direct de stoterstang aan door de motor en duwt vervolgens de zuiger van de hoofdcilinder.De rotatiekracht van de motor wordt via de rolschroef (E-ACT) omgezet in een lineaire bewegingskracht.Tegelijkertijd is de kogelomloopspindel ook een reductiemiddel, dat de snelheid van de motor verlaagt tot Verhoogd koppel duwt de zuiger van de hoofdcilinder.Het principe is heel eenvoudig.De reden waarom de vorige mensen deze methode niet gebruikten, is omdat het remsysteem van de auto extreem hoge betrouwbaarheidseisen stelt en er voldoende prestatie-redundantie moet worden gereserveerd.De moeilijkheid zit hem in de motor, die een klein motorformaat, een hoge snelheid (meer dan 10.000 omwentelingen per minuut), een groot koppel en een goede warmteafvoer vereist.Het verloopstuk is ook moeilijk en vereist een hoge bewerkingsnauwkeurigheid.Tegelijkertijd is het noodzakelijk om systeemoptimalisatie uit te voeren met het hydraulische systeem van de hoofdcilinder.Daarom verscheen droge EHB relatief laat.
De afbeelding hierboven toont de interne structuur van de iBooster van de eerste generatie.
Het wormwiel wordt gebruikt voor tweetraps vertraging om het lineaire bewegingskoppel te vergroten.Tesla gebruikt de eerste generatie iBooster over de hele linie, evenals alle nieuwe energievoertuigen van Volkswagen en Porsche 918 gebruiken de eerste generatie iBooster, GM's Cadillac CT6 en Chevrolet's Bolt EV gebruiken ook de eerste generatie iBooster.Dit ontwerp zou 95% van de regeneratieve remenergie omzetten in elektriciteit, waardoor het rijbereik van nieuwe energievoertuigen aanzienlijk wordt verbeterd.De reactietijd is ook 75% korter dan het natte EHB-systeem met hogedrukaccumulator.
De rechterfoto hierboven is onze onderdeel # EHB-HBS001 elektrische hydraulische rembekrachtiger die hetzelfde is als de linkerfoto hierboven.De linkerconstructie is de iBooster van de tweede generatie, die een wormwiel van de tweede trap gebruikt voor een eerste trap kogelomloopspindel voor vertraging, waardoor het volume aanzienlijk wordt verminderd en de regelnauwkeurigheid wordt verbeterd.Ze hebben vier serieproducten en de afmetingen van de booster variëren van 4,5 kN tot 8 kN, en 8 kN kan worden gebruikt op een kleine personenauto met 9 zitplaatsen.
IBC wordt in 2018 gelanceerd op het GM K2XX-platform, de GM-pickup-serie.Merk op dat dit een brandstofvoertuig is.Natuurlijk kunnen ook elektrische voertuigen worden gebruikt.
Het ontwerp en de besturing van het hydraulische systeem zijn complex en vereisen een langdurige accumulatie van ervaring en uitstekende bewerkingsmogelijkheden, en er is altijd een blanco op dit gebied geweest in China.In de loop der jaren is de aanleg van een eigen industriële basis verwaarloosd en is het principe van lenen volledig overgenomen;omdat het remsysteem extreem hoge betrouwbaarheidseisen stelt, kunnen opkomende bedrijven helemaal niet worden herkend door OEM's.Daarom zijn het ontwerp en de fabricage van het hydraulische deel van het hydraulische remsysteem van de auto volledig gemonopoliseerd door joint ventures of buitenlandse bedrijven, en om het EHB-systeem te ontwerpen en te produceren, is het noodzakelijk om het docking- en algehele ontwerp met het hydraulische gedeelte, dat leidt naar het gehele EHB-systeem.Volledig monopolie van buitenlandse bedrijven.
Naast EHB is er een geavanceerd remsysteem, EMB, dat in theorie bijna perfect is.Het verlaat alle hydraulische systemen en heeft lage kosten.De reactietijd van het elektronische systeem is slechts 90 milliseconden, wat veel sneller is dan iBooster.Maar er zijn veel tekortkomingen.Nadeel 1. Er is geen back-upsysteem, wat een extreem hoge betrouwbaarheid vereist.Met name het voedingssysteem moet absoluut stabiel zijn, gevolgd door de fouttolerantie van het buscommunicatiesysteem.De seriële communicatie van elk knooppunt in het systeem moet een fouttolerantie hebben.Tegelijkertijd heeft het systeem ten minste twee CPU's nodig om de betrouwbaarheid te garanderen.Nadeel 2. Onvoldoende remkracht.Het EMB-systeem moet zich in de hub bevinden.De grootte van de naaf bepaalt de grootte van de motor, die er weer voor zorgt dat het motorvermogen niet te groot kan zijn, terwijl gewone auto's 1-2 kW remvermogen nodig hebben, wat momenteel onmogelijk is voor kleine motoren.Om de hoogten te bereiken, moet de ingangsspanning enorm worden verhoogd, en zelfs dan is het erg moeilijk.Nadeel 3. De temperatuur in de werkomgeving is hoog, de temperatuur in de buurt van de remblokken is zo hoog als honderden graden, en de grootte van de motor bepaalt dat alleen een permanente magneetmotor kan worden gebruikt, en de permanente magneet zal bij hoge temperaturen demagnetiseren .Tegelijkertijd moeten sommige halfgeleidercomponenten van EMB in de buurt van de remblokken werken.Geen enkele halfgeleidercomponent is bestand tegen zo'n hoge temperatuur en de volumebeperking maakt het onmogelijk om een koelsysteem toe te voegen.Nadeel 4. Het is noodzakelijk om een overeenkomstig systeem voor het chassis te ontwikkelen en het ontwerp is moeilijk te modulariseren, wat resulteert in extreem hoge ontwikkelingskosten.
Het probleem van de onvoldoende remkracht van EMB wordt mogelijk niet opgelost, want hoe sterker het magnetisme van de permanente magneet, hoe lager het Curie-temperatuurpunt en de EMB kan de fysieke limiet niet doorbreken.Als de vereisten voor remkracht echter worden verminderd, kan EMB nog steeds praktisch zijn.Het huidige elektronische parkeersysteem EPB is EMB-remmend.Dan is er de EMB die op het achterwiel is geïnstalleerd en die geen hoge remkracht vereist, zoals de Audi R8 E-TRON.
Het voorwiel van de Audi R8 E-TRON is nog steeds een traditioneel hydraulisch ontwerp en het achterwiel is een EMB.
De afbeelding hierboven toont het EMB-systeem van de R8 E-TRON.
We kunnen zien dat de diameter van de motor ongeveer zo groot kan zijn als de pink.Alle fabrikanten van remsystemen zoals NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex en Wabco werken hard aan EMB.Natuurlijk zitten ook Bosch, Continental en ZF TRW niet stil.Maar EMB zal het hydraulische remsysteem misschien nooit kunnen vervangen.
Posttijd: 16 mei 2022