完整版新能源汽车电制动简述Word文档下载推荐.docx

1、传统汽车真 空助力装置的真空源来自于发动机进气歧管，真空度负压一 般可达到0.050. 07MPao对于纯电动汽车由于没有发动机 总成即没有了传统的真空源，仅由人力所产生的制动力无法 满足行车制动的需要，通常需要单独设计一个电动真空泵来 为真空助力器提供真空源。这个助力系统就是电动真空助力 系统，即EVP系统（Electric Vacuum Pump,电动真空助力）。所示，电动真空助力系统由真空泵、真空罐、真空如图1整 车控制器里）以及与传统汽车相泵控制器（后期集成到VCU 电源组成。12V同的真空助力器、电动真空助力系统的工作 过程为：当驾驶员起动汽车时，车辆电源接通，控制器开始 进行系统自

2、检，如果真空罐内的真空度小于设定值，真空罐 内的真空压力传感器输出相应电压信号至控制器，此时控制 器控制电动真空泵开始工作，当真空度达到设定值后，真空 压力传感器输出相应电压信号至控制器，此时控制器控制真 空泵停止工作。当真空罐内的真空度因制动消耗，真空度小 于设定值时，电动真空泵再次开始工作，如此 循环。（一） 电动真空助力系统的主要组成元件以下介绍电动真空助力 系统的主要组成元件。1）真空泵（真空泵是指利用机械、 物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲，真空泵2是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装 置，汽车上通常釆用如图2所示的电动真空

3、泵。.系列车型真空泵2北汽EV图2 （）真空罐真空罐用于储 存真空，并通过真空压力传感器感知真空度 所示。并把信 号发送给真空泵控制器，如图3 .3图真空罐（电线插头位置为真空压力传感器）3（3）真空泵控制器真空泵控制器是电动真空系统的核心部件。真空泵控制器根 据真空罐真空压力传感器发送的信号控制真空泵工作，如图 4所示。4图真空泵控制器（二）电动真空助力系统的工作原理 以下介绍真空泵控制器对电动真空系统的控制原理。1 见表电动真空助力系统性能参数1 （）（2）真空泵起动策略当驾驶员起动车辆时，12V电源接通，电子控制系统模块开 始自检，如果真空罐内的真空度小于设定值，真空压力开关 处于常开状

4、态，此时电动真空泵开始工作，当真空度大于设 定值时，真空压力开关或传感器处于常闭状态，电子延时模 块立即进入延时工作模式，15s左右延时时间停止。此时真 空罐内的真空度达到设定值，电机停止工作，当真空罐内的 真空度因制动消耗，真空度小于设定值时，真空压力开关或 传感器再次处于常开状态，电动真空泵再次开始工作，如此 循环。（3）真空泵工作原理电线连接好后，接通12V直流电源，控制器接通真空泵电 机开始工作，当真空度达到一55kPa时真空压力开关闭合， 输出高电平信号给控制器，控制器在接收到信号后延时10s, 电机停止工作。二、混合动力汽车制动系统以典型的丰田普锐斯混合动力汽车的THS-IK第二代

5、再生制 动）制动系统为例，介绍混合动力汽车的制动系统。丰田普锐斯混合动力汽车的THS-II制动系统属于ECB （电子 控制制动）系统。THS-II制动系统可根据驾驶员踩制动踏板 的程度和所施加的力计算所需的制动力。然后，此系统施加 需要的制动力（包括再生制动力和液压制动系统产生的制动 力）并有效地吸收能量。5THS-II制动系统的组成包括制动信号输入、电源和液压控制 部分，取消了传统的真空助力器。正常制动时，主缸产生的 液压力换成液压信号，而不是直接作用在轮缸上，通过调整 作用于轮缸的制动执行器上液压源的液压获得实际控制压 力。THS-II制动系统组成，如图5所示。2llwriMmrc制动系统

6、组成图5 THS-II并和液压制动系ECU集成在一起，ECB ECU和制动防滑控制 + ） 一起对制动进行综VSC的ABS、制动助力和EBD统（包 括带合控制。还能根据车辆VSC功能外， VSC+系统除 了有正常制动控制配合，提供转向助力来帮助驾驶员转向。 行驶情况和EPSII系统釆用电动机牵引控制系统。该系统不 但具有旧THS-系统拥有的保护行星齿轮和电动机的控制功 能，THS车型上的6而且还能对滑动的车轮施加液压制动控制，把驱动轮的滑动 减小到最低限度，并产生适合路面状况的驱动力。THS-II系 统制动系统的功能，见表2。（-）混合动力汽车电子制动控制系统的主要组成元件（电 子控制制动）系

7、统的主要部件有：制动踏板行程传ECB、制 动执行感器、制动灯开关、行程模拟器、制动防滑控制ECU器、制动主缸、备用电源装置。丰田普锐斯混合动力汽车的 主所示。混合动力制动系统的主要部件，6要制动组件位置， 如图 所示。7如图.图6普锐斯混合动力汽车主要制动组件空驶员所需制动力制动踏板行也传感酒 主缸压力传感孱混合动力制动系统的主要部件7 图）制动踏板行程传感 器和制动灯开关（1 8制动踏板行程传感器和制动灯开关， 如图所示。制动踏板行程传感器直接检测驾驶员踩下制动踏 板的程度。此传感器包括触点式可变电阻器，它用于检测制 动踏板行信号采用反向冗，程踩下的程度并发送信号到制动 防滑控制ECU余设计

8、。制动灯开关的作用与传统汽车相同， 作为控制制动灯及制动踏板动作信号。图8制动踏板行程传感器（2）行程模拟器行程模拟器如图9所示，制动时根据踏板力度产生踏板 行程。行程模拟器位于主缸和制动执行器之间，它根据制动 中驾驶员踩制动踏板的力产生踏板行程。行程模拟器包括弹 簧系数不同的两种螺旋弹簧，具有对应于主缸压力的两个阶 段的踏板行程特征。9行程模拟器图ECU3）制动防滑控制 （汽车制动防滑控制系统是制动防抱死系统和驱动防滑系统处理各种传感器信号和再生制动信ECU的统称。制动防滑控 制+制动助力、VSCEBD号以便控制再生制动联合控制、带的 ABS和正常制动。根据各传感器信号来判断车辆行驶状况，

9、并控制制动执行器。）制动执行器（ 49制动执行器如图10所示，包含以下部分:驶员进行制动操作时，首先由电子制动踏板行程传感器探知 驾驶员的制动意图（踏板速度和行程），把这一信息传给ECUo ECU汇集轮速传感器、制动踏板行程传感器等各路信号。根 据车辆行驶状态计算出每个车轮的最大制动力。再发出指令 给执行器（电机），让其执行各车轮的制动。电动机械制动 器能快速而精确地提供车轮所需制动力，从而保证最佳的整 车减速度和车辆制动效果。（三）再生制动联合控制如图12所示，在制动时，电动机MG2起到发电作用， 和电动机MG2转动方向相反的转动轴产生的阻力是再生制动 力的来源。发电量（蓄电池充电量）越多，

10、阻力也越大。12再生制动联合控制图驱动桥和MG2通过机械方式连接在一起，驱动轮带动MG2 转动而发电，MG2产生的再生制动力就会传到驱动轮，这个 力由控制发电的THS- II系统进行控制。再生制动联合控制和传统制动方式最大的区别是，前者 并不单靠液压系统产生驾驶员所需的制动力，而是THS-II系 统一起联合控制提供再生制动的合制动力。这样控制能够最 大限度地减少正常液压制动的动能损失，并把这些动能转化 为电能。在THS-II系统中，由于采用了 THS-II系统，使MG2的 输出功率得到了增加，THS-II增大了再生制动力。另外，由 于釆用ECB系统，制动力得到了改善，从而有效地增加了再 生制动

11、的使用范围。这些提高了系统恢复电能的能力，从而 提高了燃油经济性，如图13所示。蠟助电池-侖用电其侯网13改善的再生制动图三、制动能量回收系统制动能量回收是电动汽车与混合动力汽车重要技术之一，也是它们的重要特点。在普通内燃机汽车上，当车辆减速、 制动时，车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能，并向 大气中释放。而在电动汽车与混合动力汽车上，这种被浪费 掉的运21动能量已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中，并进一步转化为驱动能量。例如，当车辆起步或加 速时，需要增大驱动力时，电机驱动力成为发动机的辅助动 力，使电能得到了有效应用。制动能量回收系统车辆的仪表板，如图14所示。14图制

12、动能量回收系统车辆的仪表板（一）制动能量回收系统的原理1/5 一般情况下，在车辆非紧急制动的普通制动场合，约的能量可以通过制动回收。制动能量回收按照混合动力的 工作 方式不同而有所不同。在发动机气门不停止工作场合, 减速时能够回收的能量约通过智能气门正时与升程控制系统使气。是车辆运动能量的1/3门停止工作，发动机本身的 机械摩擦（含泵气损失）能够减少。70%约。回收能量增加 到车辆运动能量的2/3制动能量回收系统包括与车型相适配 的发电机、蓄电池以及可以监视电池电量的智能电池管理系统。制动能量回收系 统3】回收车辆在制动或惯性滑行中释放出的多余能量，并通过发 电机将其转化为电能，再储存在蓄电池

13、中，用于之后的加速 行驶。这个蓄电池还可为车内耗电设备供电，降低对发动机 的依赖、燃油消耗及二氧化碳排放。混合动力汽车在车辆减速时，可以通过在发动机与电机 之间设置离合器，使发动机停止输出功率而得以解决。但制 动能量回收还涉及混合动力汽车的液压制动与制动能量回 收的复杂平衡或条件优化的协调控制。那么，为什么可以通 过驱动电机能够回收车辆的运动能量呢？概要地说，其原因 就是电机工作的逆过程就是发电机工作状态。电学基础理论阐明，电机驱动的工作原理是左手定则， 而电机发电的工作原理则是右手定则。由于电机运转，线圈 在阻碍磁通变化的方向上发生电动势。该方向与使电机旋转 而流动的电流方向相反，称为逆电动

14、势。逆电动势随着转速 的增加而上升。由于转速增加，原来使电机旋转而流动的电 流，其流动阻力加大，最后达到某一转速后，转速不再增加。 当制动时，通过电机的电流被切断，代之而发生逆电动势。 这就是使电机起到发电机作用的制动能量回收的原理。上述 这种电机称为“电动机发电机”。然而，当制动能量回收制动实施时，如何处理行车制动? 行车制动时，制动踏板行程（或强度）如何与制动能量回收 系统保持协调关系？这是因为起到制动能量回收作用的制 动部分，会引起减少行车制动的制动力。41对于行车制动来说，从制动能量回收中所起作用考虑， 必须在减少行车制动的制动力方面作出相应措族。在制动力 减少的同时，制动踏板的踏板力要求与踏板行程相对应。重要的是，不论发生或不发生制动能量回收，与通常车 辆一样，制动踏板的作用依然存在，为此，人们开发了一种 称为行程模拟器（Stroke Simulator）的装置。（二）制动能量回收系统的能量回收模式根据车辆运行状况，制动能量回收系统的能量回收具备 不同的模式。（1）发动机关闭时滑行/制动状态下的能量回收模式 在发动机关闭时滑行/制动状态下的能量回收模式，如图15 所示。在发动机关闭