幾種基于真空助力的液壓制動(dòng)系統

　　基于再生制動(dòng)系統提出的技術(shù)要求，各大汽車(chē)廠(chǎng)商和零部件企業(yè)紛紛推出了適用于不同類(lèi)型電驅動(dòng)汽車(chē)的具有制動(dòng)能量回收功能的液壓制動(dòng)系統方案。接下來(lái)我們談一談目前業(yè)內幾種典型方案。

　　1.基于真空助力的液壓制動(dòng)系統

　　“真空助力器+真空泵”方案

　　該方案主要是在原有真空助力液壓制動(dòng)系統中增加EVP（Electronics Vacum Pump，電子真空泵）、PTS（Pedal Travel Sensor，踏板行程傳感器）和氣壓傳感器。

　　EVP的作用是為真空助力器提供動(dòng)力源，因為電驅動(dòng)乘用車(chē)沒(méi)有傳統的發(fā)動(dòng)機，無(wú)法為真空助力器提供真空度，真空助力器無(wú)真空下無(wú)法提供制動(dòng)助力。該系統通常還會(huì )帶一個(gè)真空罐，用于存儲一定容積的真空，使系統的真空度更穩定，同時(shí)降低EVP的啟動(dòng)頻次，增長(cháng)EVP使用壽命。PTS主要是為了給電機控制器提供制動(dòng)信號，有效利用制動(dòng)空行程進(jìn)行能量回收，提高能量回收率。

　　該系統的有優(yōu)點(diǎn)是原制動(dòng)系統的零部件大都可以沿用，實(shí)施方便，技術(shù)成熟，系統穩定，造價(jià)較低。缺點(diǎn)主要是電機回饋制動(dòng)力直接疊加在原有摩擦制動(dòng)力之上，不調節原有摩擦制動(dòng)力，能量回收率低，制動(dòng)舒適性差。制動(dòng)舒適性差不僅是表現在電機回饋制動(dòng)和摩擦制動(dòng)的耦合與切換產(chǎn)生的沖擊、平順性差，還表現在高原地區，由于氣壓低，EVP無(wú)法提供和在平原地區一樣高的真空度，真空助力器的助力差，踏板力會(huì )變大。

　　2.基于ESP/ESC的液壓制動(dòng)系統

　　Bosch ESPhev方案

　　以Bosch公司的ESPhev為例，該系統無(wú)需真空助力器和EVP，主要基于原有的ESP技術(shù)，ESP除了標準功能外，增加了常規的制動(dòng)液壓助力功能和回饋力矩協(xié)調功能。ESP根據BOU（Brake Operating Unit， 制動(dòng)操作單元）里的PTS信號計算駕駛員的制動(dòng)需求，再根據電機所能提供的回饋制動(dòng)力大小，以及綜合車(chē)輛穩定性，進(jìn)行制動(dòng)力的分配，液壓制動(dòng)系統壓力由ESP提供。

　　該系統具有比傳統制動(dòng)系統更小的安裝尺寸，更輕的重量，能進(jìn)行回饋力矩和液壓力矩的協(xié)調，能量回收率高。但是系統前軸解耦，制動(dòng)管路為II型布置，不同于常見(jiàn)的X型布置，而且該方案只適用于小型車(chē)（滿(mǎn)載車(chē)重不超1700kg）。

　　3.基于EHB的液壓制動(dòng)系統

　　EHB（Electronics Hydraulic Brake，電子液壓制動(dòng)系統），主要由動(dòng)力單元（電機、泵和蓄能器）、液壓?jiǎn)卧ㄖ鞲?、踏板模擬器和PTS）和電子控制單元組成，經(jīng)制動(dòng)管路和控制閥與制動(dòng)輪缸相連，控制制動(dòng)液流入/流出制動(dòng)輪缸，從而實(shí)現制動(dòng)壓力控制。

　　Bosch HAShev方案

　　上圖為Bosch公司的HAShev系統，該系統主要由BOU、ACM-H（Actuation Control Module –Hydraulic，液壓助力控制模塊）和ESP組成。BOU帶有PTS，用于探測駕駛員的制動(dòng)需求；BOU和制動(dòng)踏板是解耦的，集成了踏板感模擬器，踏板感模擬器內部主要是一個(gè)彈簧阻尼機構，能靈活調節踏板感。ACM-H主要由電動(dòng)液壓泵、高壓蓄能器和電子控制單元組成，它的任務(wù)主要是給液壓制動(dòng)系統供能，同時(shí)負責回饋力矩和液壓力矩的協(xié)調控制。該系統的ESP和普通的ESP相比，多了主動(dòng)增壓的功能，它能在A(yíng)CM-H失效時(shí)主動(dòng)增壓，確保制動(dòng)安全，同時(shí)它和電機控制單元以及ACM-H之間也有回饋力矩、車(chē)輛穩定因子等信號交互。

　　該系統踏板解耦，踏板感可以靈活設計，動(dòng)態(tài)控制電機回饋力矩和液壓制動(dòng)力矩的協(xié)調分配，優(yōu)先利用再生力矩，實(shí)現最大效能的制動(dòng)能量回收；同時(shí)它具有強大的失效模式，ACM-H失效時(shí)ESP可以補償，液壓失效時(shí)，還有機械結構保證安全。但是系統零部件多，構造復雜，需要增加4根制動(dòng)管，重量無(wú)優(yōu)勢，調試和維護成本高。

　　Mando AHB III方案

　　上圖為韓國Mando公司的AHB III方案，由iBAU（Integrated Brake Actuation Unit，集成制動(dòng)助力單元）和PSU（Pressure Source Unit，液壓動(dòng)力單元）這兩個(gè)主要部件組成。和Bosch公司的HAShev系統相比，Mando把電子控制單元、ESP/ESC都集成在iBAU里，零部件的數量上減少了，布置更靈活，重量更輕，輕了差不多2kg。而且iBAU直接進(jìn)行輪壓控制，最大程度消除系統損失，增強壓力可控性。

　　4.基于新型制動(dòng)助力器的液壓制動(dòng)系統

　　基于新型制動(dòng)助力器的方案

　　這種方案無(wú)真空助力器和EVP，也沒(méi)有液壓泵或蓄能器等部件，取而代之使用高性能電機，通過(guò)齒輪機構驅動(dòng)活塞直線(xiàn)運動(dòng)，以產(chǎn)生制動(dòng)主缸壓力。較之普通制動(dòng)系統，它更輕巧，系統響應更快，能夠顯著(zhù)地提升建壓速度，有效地縮短制動(dòng)距離，滿(mǎn)足新型高級駕駛輔助系統對制動(dòng)壓力控制動(dòng)態(tài)特性的更高要求。協(xié)調再生制動(dòng)功能和基于ESP/ESC、EHB技術(shù)類(lèi)似，同樣能實(shí)現高效的制動(dòng)能量回收。

　　該系統的制動(dòng)踏板也可以是解耦的，建壓過(guò)程與制動(dòng)踏板之間沒(méi)有直接的聯(lián)系，踏板感覺(jué)由一個(gè)集成在執行模塊中的彈簧/緩沖器單元來(lái)產(chǎn)生的。踏板感可根據整車(chē)要求分別調整，還可按照不同行駛情況（如緊急制動(dòng)）或操作模式（如“運動(dòng)”）進(jìn)行單獨調整，能在無(wú)需任何附加措施的條件下，實(shí)現再生制動(dòng)與舒適性的完美統一。

　　這種方案目前已被成功應用在日產(chǎn)Leaf、特斯拉Model S和阿爾法羅密歐Giulia等車(chē)型上。

　　德國大陸集團的MK C1 （集成了ESC）

　　Bosch的ibooster （沒(méi)有集成ESP/ESC）

　　相比傳統的制動(dòng)系統產(chǎn)品，目前EHB或新型制動(dòng)助力器等產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本還比較高，但是隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些開(kāi)發(fā)成本一定會(huì )不斷降低。我們相信制動(dòng)系統會(huì )逐漸向著(zhù)輕量化、模塊化和智能化的EHB或新型制動(dòng)助力器方向發(fā)展。目前國外主要制動(dòng)系統零部件供應商（如Bosch、TRW、大陸、愛(ài)德克斯、日立、萬(wàn)都等）分分推出自己的EHB或新型制動(dòng)助力器產(chǎn)品，而我們國內的供應商由于在傳統底盤(pán)電控系統ESP/ESC/EHB、電磁閥等關(guān)鍵零部件的開(kāi)發(fā)與制造方面存在短板，EHB或新型制動(dòng)助力器產(chǎn)品的研發(fā)與國外尚有差距。但是國內這方面研發(fā)也取得了一些進(jìn)展，如電子液壓助力器、電子真空助力器等都已經(jīng)有成形的產(chǎn)品了，而且很多國內供應商都在和一些高校合作，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作，取得了不錯的進(jìn)展。隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的逐步推進(jìn)，相信國內供應商也能開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足整車(chē)需求的EHB或新型制動(dòng)助力器等產(chǎn)品，形成與國外同類(lèi)水平相抗衡的能力。