解析基于制动能量回收的液压制动系统方案.pdf

解析基于制动能量回收的液压制动系统方案 导读：基于再生制动系统提出的技术要求，各大汽车厂商和零部件企业纷纷推出了适 用于不同类型电驱动汽车的具有制动能量回收功能的液压制动系统方案。接下来我们谈一谈 目前业内几种典型方案。 制动能量回收，对于电驱动车辆而言，是指在减速或制动过程中，驱动电机工作于发电 状态，将车辆的部分动能转化为电能储存于电池中。同时，施加电机回馈转矩于驱动轴，对 车辆进行制动，这种制动方式称为再生制动(Regenerative Braking)，或回馈制动。制动能 量回收技术在电驱动车辆上的应用，可以增加车辆一次充电的续航里程。 制动能量回收由电制动系统和液压制动系统共同完成。液压制动系统是制动能量回收系 统关键的执行机构，其任务是对制动压力进行控制，保证驾驶员良好的制动踏板感觉，确保 整车制动安全性。电动汽车制动能量回收系统的液压制动系统区别于传统燃油车的制动系 统，一方面表现在电动汽车没有传统的内燃机为制动系统提供真空度，另一方面表现在制动 能量回收的实现需要液压制动系统和电机之间有信号交流。 基于再生制动系统提出的技术要求，各大汽车厂商和零部件企业纷纷推出了适用于不同 类型电驱动汽车的具有制动能量回收功能的液压制动系统方案。接下来我们谈一谈目前业内 几种典型方案。 1.基于真空助力的液压制动系统 “真空助力器+真空泵”方案 该方案主要是在原有真空助力液压制动系统中增加EVP(Electronics Vacum Pump,电 子真空泵)、PTS(Pedal Travel Sensor,踏板行程传感器)和气压传感器。 EVP 的作用是为真空助力器提供动力源，因为电驱动乘用车没有传统的发动机，无法 为真空助力器提供真空度，真空助力器无真空下无法提供制动助力。该系统通常还会带一个 真空罐，用于存储一定容积的真空，使系统的真空度更稳定，同时降低EVP 的启动频次， 增长EVP 使用寿命。PTS 主要是为了给电机控制器提供制动信号，有效利用制动空行程进 行能量回收，提高能量回收率。 该系统的有优点是原制动系统的零部件大都可以沿用，实施方便，技术成熟，系统稳定， 造价较低。缺点主要是电机回馈制动力直接叠加在原有摩擦制动力之上,不调节原有摩擦制 动力,能量回收率低,制动舒适性差。制动舒适性差不仅是表现在电机回馈制动和摩擦制动的 耦合与切换产生的冲击、平顺性差，还表现在高原地区，由于气压低，EVP 无法提供和在 平原地区一样高的真空度，真空助力器的助力差，踏板力会变大。 2.基于ESP/ESC 的液压制动系统 Bosch ESPhev 方案 以Bosch 公司的ESPhev 为例，该系统无需真空助力器和EVP，主要基于原有的ESP 技术，ESP 除了标准功能外，增加了常规的制动液压助力功能和回馈力矩协调功能。ESP 根据BOU(Brake Operating Unit,制动操作单元)里的PTS 信号计算驾驶员的制动需求，再 根据电机所能提供的回馈制动力大小，以及综合车辆稳定性，进行制动力的分配，液压制动 系统压力由ESP 提供。 该系统具有比传统制动系统更小的安装尺寸，更轻的重量，能进行回馈力矩和液压力矩 的协调，能量回收率高。但是系统前轴解耦，制动管路为II 型布置，不同于常见的X 型布 置，而且该方案只适用于小型车(满载车重不超1700kg)。 3.基于EHB 的液压制动系统 EHB(Electronics Hydraulic Brake，电子液压制动系统)，主要由动力单元(电机、泵和 蓄能器)、液压单元(主缸、踏板模拟器和PTS)和电子控制单元组成，经制动管路和控制阀 与制动轮缸相连，控制制动液流入/流出制动轮缸，从而实现制动压力控制。 Bosch HAShev 方案 上图为Bosch 公司的HAShev 系统，该系统主要由BOU、ACM-H(Actuation Control Module–Hydraulic，液压助力控制模块)和ESP 组成。BOU 带有PTS，用于探测驾驶员的 制动需求；BOU 和制动踏板是解耦的，集成了踏板感模拟器，踏板感模拟器内部主要是一 个弹簧阻尼机构，能灵活调节踏板感。ACM-H 主要由电动液压泵、高压蓄能器和电子控制 单元组成，它的任务主要是给液压制动系统供能，同时负责回馈力矩和液压力矩的