【干貨】解析基于制動(dòng)能量回收的液壓制動(dòng)系統(tǒng)方案

　　制動(dòng)能量回收，對(duì)于電驅(qū)動(dòng)車輛而言，是指在減速或制動(dòng)過程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)，將車輛的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存于電池中。同時(shí)，施加電機(jī)回饋轉(zhuǎn)矩于驅(qū)動(dòng)軸，對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)，這種制動(dòng)方式稱為再生制動(dòng)(Regenerative Braking)，或回饋制動(dòng)。制動(dòng)能量回收技術(shù)在電驅(qū)動(dòng)車輛上的應(yīng)用，可以增加車輛一次充電的續(xù)航里程。

　　制動(dòng)能量回收由電制動(dòng)系統(tǒng)和液壓制動(dòng)系統(tǒng)共同完成。液壓制動(dòng)系統(tǒng)是制動(dòng)能量回收系統(tǒng)關(guān)鍵的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其任務(wù)是對(duì)制動(dòng)壓力進(jìn)行控制，保證駕駛員良好的制動(dòng)踏板感覺，確保整車制動(dòng)安全性。電動(dòng)汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)燃油車的制動(dòng)系統(tǒng)，一方面表現(xiàn)在電動(dòng)汽車沒有傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)為制動(dòng)系統(tǒng)提供真空度，另一方面表現(xiàn)在制動(dòng)能量回收的實(shí)現(xiàn)需要液壓制動(dòng)系統(tǒng)和電機(jī)之間有信號(hào)交流。

　　基于再生制動(dòng)系統(tǒng)提出的技術(shù)要求，各大汽車廠商和零部件企業(yè)紛紛推出了適用于不同類型電驅(qū)動(dòng)汽車的具有制動(dòng)能量回收功能的液壓制動(dòng)系統(tǒng)方案。接下來我們談一談目前業(yè)內(nèi)幾種典型方案。

　　1.基于真空助力的液壓制動(dòng)系統(tǒng)

“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(tǒng)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?yàn)殡婒?qū)動(dòng)乘用車沒有傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，無法為真空助力器提供真空度，真空助力器無真空下無法提供制動(dòng)助力。該系統(tǒng)通常還會(huì)帶一個(gè)真空罐，用于存儲(chǔ)一定容積的真空，使系統(tǒng)的真空度更穩(wěn)定，同時(shí)降低EVP的啟動(dòng)頻次，增長EVP使用壽命。PTS主要是為了給電機(jī)控制器提供制動(dòng)信號(hào)，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(tǒng)的有優(yōu)點(diǎn)是原制動(dòng)系統(tǒng)的零部件大都可以沿用，實(shí)施方便，技術(shù)成熟，系統(tǒng)穩(wěn)定，造價(jià)較低。缺點(diǎn)主要是電機(jī)回饋制動(dòng)力直接疊加在原有摩擦制動(dòng)力之上,不調(diào)節(jié)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(xiàn)在電機(jī)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(xiàn)在高原地區(qū)，由于氣壓低，EVP無法提供和在平原地區(qū)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(tǒng)

Bosch ESPhev方案

　　以Bosch公司的ESPhev為例，該系統(tǒng)無需真空助力器和EVP，主要基于原有的ESP技術(shù)，ESP除了標(biāo)準(zhǔn)功能外，增加了常規(guī)的制動(dòng)液壓助力功能和回饋力矩協(xié)調(diào)功能。ESP根據(jù)BOU(Brake Operating Unit,制動(dòng)操作單元)里的PTS信號(hào)計(jì)算駕駛員的制動(dòng)需求，再根據(jù)電機(jī)所能提供的回饋制動(dòng)力大小，以及綜合車輛穩(wěn)定性，進(jìn)行制動(dòng)力的分配，液壓制動(dòng)系統(tǒng)壓力由ESP提供。

　　該系統(tǒng)具有比傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)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(diào)，能量回收率高。但是系統(tǒng)前軸解耦，制動(dòng)管路為II型布置，不同于常見的X型布置，而且該方案只適用于小型車(滿載車重不超1700kg)。