지난 시간에 전기 진공 펌프(EVP)에 대해 논의했습니다.보시다시피 EVP에는 많은 이점이 있습니다.EVP는 또한 노이즈를 포함하여 많은 단점이 있습니다.고원 지역에서는 낮은 기압으로 인해 EVP가 일반 지역과 같은 높은 진공도를 제공할 수 없으며 진공 부스터의 보조가 약하고 페달 힘이 더 커집니다.가장 치명적인 단점이 두 가지 있습니다.하나는 수명입니다.일부 저렴한 EVP의 수명은 1,000시간 미만입니다.다른 하나는 에너지 낭비입니다.우리 모두는 전기 자동차가 관성 주행하거나 제동할 때 마찰력으로 인해 모터가 회전하여 전류를 생성할 수 있다는 것을 알고 있습니다.이러한 전류는 배터리를 충전하고 이 에너지를 저장할 수 있습니다.이것은 제동 에너지 회수입니다.이 에너지를 과소평가하지 마십시오.경차의 NEDC 사이클에서 제동 에너지를 완전히 회수할 수 있다면 약 17%를 절약할 수 있다.일반적인 도시 조건에서 차량 제동에 소비되는 에너지와 총 주행 에너지의 비율은 50%에 달할 수 있습니다.제동 에너지 회수율을 높일 수 있다면 항속거리를 크게 늘릴 수 있고 차량 경제성도 높일 수 있음을 알 수 있다.EVP는 제동 시스템과 병렬로 연결되어 모터의 회생 제동력이 원래의 마찰 제동력에 직접 중첩되고 원래의 마찰 제동력은 조정되지 않습니다.에너지 회수율은 후술할 보쉬 아이부스터의 5% 정도에 불과할 정도로 낮다.또한 제동 편의성이 떨어지고 모터 회생 제동과 마찰 제동의 결합 및 전환으로 인해 충격이 발생합니다.
위의 그림은 SCB 회로도를 보여줍니다.
그럼에도 EVP는 전기차 판매가 저조하고 국내 샤시 설계 능력도 매우 떨어지기 때문에 여전히 널리 사용되고 있다.대부분은 섀시를 복사합니다.전기 자동차용 섀시를 설계하는 것은 거의 불가능합니다.
EVP를 사용하지 않는 경우 EHB(Electronic Hydraulic Brake Booster)가 필요합니다.EHB는 두 가지 유형으로 나눌 수 있는데, 하나는 일반적으로 습식이라고 하는 고압 어큐뮬레이터가 있는 유형입니다.다른 하나는 모터가 마스터 실린더의 피스톤을 직접 누르는 것으로 일반적으로 건식이라고합니다.하이브리드 신에너지차는 기본적으로 전자이고 후자의 대표적인 것이 보쉬 아이부스터다.
실제로 ESP의 향상된 버전인 고전압 어큐뮬레이터가 있는 EHB를 먼저 살펴보겠습니다.ESP는 일종의 EHB로 간주될 수 있으며 ESP는 능동적으로 제동할 수 있습니다.
왼쪽 그림은 ESP 휠의 개략도입니다.
a--제어 밸브 N225
b-동적 제어 고압 밸브 N227
c--오일 입구 밸브
d--오일 출구 밸브
전자--브레이크 실린더
f-리턴 펌프
g--액티브 서보
h--저압 어큐뮬레이터
부스팅 단계에서 모터와 어큐뮬레이터는 리턴 펌프가 브레이크 액을 흡입하도록 예압을 형성합니다.N225가 닫히고 N227이 열리며 휠이 필요한 제동 강도로 제동될 때까지 오일 흡입 밸브가 열려 있습니다.
EHB의 구성은 저압 어큐뮬레이터를 고압 어큐뮬레이터로 대체한 것을 제외하면 ESP와 기본적으로 동일하다.고압 어큐뮬레이터는 압력을 한 번 생성하고 여러 번 사용할 수 있는 반면 ESP의 저압 어큐뮬레이터는 압력을 한 번 생성하고 한 번만 사용할 수 있습니다.ESP의 가장 핵심적인 부품이자 플런저 펌프의 가장 정밀한 부품은 사용할 때마다 고온과 고압을 견뎌야 하며, 지속적이고 빈번한 사용은 수명을 단축시킵니다.그런 다음 저압 어큐뮬레이터의 제한된 압력이 있습니다.일반적으로 최대 제동력은 약 0.5g입니다.표준 제동력은 0.8g 이상이며 0.5g은 충분하지 않습니다.설계 초기에는 ESP 제어 제동 시스템이 1년에 10회를 넘지 않는 몇 가지 긴급 상황에서만 사용되었습니다.따라서 ESP는 기존 제동 시스템으로 사용할 수 없으며 보조 또는 비상 상황에서만 가끔 사용할 수 있습니다.
위의 사진은 토요타 EBC의 고압 어큐뮬레이터로 가스 스프링과 다소 비슷합니다.고압 어큐뮬레이터의 제조 공정은 어려운 점입니다.Bosch는 처음에 에너지 저장 볼을 사용했습니다.실습을 통해 질소 기반 고압 어큐뮬레이터가 가장 적합하다는 것이 입증되었습니다.
토요타는 1997년 말 출시된 1세대 프리우스(파라미터|그림)로 양산차에 EHB 시스템을 최초로 적용했고 토요타는 이를 EBC라고 명명했다.제동 에너지 회수 측면에서 EHB는 페달에서 분리되어 직렬 시스템이 될 수 있기 때문에 기존 EVP에 비해 크게 개선되었습니다.모터는 먼저 에너지 회수에 사용할 수 있으며 마지막 단계에서 제동이 추가됩니다.
2000년 말에 Bosch는 Mercedes-Benz SL500에 사용된 자체 EHB도 생산했습니다.메르세데스-벤츠는 이를 SBC라고 명명했다.Mercedes-Benz의 EHB 시스템은 원래 보조 시스템으로 연료 차량에 사용되었습니다.시스템이 너무 복잡하고 파이프가 너무 많았고 메르세데스-벤츠는 E-Class(파라미터|그림), SL-클래스(파라미터|그림) 및 CLS-클래스(파라미터|사진) 세단을 리콜했는데 유지비가 매우 높으며 SBC를 교체하는 데 20,000위안 이상이 소요됩니다.Mercedes-Benz는 2008년 이후 SBC 사용을 중단했습니다. Bosch는 이 시스템을 계속 최적화하고 질소 고압 어큐뮬레이터로 전환했습니다.2008년에는 유럽의 하이브리드 차량과 중국의 BYD에 널리 사용되는 HAS-HEV를 출시했다.
이후 TRW는 SCB라는 이름의 EHB 시스템도 출시했습니다.오늘날 대부분의 포드 하이브리드는 SCB입니다.
EHB 시스템은 너무 복잡하고 고전압 축전지는 진동을 두려워하고 신뢰성이 높지 않으며 부피도 크고 비용도 높고 서비스 수명도 의문시되며 유지 보수 비용이 엄청납니다.2010년 히타치는 현재 가장 진보된 EHB인 E-ACT라는 세계 최초의 건식 EHB를 출시했습니다.병.E-ACT의 R&D 주기는 5년 가까이의 신뢰성 테스트를 거친 후 무려 7년입니다.보쉬는 2013년이 되어서야 1세대 아이부스터를, 2016년에는 2세대 아이부스터를 출시했다. EHB.
위의 그림은 E-ACT의 구조를 보여줍니다.
건식 EHB는 모터로 푸시로드를 직접 구동한 다음 마스터 실린더의 피스톤을 밀어냅니다.모터의 회전력은 롤러 스크류(E-ACT)를 통해 선형 운동력으로 변환됩니다.동시에 볼스크류는 모터의 속도를 감소시키는 감속기이기도 합니다. 증가된 토크는 마스터 실린더 피스톤을 밀어냅니다.원리는 매우 간단합니다.이전 사람들이 이 방법을 사용하지 않은 이유는 자동차 제동 시스템이 매우 높은 신뢰성 요구 사항을 가지고 있고 충분한 성능 중복성을 확보해야 하기 때문입니다.어려움은 모터에 있는데 모터의 크기가 작고 고속(분당 10,000회전 이상), 큰 토크 및 우수한 방열이 필요합니다.감속기도 어렵고 높은 가공 정확도가 필요합니다.동시에 마스터 실린더 유압 시스템으로 시스템 최적화가 필요합니다.따라서 건조한 EHB는 상대적으로 늦게 나타났습니다.
위의 그림은 1세대 iBooster의 내부 구조를 보여줍니다.
직선 운동 토크를 증가시키기 위해 2단 감속에 웜기어를 사용합니다.Tesla는 1세대 iBooster를 전면적으로 사용하고 있으며, Volkswagen의 모든 신에너지 차량과 Porsche 918은 1세대 iBooster를 사용하고 있으며, GM의 Cadillac CT6와 Chevrolet의 Bolt EV도 1세대 iBooster를 사용하고 있습니다.이 설계는 회생 제동 에너지의 95%를 전기로 변환하여 신에너지 차량의 주행 범위를 크게 향상시킨다고 합니다.응답 시간도 고압 어큐뮬레이터가 있는 습식 EHB 시스템보다 75% 더 짧습니다.
위의 오른쪽 사진은 위의 왼쪽 사진과 동일한 Part# EHB-HBS001 전기 유압식 브레이크 부스터입니다.왼쪽 조립은 2세대 아이부스터로 1단 볼스크류에 2단 웜기어를 사용하여 감속을 하여 부피를 크게 줄이고 제어 정확도를 높였습니다.4개의 시리즈 제품이 있으며 부스터 크기는 4.5kN에서 8kN까지 다양하며 8kN은 9인승 소형 승용차에 사용할 수 있습니다.
IBC는 2018년 GM 픽업 시리즈인 GM K2XX 플랫폼에서 출시될 예정이다.이것은 연료 차량입니다.물론 전기차도 가능하다.
유압 시스템의 설계 및 제어는 복잡하고 오랜 경험의 축적과 우수한 가공 능력이 필요하며 중국의 이 분야에는 항상 공백이 있었습니다.수년에 걸쳐 자신의 산업 기반 건설을 무시하고 차용 원칙을 완전히 채택했습니다.제동 시스템은 매우 높은 신뢰성 요구 사항을 가지고 있기 때문에 신흥 회사는 OEM에서 전혀 인식할 수 없습니다.따라서 자동차의 유압 브레이크 시스템의 유압 부분의 설계 및 제작은 완전히 합작회사나 외국 업체에서 독점하고 있으며, EHB 시스템의 설계 및 생산을 위해서는 도킹 및 전체 설계를 전체 EHB 시스템으로 연결되는 유압 부품.외국 기업의 완전한 독점.
EHB 외에도 이론상 거의 완벽에 가까운 첨단 제동 시스템인 EMB가 있다.모든 유압 시스템을 포기하고 비용이 저렴합니다.전자 시스템의 응답 시간은 iBooster보다 훨씬 빠른 90밀리초에 불과합니다.그러나 많은 단점이 있습니다.단점 1. 매우 높은 신뢰성을 요구하는 백업 시스템이 없습니다.특히 전력계통은 절대적으로 안정적이어야 하고 버스통신시스템의 내결함성이 뒤따른다.시스템의 각 노드의 직렬 통신에는 내결함성이 있어야 합니다.동시에 시스템은 안정성을 보장하기 위해 최소 2개의 CPU가 필요합니다.단점 2. 제동력 부족.EMB 시스템은 허브에 있어야 합니다.허브의 크기가 모터의 크기를 결정하므로 모터의 힘이 너무 클 수 없다고 판단하는 반면, 일반 자동차는 현재 소형 모터로는 불가능한 1~2KW의 제동력이 필요하다.높이에 도달하려면 입력 전압을 크게 높여야 하며, 그마저도 매우 어렵습니다.단점 3. 작업 환경 온도가 높고 브레이크 패드 근처의 온도가 수백도에 달하며 모터의 크기에 따라 영구 자석 모터 만 사용할 수 있으며 고온에서 영구 자석이 감자됩니다. .동시에 EMB의 일부 반도체 부품은 브레이크 패드 근처에서 작동해야 합니다.어떤 반도체 부품도 이러한 고온을 견딜 수 없으며 부피 제한으로 인해 냉각 시스템을 추가할 수 없습니다.단점 4. 샤시에 해당하는 시스템 개발이 필요하고, 설계 모듈화가 어려워 개발 비용이 매우 많이 든다.
EMB의 제동력 부족 문제는 영구 자석의 자성이 강할수록 큐리 온도점이 낮아 EMB가 물리적 한계를 돌파할 수 없기 때문에 해결되지 않을 수 있습니다.그러나 제동력에 대한 요구 사항이 감소하더라도 EMB는 여전히 실용적일 수 있습니다.현재 전자식 주차 시스템 EPB는 EMB 제동입니다.그런 다음 Audi R8 E-TRON과 같이 높은 제동력이 필요하지 않은 뒷바퀴에 EMB가 장착되어 있습니다.
Audi R8 E-TRON의 앞바퀴는 여전히 전통적인 유압 설계이고 뒷바퀴는 EMB입니다.
위의 그림은 R8 E-TRON의 EMB 시스템을 보여줍니다.
우리는 모터의 직경이 새끼손가락 정도의 크기일 수 있음을 알 수 있습니다.NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex 및 Wabco와 같은 모든 브레이크 시스템 제조업체는 EMB에 열심히 노력하고 있습니다.물론 Bosch, Continental 및 ZF TRW도 유휴 상태가 아닙니다.그러나 EMB는 유압 브레이크 시스템을 대체할 수 없습니다.
게시 시간: 2022년 5월 16일