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電動(dòng)汽車(chē)混合制動(dòng)系統與傳統汽車(chē)的對比論文
摘要:隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展勢頭如日中天。本文從制動(dòng)系統的構造原理入手，對比分析了傳統燃油汽車(chē)以及電動(dòng)汽車(chē)的異同。由于電動(dòng)汽車(chē)采用了混合制動(dòng)模式，能把制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的多余的動(dòng)能回收再利用，因此比傳統燃油汽車(chē)更環(huán)保，更節能。
關(guān)鍵詞:電動(dòng)汽車(chē);制動(dòng)系統;混合制動(dòng)
自1831年法拉第研制出世界上第一部電動(dòng)汽車(chē)以來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)歷了近二百年的輝煌與沒(méi)落。電動(dòng)汽車(chē)與傳統汽車(chē)相比的最大一個(gè)特點(diǎn)就是其使用清潔能源，大大減少了汽車(chē)對汽油這一不可再生資源的依賴(lài)，降低了消費者的使用成本，而且環(huán)保。與傳統汽車(chē)底盤(pán)結構相比，在制動(dòng)系統上，純電動(dòng)系統采用了混合制動(dòng)的模式，有別于傳統汽車(chē)廣泛采用的液壓制動(dòng)系統，現對比分析如下。
一、傳統燃油汽車(chē)制動(dòng)系統結構簡(jiǎn)析
現代轎車(chē)液壓制動(dòng)系統以制動(dòng)液為媒介，把駕駛員腳步的控制力施加給主液壓缸，把機械能轉化成液壓能，再通過(guò)加裝在各個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)器上的輪缸把液壓能轉換成機械能，促使制動(dòng)器開(kāi)始工作，實(shí)現汽車(chē)的制動(dòng)。在液壓制動(dòng)系統中，通常把制動(dòng)踏板機構和主缸裝在車(chē)架上，再用橡膠制動(dòng)軟管及金屬管連接主缸和輪缸。同時(shí)各種液壓機構之間還有管接頭。踩下制動(dòng)踏板后，主缸里的制動(dòng)液在壓力的作用下經(jīng)過(guò)油管被壓入前、后制動(dòng)輪缸，浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器的剎車(chē)片在制動(dòng)液壓力的作用下壓靠在制動(dòng)盤(pán)上，在摩擦的作用下生成制動(dòng)力。傳統的汽油發(fā)動(dòng)機，在發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣歧管處，能產(chǎn)生較大的真空助力。汽車(chē)在制動(dòng)時(shí)，需要助力幫助有效制動(dòng)。也有一些汽車(chē)不使用自帶的真空助力，而是通過(guò)使用一個(gè)單獨的真空泵來(lái)產(chǎn)生制動(dòng)助力。
二、純電動(dòng)汽車(chē)混合制動(dòng)系統結構分析
(一)純電動(dòng)汽車(chē)混合制動(dòng)系統結構原理分析
純電動(dòng)汽車(chē)的制定系統里，既有傳統汽車(chē)的摩擦制動(dòng)，也有能量再生制動(dòng)，因此采用的是一種混合制動(dòng)的模式。能量再生制動(dòng):能量再生制動(dòng)指的是在汽車(chē)剎車(chē)或下坡進(jìn)行減速制動(dòng)時(shí)，將車(chē)輛富裕的部分動(dòng)能轉化為電能儲存在超高速飛輪、超級電容及蓄電池等儲能裝置中，而所存儲的電能會(huì )再次釋放出來(lái)驅動(dòng)電機旋轉，以增加電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程的功能。目前市面上幾乎所有的電動(dòng)汽車(chē)都安裝了再生制動(dòng)系統，從而實(shí)現節約制動(dòng)能量，回收部分制動(dòng)能量的作用。再生制動(dòng)系統通常在駕駛員對電動(dòng)汽車(chē)剎車(chē)的時(shí)候啟動(dòng)。一旦駕駛員采取制動(dòng)，便會(huì )產(chǎn)生一個(gè)保持在最大負荷狀態(tài)下的力矩，這一驅動(dòng)力矩將與電機轉速成反比。與此同時(shí)，若電動(dòng)汽車(chē)高速巡航，驅動(dòng)電機需要保持恒定功率，因此，恒功率越高，再生制動(dòng)能力就越差。實(shí)驗數據表明，電動(dòng)汽車(chē)混合制動(dòng)中，傳統制動(dòng)與液壓制動(dòng)的比例如下圖所示。
(二)再生制動(dòng)分析
傳統的燃油汽車(chē)制動(dòng)減速度的供給響應很迅速，這一點(diǎn)上再生制動(dòng)系統很難做到。所以，在電動(dòng)汽車(chē)中，再生制動(dòng)和液壓制動(dòng)系統通常共同存在，稱(chēng)為混合制動(dòng)。為了盡可能的多回收能量，在設計電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，往往設計成優(yōu)先使用再生制動(dòng)，若再生制動(dòng)無(wú)法滿(mǎn)足制動(dòng)需求，就自動(dòng)啟動(dòng)液壓制動(dòng)系統進(jìn)行混合制動(dòng)。在設計時(shí)，往往可以利用ABS系統擴展的ESP來(lái)提高電動(dòng)泵的油壓，把再生制動(dòng)軟件寫(xiě)入ABS模塊，以驅動(dòng)油泵，進(jìn)一步控制摩擦及制動(dòng)助力的真空源。電動(dòng)汽車(chē)的液壓制動(dòng)力矩也是電控的，制動(dòng)輪缸收到液壓能后，還要有可以防止制動(dòng)突然失效的機構。電動(dòng)汽車(chē)的制動(dòng)系統也和傳統燃油汽車(chē)一樣，要求使用雙管路來(lái)制動(dòng)，以保證一條管路失效時(shí)，另一條管路依然可以提供足夠的制動(dòng)力。
(三)帶有真空助力器的電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)系統
傳統的燃油汽車(chē)在駕駛員踩動(dòng)制動(dòng)踏板時(shí)，發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣歧管可以實(shí)現真空助力。而電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有發(fā)動(dòng)機，也就無(wú)法提供這一助力。此時(shí)就需要電控真空泵來(lái)實(shí)現這一功能，解決這個(gè)問(wèn)題。電動(dòng)真空泵采用車(chē)載電源來(lái)提供動(dòng)力，推進(jìn)泵體上的電機進(jìn)行活塞運動(dòng)來(lái)產(chǎn)生真空，提供助力。電動(dòng)汽車(chē)的真空助力泵往往由踏板推動(dòng)推桿來(lái)操縱。當抬起踏板的時(shí)候，后室的氣體進(jìn)入前室，消耗了真空，使真空度減小，降低助力效果，所以電動(dòng)汽車(chē)還必須有一個(gè)類(lèi)似于發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣歧管作用的抽氣機。
三、純電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)系統與傳統汽車(chē)對比分析
純電動(dòng)汽車(chē)的制動(dòng)系統同傳統燃油車(chē)一樣，也是為了汽車(chē)減速停車(chē)專(zhuān)門(mén)設置的。傳統的燃油汽車(chē)制動(dòng)系統在制動(dòng)時(shí)將汽車(chē)的慣性能量通過(guò)制動(dòng)器的摩擦轉換成熱能散發(fā)到周?chē)沫h(huán)境中去。電動(dòng)汽車(chē)在制動(dòng)的同時(shí)，還可以將慣性能量通過(guò)傳遞系統傳遞給電機，電機以發(fā)電方式工作，為動(dòng)力電池充電，可以實(shí)現能量的再生利用。于此同時(shí)，產(chǎn)生的電機制動(dòng)力矩又可以通過(guò)傳動(dòng)系統對驅動(dòng)輪施加制動(dòng)，實(shí)現減速停車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)電機是可逆的。電動(dòng)汽車(chē)可以在制動(dòng)時(shí)采取回饋制動(dòng)的辦法，使電機運行發(fā)電狀態(tài)，通過(guò)設計好的電力裝置回收制動(dòng)產(chǎn)生的回饋電流并進(jìn)行存儲，從而提高電動(dòng)汽車(chē)的續航里程。此外，電動(dòng)汽車(chē)則沒(méi)有可以產(chǎn)生真空壓力的發(fā)動(dòng)機，因此需要加裝真空助力器來(lái)產(chǎn)生助力。
四、小結
綜上所述，電動(dòng)汽車(chē)的制動(dòng)系統在結構上比傳統汽車(chē)的制動(dòng)系統更復雜，由于采用了混合制度模式，可以有效的回收制動(dòng)過(guò)程中車(chē)輛多余的動(dòng)能，因此更節能環(huán)保，也有較高的制動(dòng)效能。
參考文獻:
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