Prošli put smo raspravljali o električnim vakuum pumpama (ukratko EVP).Kao što vidimo, prednosti EVP-a su mnoge.EVP-i također imaju mnoge nedostatke, uključujući buku.U području platoa, zbog niskog pritiska vazduha, EVP ne može da obezbedi isti visok stepen vakuuma kao u ravničarskom području, a pomoć vakuumskog pojačivača je loša, a sila pedale će postati veća.Postoje dva najfatalnija nedostatka.Jedan je životni vek.Neki jeftini EVP-i imaju životni vijek manji od 1000 sati.Drugi je gubitak energije.Svi znamo da kada se električno vozilo kreće ili koči, sila trenja može pokrenuti motor da se okreće kako bi generirao struju.Ove struje mogu napuniti bateriju i pohraniti ovu energiju.Ovo je povrat energije kočenja.Ne podcjenjujte ovu energiju.U NEDC ciklusu kompaktnog automobila, ako se energija kočenja može u potpunosti povratiti, može se uštedjeti oko 17%.U tipičnim urbanim uslovima, odnos energije koju troši kočenje vozila i ukupne energije vožnje može dostići 50%.Može se vidjeti da ako se stopa povrata energije kočenja može poboljšati, domet krstarenja se može znatno proširiti i ekonomičnost vozila može biti poboljšana.EVP je povezan paralelno sa kočionim sistemom, što znači da je sila regenerativnog kočenja motora direktno nadređena originalnoj kočionoj sili trenja, a originalna sila kočenja trenja nije podešena.Stopa povrata energije je niska, samo oko 5% od Bosch iBoostera spomenutog kasnije.Osim toga, udobnost kočenja je loša, a spajanje i uključivanje regenerativnog kočenja motora i kočenja trenjem će proizvesti udarce.
Gornja slika prikazuje SCB šemu
Uprkos tome, EVP je i dalje u širokoj upotrebi, jer je prodaja električnih vozila niska, a sposobnost domaćeg dizajna šasije je takođe veoma loša.Većina njih su kopirane šasije.Gotovo je nemoguće dizajnirati šasiju za električna vozila.
Ako se EVP ne koristi, potreban je EHB (elektronski hidraulični pojačivač kočnice).EHB se može podijeliti na dva tipa, jedan je sa akumulatorom visokog pritiska, koji se obično naziva mokri tip.Drugi je da motor direktno gura klip glavnog cilindra, koji se obično naziva suhi tip.Hibridna vozila nove energije su u osnovi prva, a tipičan predstavnik potonjeg je Bosch iBooster.
Pogledajmo prvo EHB sa visokonaponskim akumulatorom, koji je zapravo poboljšana verzija ESP-a.ESP se takođe može smatrati nekom vrstom EHB, ESP može aktivno kočiti.
Lijeva slika je šematski dijagram kotača ESP-a:
a--kontrolni ventil N225
b--dinamički kontrolni ventil visokog pritiska N227
c--ulazni ventil
d--ventil za izlaz ulja
e--kočioni cilindar
f--povratna pumpa
g -- aktivni servo
h--akumulator niskog pritiska
U fazi pojačanja, motor i akumulator stvaraju predpritisak tako da povratna pumpa usisava kočionu tečnost.N225 je zatvoren, N227 je otvoren, a ventil za dovod ulja ostaje otvoren dok se kotač ne zakoči do potrebne snage kočenja.
Sastav EHB je u osnovi isti kao i ESP, osim što je akumulator niskog pritiska zamenjen akumulatorom visokog pritiska.Akumulator visokog pritiska može izgraditi pritisak jednom i koristiti ga više puta, dok akumulator niskog pritiska ESP može izgraditi pritisak jednom i može se koristiti samo jednom.Svaki put kada se koristi, najosnovnija komponenta ESP-a i najpreciznija komponenta klipne pumpe moraju izdržati visoku temperaturu i visok pritisak, a kontinuirana i česta upotreba će smanjiti njen vijek trajanja.Zatim postoji ograničeni pritisak akumulatora niskog pritiska.Općenito, maksimalna sila kočenja je oko 0,5 g.Standardna sila kočenja je iznad 0,8 g, a 0,5 g je daleko od dovoljnog.Na početku dizajna, ESP-kontrolirani kočioni sistem se koristio samo u nekoliko hitnih situacija, ne više od 10 puta godišnje.Stoga se ESP ne može koristiti kao konvencionalni kočioni sistem i može se koristiti samo povremeno u pomoćnim ili hitnim situacijama.
Na gornjoj slici prikazan je akumulator visokog pritiska Toyote EBC, koji je donekle sličan gasnoj oprugi.Proces proizvodnje akumulatora visokog pritiska je teška tačka.Bosch je u početku koristio kugle za skladištenje energije.Praksa je pokazala da su akumulatori visokog pritiska na bazi azota najpogodniji.
Toyota je bila prva koja je primenila EHB sistem na masovno proizvedeni automobil, koji je bio prva generacija Priusa (parametri | slika) lansiran krajem 1997. godine, a Toyota ga je nazvala EBC.U pogledu povrata energije kočenja, EHB je znatno poboljšan u odnosu na tradicionalni EVP, jer je odvojen od pedale i može biti serijski sistem.Motor se prvo može koristiti za povrat energije, a kočenje se dodaje u završnoj fazi.
Krajem 2000. Bosch je proizveo i vlastiti EHB, koji je korišten na Mercedes-Benzu SL500.Mercedes-Benz ga je nazvao SBC.Mercedes-Benzov EHB sistem se prvobitno koristio u vozilima na gorivo, samo kao pomoćni sistem.Sistem je bio previše komplikovan i imao je previše cijevi, a Mercedes-Benz je povukao sedan E-klase (parametri | slike), SL-klase (parametri | slike) i CLS-klase (parametri | Fotografija), troškovi održavanja su veoma visoki visoka, i potrebno je više od 20.000 juana za zamjenu SBC-a.Mercedes-Benz je prestao da koristi SBC nakon 2008. Bosch je nastavio da optimizuje ovaj sistem i prešao na azotne akumulatore visokog pritiska.Godine 2008. lansirao je HAS-HEV, koji se široko koristi u hibridnim vozilima u Evropi i BYD u Kini.
Nakon toga, TRW je lansirao i EHB sistem, koji je TRW nazvao SCB.Većina Fordovih hibrida danas su SCB.
EHB sistem je previše komplikovan, visokonaponski akumulator se boji vibracija, pouzdanost nije velika, zapremina je takođe velika, cena je takođe visoka, životni vek je takođe upitan, a troškovi održavanja su ogromni.Hitachi je 2010. godine lansirao prvi suvi EHB na svijetu, odnosno E-ACT, koji je ujedno i najnapredniji EHB trenutno.bolesti.Ciklus istraživanja i razvoja E-ACT-a traje čak 7 godina, nakon skoro 5 godina testiranja pouzdanosti.Tek 2013. Bosch je lansirao prvu generaciju iBoostera, a drugu generaciju iBoostera 2016. Druga generacija iBoostera dostigla je kvalitet Hitachijevog E-ACT-a, a Japanci su bili ispred njemačke generacije na polju EHB.
Gornja slika prikazuje strukturu E-ACT-a
Suhi EHB direktno pokreće potisnu šipku pomoću motora, a zatim gura klip glavnog cilindra.Rotaciona sila motora se pretvara u silu linearnog kretanja kroz valjkasti vijak (E-ACT).U isto vrijeme, kuglični vijak je i reduktor, koji smanjuje brzinu motora na Povećan obrtni moment gura klip glavnog cilindra.Princip je vrlo jednostavan.Razlog zašto prethodni ljudi nisu koristili ovu metodu je taj što kočioni sistem automobila ima izuzetno visoke zahtjeve za pouzdanošću, a dovoljna redundantnost performansi mora biti rezervisana.Poteškoća leži u motoru, koji zahtijeva malu veličinu motora, veliku brzinu (preko 10.000 okretaja u minuti), veliki okretni moment i dobro odvođenje topline.Reduktor je također težak i zahtijeva visoku preciznost obrade.Istovremeno je potrebno uraditi optimizaciju sistema sa hidrauličnim sistemom glavnog cilindra.Stoga se suhi EHB pojavio relativno kasno.
Slika iznad prikazuje unutrašnju strukturu prve generacije iBoostera.
Pužni zupčanik se koristi za dvostepeno usporavanje kako bi se povećao moment linearnog kretanja.Tesla koristi prvu generaciju iBooster-a, kao i sva Volkswagenova nova energetska vozila i Porsche 918 koriste prvu generaciju iBooster-a, GM-ov Cadillac CT6 i Chevrolet-ov Bolt EV također koriste iBooster prve generacije.Za ovaj dizajn se kaže da pretvara 95% energije regenerativnog kočenja u električnu energiju, značajno poboljšavajući domet krstarenja novih energetskih vozila.Vreme odziva je takođe 75% kraće od mokrog EHB sistema sa akumulatorom visokog pritiska.
Desna slika iznad je naš dio # EHB-HBS001 Električni hidraulični pojačivač kočnica koji je isti kao na lijevoj slici iznad.Lijevi sklop je iBooster druge generacije, koji koristi pužni zupčanik drugog stupnja do kugličnog vijka prvog stupnja za usporavanje, uvelike smanjujući volumen i poboljšavajući točnost kontrole.Imaju četiri serije proizvoda i veličina pojačala se kreće od 4,5kN do 8kN, a 8kN se može koristiti na malom putničkom automobilu sa 9 sedišta.
IBC će biti lansiran na platformi GM K2XX 2018. godine, a to je GM serija pikapa.Imajte na umu da je ovo vozilo na gorivo.Naravno, mogu se koristiti i električna vozila.
Dizajn i kontrola hidrauličkog sistema su složeni, zahtevaju dugoročnu akumulaciju iskustva i odlične mašinske sposobnosti, a u Kini je oduvek bilo praznine u ovoj oblasti.Godinama je zanemarena izgradnja sopstvene industrijske baze, a princip zaduživanja je u potpunosti usvojen;budući da kočioni sistem ima izuzetno visoke zahtjeve u pogledu pouzdanosti, OEM proizvođači uopće ne mogu prepoznati nove kompanije.Stoga je projektovanje i izrada hidrauličkog dela hidrauličkog kočionog sistema automobila u potpunosti monopolizovana od strane zajedničkih preduzeća ili stranih kompanija, a za projektovanje i proizvodnju EHB sistema potrebno je izvršiti pristajanje i celokupno projektovanje sa hidraulični dio, koji vodi do cijelog EHB sistema.Potpuni monopol stranih kompanija.
Pored EHB-a, tu je i napredni kočioni sistem, EMB, koji je u teoriji gotovo savršen.Napušta sve hidraulične sisteme i ima nisku cijenu.Vrijeme odziva elektronskog sistema je samo 90 milisekundi, što je mnogo brže od iBoostera.Ali ima mnogo nedostataka.Nedostatak 1. Ne postoji rezervni sistem koji zahtijeva izuzetno visoku pouzdanost.Konkretno, sistem napajanja mora biti apsolutno stabilan, praćen tolerancijom grešaka bus komunikacionog sistema.Serijska komunikacija svakog čvora u sistemu mora imati toleranciju grešaka.Istovremeno, sistemu su potrebna najmanje dva CPU-a da bi se osigurala pouzdanost.Nedostatak 2. Nedovoljna sila kočenja.EMB sistem mora biti u čvorištu.Veličina glavčine određuje veličinu motora, što zauzvrat određuje da snaga motora ne može biti prevelika, dok obični automobili zahtijevaju 1-2KW snage kočenja, što je trenutno nemoguće za male motore.Da bi se dostigle visine, ulazni napon se mora jako povećati, a i tada je to vrlo teško.Nedostatak 3. Temperatura radnog okruženja je visoka, temperatura u blizini kočionih pločica je čak stotine stepeni, a veličina motora određuje da se može koristiti samo motor s permanentnim magnetom, a permanentni magnet će se demagnetizirati na visokim temperaturama .U isto vrijeme, neke poluvodičke komponente EMB-a moraju raditi u blizini kočionih pločica.Nijedna poluprovodnička komponenta ne može izdržati tako visoku temperaturu, a ograničenje zapremine onemogućava dodavanje sistema za hlađenje.Nedostatak 4. Potrebno je razviti odgovarajući sistem za šasiju, a teško je modularizirati dizajn, što rezultira izuzetno visokim troškovima razvoja.
Problem nedovoljne sile kočenja EMB-a možda neće biti rešen, jer što je jači magnetizam permanentnog magneta, to je niža Kirijeva temperaturna tačka, a EMB ne može da probije fizičku granicu.Međutim, ako su zahtjevi za silom kočenja smanjeni, EMB i dalje može biti praktičan.Trenutni elektronski sistem parkiranja EPB je EMB kočenje.Zatim je tu EMB ugrađen na zadnji točak koji ne zahteva veliku silu kočenja, kao što je Audi R8 E-TRON.
Prednji točak Audija R8 E-TRON je i dalje tradicionalnog hidrauličkog dizajna, a zadnji točak je EMB.
Slika iznad prikazuje EMB sistem R8 E-TRON.
Vidimo da prečnik motora može biti otprilike veličine malog prsta.Svi proizvođači kočionih sistema kao što su NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex i Wabco vredno rade na EMB.Naravno, ni Bosch, Continental i ZF TRW neće mirovati.Ali EMB možda nikada neće moći zamijeniti hidraulički kočioni sistem.
Vrijeme objave: 16.05.2022