新能源汽車(chē)技術(shù)9--轉(zhuǎn)向、制動(dòng)系統(tǒng)

一、新能源汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

現(xiàn)代汽車(chē)上配置的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)大致可以分為三類(lèi)：

第一類(lèi)：機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

第二類(lèi)：電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

第三類(lèi)：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）。

部分新能源汽車(chē)上采用電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，系統(tǒng)工作不受發(fā)動(dòng)機(jī)有無(wú)或是否啟動(dòng)等因素的影響。

電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)電動(dòng)轉(zhuǎn)向泵和電子控制裝置，取代發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液力轉(zhuǎn)向泵。

在高速行駛時(shí)，電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過(guò)減小轉(zhuǎn)向角度與行駛速度相關(guān)的轉(zhuǎn)向助力，達(dá)到最大的節(jié)能效應(yīng)。

電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在保持傳統(tǒng)的機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)良性能的同時(shí)，這套系統(tǒng)還具備以下優(yōu)點(diǎn)：

①更舒適：車(chē)輛在規(guī)定速度范圍內(nèi)行駛時(shí)，方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)十分輕松。

②節(jié)約燃料：能量的輸入量、消耗量，與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)無(wú)關(guān)。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）也普遍安裝在新能源汽車(chē)中。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）是一種直接依靠電動(dòng)機(jī)提供輔助扭矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，控制系統(tǒng)框圖如下圖所示。

根據(jù)電動(dòng)機(jī)布置位置不同，EPS可分為轉(zhuǎn)向柱助力式、齒輪助力式和齒條助力方式三種：

①轉(zhuǎn)向柱助力式：助力電動(dòng)機(jī)固定在轉(zhuǎn)向柱一側(cè)，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸相連，直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸助力轉(zhuǎn)向。

②齒輪助力式：助力電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)與小齒輪相連，直接驅(qū)動(dòng)齒輪助力轉(zhuǎn)向。北汽EV200電動(dòng)汽車(chē)采用這種方式。

③齒條助力式：助力電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)則直接驅(qū)動(dòng)齒條提供助力。

不同類(lèi)型的EPS基本原理是相同的：扭矩傳感器與轉(zhuǎn)向軸（小齒輪軸）連接一起，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，扭矩傳感器開(kāi)始工作，把輸入軸和輸出軸在扭桿作用下產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位移變成電信號(hào)傳給ECU，ECU根據(jù)車(chē)速傳感器和扭矩傳感器的信號(hào)決定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和助力電流的大小，從而完成實(shí)時(shí)控制助力轉(zhuǎn)向。因此它可以很容易地實(shí)現(xiàn)在車(chē)速不同時(shí)提供電動(dòng)機(jī)不同的助力效果，保證汽車(chē)在低速行駛時(shí)輕便靈活，高速行駛時(shí)穩(wěn)定可靠。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制模塊、動(dòng)力轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)、扭矩傳感器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向減速機(jī)構(gòu)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)總成等組成。

二、新能源汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)

1.概述

新能源汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)和傳統(tǒng)燃油汽車(chē)區(qū)別不大。最主要的區(qū)別是提供真空助力的形式不同。傳統(tǒng)燃油汽車(chē)真空助力裝置的真空源來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管。而新能源汽車(chē)沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)不是在任何工況都在工作，即沒(méi)有了提供真空源的源泉，于是新能源汽車(chē)便單獨(dú)設(shè)計(jì)了一個(gè)電動(dòng)真空泵為真空助力器提供真空源。新能源汽車(chē)的這種真空助力方式稱(chēng)之為電動(dòng)真空助力系統(tǒng)。

2.真空泵和真空罐工作原理

真空泵主要作用是將真空罐內(nèi)的空氣抽出，是使真空罐獲得真空狀態(tài)。

電動(dòng)真空助力系統(tǒng)的工作過(guò)程為：當(dāng)駕駛員發(fā)動(dòng)汽車(chē)時(shí)，12V電源接通，電子控制系統(tǒng)模塊開(kāi)始自檢，如果真空罐內(nèi)的真空度小于設(shè)定值，真空壓力傳感器輸出相應(yīng)電壓值至控制器，此時(shí)控制器控制電動(dòng)真空泵開(kāi)始工作，當(dāng)真空度達(dá)到設(shè)定值后，真空壓力傳感器輸出相應(yīng)電壓值至控制器，此時(shí)控制器控制真空泵停止工作，當(dāng)真空罐內(nèi)的真空度因制動(dòng)消耗，真空度小于設(shè)定值時(shí)，電動(dòng)真空泵再次開(kāi)始工作，如此循環(huán)。

3.豐田THS-Ⅱ再生制動(dòng)系統(tǒng)

豐田THS-Ⅱ電子制動(dòng)系統(tǒng)具有能源再生功能，可將制動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能存儲(chǔ)在高壓電池中。豐田THS-Ⅱ電子制動(dòng)系統(tǒng)取消了真空助力器，系統(tǒng)由制動(dòng)輸入、電源和液壓控制部分組成。

再生制動(dòng)由作為發(fā)電機(jī)的（MG2）產(chǎn)生的對(duì)旋轉(zhuǎn)的阻力構(gòu)成。由發(fā)電產(chǎn)生的阻力與MG2轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，迫使其減速，產(chǎn)生的電流強(qiáng)度（蓄電池充電電流強(qiáng)度）越大，阻力就會(huì)越大。

再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)受制動(dòng)力大小的影響

前驅(qū)動(dòng)橋和后驅(qū)動(dòng)橋由驅(qū)動(dòng)相應(yīng)軸的MG2電動(dòng)連接，驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)MG2，使其作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，由發(fā)電產(chǎn)生的MG2的制動(dòng)力傳輸至驅(qū)動(dòng)輪。

審核編輯 黃昊宇