汽車電控制動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)分析

　　電控制動(dòng)系統(tǒng)的研究已經(jīng)有近20年的時(shí)間，此系統(tǒng)具有制動(dòng)力矩大、反應(yīng)迅速以及具有更多輔助功能等特點(diǎn)，目前一些高檔轎車和采用混合動(dòng)力系統(tǒng)的車輛上已經(jīng)使用了此系統(tǒng)。相對(duì)于電控制動(dòng)系統(tǒng)，電-液混合制動(dòng)系統(tǒng)較早地得到了推廣。

　　電-液混合制動(dòng)系統(tǒng)

　　電-液混合制動(dòng)系統(tǒng)在制動(dòng)總泵和制動(dòng)鉗之間保留了液壓管路，這些管路作為電控制動(dòng)系統(tǒng)的備份，當(dāng)電控制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，備份系統(tǒng)能夠進(jìn)行傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)。從真正意義上來講，電-液混合制動(dòng)系統(tǒng)雖然提供了電控制動(dòng)系統(tǒng)的幾乎所有功能，但如果系統(tǒng)控制單元停止工作，整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)仍然能夠工作，因此這個(gè)系統(tǒng)稱為電-液輔助制動(dòng)系統(tǒng)更合適。在2002年，奔馳E級(jí)車上已經(jīng)使用了電-液混合制動(dòng)系統(tǒng)。

　　電控制動(dòng)系統(tǒng)

　　真正的電控制動(dòng)系統(tǒng)完全使用電能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，沒有額外的機(jī)械液壓式制動(dòng)系統(tǒng)作為后備制動(dòng)系統(tǒng)。

　　（1）電控制動(dòng)系統(tǒng)的組成（圖1）

圖1 電控制動(dòng)系統(tǒng)

　　①容錯(cuò)供電系統(tǒng)：工作標(biāo)準(zhǔn)電壓為14 V或42 V，該系統(tǒng)由智能能源分配模塊控制，監(jiān)測(cè)車輛電氣系統(tǒng)和蓄電池的工作狀況。在主電源失效的情況下，它將自動(dòng)切換到備用電源供電，以保證制動(dòng)的有效。

　　②制動(dòng)踏板模擬器：連接在制動(dòng)踏板后端，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的制動(dòng)總泵和真空助力器。踩下制動(dòng)踏板時(shí)，模擬器提供一個(gè)可調(diào)阻尼負(fù)載，可以使駕駛者擁有與液壓制動(dòng)系統(tǒng)相同的制動(dòng)感覺。

　　③雙通道數(shù)據(jù)通訊總線：總線基于高帶寬的CAN總線或FlexRay總線技術(shù)，提供可靠和高速的數(shù)據(jù)傳輸，以滿足各控制單元之間的數(shù)據(jù)交換需要。

　　④前、后電子機(jī)械制動(dòng)鉗：前制動(dòng)鉗通常采用固定卡鉗式雙浮動(dòng)制動(dòng)盤，后制動(dòng)鉗通常采用固定卡鉗式單固定盤。

　　⑤制動(dòng)系統(tǒng)控制單元：此控制單元有3種基本功能。

　　a.控制高等級(jí)執(zhí)行器的復(fù)雜制動(dòng)功能，例如控制ESP牽引力控制系統(tǒng)和ABS系統(tǒng)，并給駕駛者提供電子駐車制動(dòng)和坡路起步輔助等附加功能。

　　b.網(wǎng)關(guān)功能，它能作為CAN總線等其他類型總線的系統(tǒng)接口。

　　c.通過編碼實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的開啟或關(guān)閉。

　　（2）電控制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷程

　　①1994年，由德爾福開發(fā)的電子制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用在通用公司的EV1車上，這是全球第一例批量生產(chǎn)的電子制動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。這個(gè)系統(tǒng)是由電-液機(jī)構(gòu)控制前車輪，而由單純的電控來制動(dòng)后車輪，電子制動(dòng)鉗采用42 V的電壓輸入。

　　②2002年，第二代裝配尺寸非常小的鋁制制動(dòng)鉗出現(xiàn)，電子制動(dòng)鉗（圖2）采用內(nèi)電機(jī)滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，質(zhì)量大大減輕，性能得到了優(yōu)化。

圖2 電子制動(dòng)鉗

　　③從2004年起，第三代制動(dòng)器出現(xiàn)，它包括42 V和14 V兩種電源。當(dāng)時(shí)，要采用可控的電流產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力矩仍需42 V電壓，但是除了混合動(dòng)力車，42 V電壓的系統(tǒng)不被大多數(shù)整車制造商所接受。不久，最大扭矩制動(dòng)系統(tǒng)（MTB）出現(xiàn)，此系統(tǒng)使用雙制動(dòng)盤（圖3）代替了常見的單制動(dòng)盤，制動(dòng)鉗被固定而摩擦盤在夾緊力作用下在一個(gè)特殊的輪轂上滑動(dòng)。同樣的制動(dòng)力能產(chǎn)生比單碟制動(dòng)高兩倍的制動(dòng)力矩，也意味著要產(chǎn)生同樣的制動(dòng)力矩只需要單碟制動(dòng)時(shí)的一半電流，因此可以由14 V電壓的系統(tǒng)產(chǎn)生。

圖3 雙制動(dòng)盤（MTB）

　　④目前，電控制動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)入了第四代。整體系統(tǒng)基于一套柔性電氣架構(gòu)，適用于前輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)以及四輪驅(qū)動(dòng)的眾多車型。