新能源汽车技术9—转向、制动系统

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    一、新能源汽车转向系统

现代汽车上配置的助力转向系统大致可以分为三类:

第一类:机械式液压助力转向系统。

第二类:电子液压助力转向系统。

第三类:电动助力转向系统(EPS)。

部分新能源汽车上采用电子液压助力转向系统,系统工作不受发动机有无或是否启动等因素的影响。

电子液压助力转向系统是在机械式液压助力转向系统的基础上增设电动转向泵和电子控制装置,取代发动机驱动的液力转向泵。

在高速行驶时,电子液压助力转向系统通过减小转向角度与行驶速度相关的转向助力,达到最大的节能效应。

电子液压助力转向系统在保持传统的机械式液压助力转向系统的优良性能的同时,这套系统还具备以下优点:

①更舒适:车辆在规定速度范围内行驶时,方向盘转动十分轻松。

②节约燃料:能量的输入量、消耗量,与发动机的工作状态无关。

新能源汽车技术9-转向、制动系统

电动助力转向系统(EPS)也普遍安装在新能源汽车中。电动助力转向系统(EPS)是一种直接依靠电动机提供辅助扭矩的动力转向系统,控制系统框图如下图所示。

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根据电动机布置位置不同,EPS可分为转向柱助力式、齿轮助力式和齿条助力方式三种:

①转向柱助力式:助力电动机固定在转向柱一侧,通过减速机构与转向轴相连,直接驱动转向轴助力转向。

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②齿轮助力式:助力电动机和减速机构与小齿轮相连,直接驱动齿轮助力转向。北汽EV200电动汽车采用这种方式。

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③齿条助力式:助力电动机和减速机构则直接驱动齿条提供助力。

不同类型的EPS基本原理是相同的:扭矩传感器与转向轴(小齿轮轴)连接一起,当转向轴转动时,扭矩传感器开始工作,把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动位移变成电信号传给ECU,ECU根据车速传感器和扭矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小,从而完成实时控制助力转向。因此它可以很容易地实现在车速不同时提供电动机不同的助力效果,保证汽车在低速行驶时轻便灵活,高速行驶时稳定可靠。

电动助力转向系统主要由动力转向控制模块、动力转向电动机、扭矩传感器、动力转向减速机构和动力转向机总成等组成。

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    二、新能源汽车制动系统

1.概述

新能源汽车制动系统和传统燃油汽车区别不大。最主要的区别是提供真空助力的形式不同。传统燃油汽车真空助力装置的真空源来自于发动机进气歧管。而新能源汽车没有发动机或发动机不是在任何工况都在工作,即没有了提供真空源的源泉,于是新能源汽车便单独设计了一个电动真空泵为真空助力器提供真空源。新能源汽车的这种真空助力方式称之为电动真空助力系统。

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2.真空泵和真空罐工作原理

真空泵主要作用是将真空罐内的空气抽出,是使真空罐获得真空状态。

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电动真空助力系统的工作过程为:当驾驶员发动汽车时,12V电源接通,电子控制系统模块开始自检,如果真空罐内的真空度小于设定值,真空压力传感器输出相应电压值至控制器,此时控制器控制电动真空泵开始工作,当真空度达到设定值后,真空压力传感器输出相应电压值至控制器,此时控制器控制真空泵停止工作,当真空罐内的真空度因制动消耗,真空度小于设定值时,电动真空泵再次开始工作,如此循环。

3.丰田THS-Ⅱ再生制动系统

丰田THS-Ⅱ电子制动系统具有能源再生功能,可将制动的动能转换为电能存储在高压电池中。丰田THS-Ⅱ电子制动系统取消了真空助力器,系统由制动输入、电源和液压控制部分组成。

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丰田THS-Ⅱ电子制动系统组成图

再生制动由作为发电机的(MG2)产生的对旋转的阻力构成。由发电产生的阻力与MG2转子的旋转方向相反,迫使其减速,产生的电流强度(蓄电池充电电流强度)越大,阻力就会越大。

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再生制动能量回收系统受制动力大小的影响

前驱动桥和后驱动桥由驱动相应轴的MG2电动连接,驱动轮的旋转运动驱动MG2,使其作为发电机运转。因此,由发电产生的MG2的制动力传输至驱动轮。

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