ครั้งที่แล้วเราได้พูดถึงปั๊มสุญญากาศไฟฟ้า (เรียกสั้นๆ ว่า EVP)อย่างที่เราเห็น มีข้อดีหลายประการของ EVPEVPs ยังมีข้อเสียมากมายรวมถึงเสียงรบกวนในพื้นที่ที่ราบสูง เนื่องจากความกดอากาศต่ำ EVP จึงไม่สามารถให้ระดับสุญญากาศสูงเท่ากับในพื้นที่ราบได้ และตัวช่วยเสริมสุญญากาศก็ไม่ดี และแรงเหยียบจะมากขึ้นมีข้อบกพร่องร้ายแรงที่สุดสองประการหนึ่งคืออายุขัยEVP ราคาถูกบางตัวมีอายุการใช้งานน้อยกว่า 1,000 ชั่วโมงอีกประการหนึ่งคือการสูญเสียพลังงานเราทุกคนทราบดีว่าเมื่อรถยนต์ไฟฟ้าเคลื่อนที่หรือเบรก แรงเสียดทานสามารถขับเคลื่อนมอเตอร์ให้หมุนเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าได้กระแสเหล่านี้สามารถชาร์จแบตเตอรี่และเก็บพลังงานนี้ได้นี่คือการกู้คืนพลังงานจากการเบรกอย่าประมาทพลังงานนี้ในรอบ NEDC ของรถยนต์ขนาดเล็ก หากสามารถดึงพลังงานเบรกกลับคืนมาได้เต็มที่ จะช่วยประหยัดได้ประมาณ 17%ในสภาพเมืองโดยทั่วไป อัตราส่วนของพลังงานที่รถเบรกใช้ต่อพลังงานในการขับขี่ทั้งหมดสามารถสูงถึง 50%จะเห็นได้ว่าหากสามารถปรับปรุงอัตราการคืนพลังงานจากการเบรกได้ ระยะการแล่นก็จะสามารถขยายได้อย่างมาก และความประหยัดของรถก็จะดีขึ้นEVP เชื่อมต่อแบบขนานกับระบบเบรก ซึ่งหมายความว่าแรงเบรกแบบสร้างใหม่ของมอเตอร์จะทับโดยตรงกับแรงเบรกแบบแรงเสียดทานเดิม และแรงเบรกแบบแรงเสียดทานดั้งเดิมจะไม่ถูกปรับอัตราการกู้คืนพลังงานต่ำ เพียงประมาณ 5% ของ Bosch iBooster ที่กล่าวถึงในภายหลังนอกจากนี้ ความสะดวกสบายในการเบรกยังต่ำ และการประกบและการสลับของการเบรกแบบปฏิรูปมอเตอร์และการเบรกด้วยแรงเสียดทานจะทำให้เกิดแรงกระแทก
ภาพด้านบนแสดงแผนผัง SCB
ถึงกระนั้นก็ตาม EVP ก็ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าต่ำ และความสามารถในการออกแบบแชสซีในประเทศก็แย่มากเช่นกันส่วนใหญ่เป็นแชสซีส์ก็อปปี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะออกแบบแชสซีสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า
หากไม่ได้ใช้ EVP จำเป็นต้องใช้ EHB (หม้อลมเบรกไฮดรอลิกอิเล็กทรอนิกส์)EHB สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท ประเภทหนึ่งคือแบบสะสมความดันสูง ซึ่งปกติเรียกว่าแบบเปียกอีกประการหนึ่งคือมอเตอร์ผลักลูกสูบของกระบอกสูบหลักโดยตรง ซึ่งปกติเรียกว่าแบบแห้งโดยพื้นฐานแล้วรถยนต์พลังงานใหม่แบบไฮบริดนั้นเป็นรถยนต์รุ่นก่อน และตัวแทนทั่วไปของรุ่นหลังคือ Bosch iBooster
อันดับแรก มาดู EHB ที่มีตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นรุ่นปรับปรุงของ ESPESP ยังถือเป็น EHB ชนิดหนึ่ง โดย ESP สามารถเบรกอย่างแข็งขันได้
ภาพซ้ายคือแผนผังของวงล้อของ ESP:
เอ--คอนโทรลวาล์ว N225
b--วาล์วแรงดันสูงควบคุมไดนามิก N227
c - วาล์วทางเข้าของน้ำมัน
d-วาล์วระบายน้ำมัน
กระบอกสูบอีเบรค
f-- ปั๊มไหลกลับ
g--แอคทีฟเซอร์โว
h--แรงดันสะสมต่ำ
ในขั้นตอนการเร่งความเร็ว มอเตอร์และแอคคูมูเลเตอร์จะสร้างแรงดันล่วงหน้าเพื่อให้ปั๊มไหลกลับดูดน้ำมันเบรกN225 ปิดอยู่ N227 เปิดอยู่ และวาล์วทางเข้าน้ำมันยังคงเปิดอยู่จนกว่าล้อจะเบรกจนถึงระดับแรงเบรกที่ต้องการ
ส่วนประกอบของ EHB โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับของ ESP ยกเว้นว่าตัวสะสมความดันต่ำจะถูกแทนที่ด้วยตัวสะสมความดันสูงเครื่องสะสมแรงดันสูงสามารถสร้างแรงดันได้เพียงครั้งเดียวและใช้งานได้หลายครั้ง ในขณะที่เครื่องสะสมแรงดันต่ำของ ESP สามารถสร้างแรงดันได้เพียงครั้งเดียวและใช้งานได้เพียงครั้งเดียวทุกครั้งที่ใช้งาน ส่วนประกอบหลักส่วนใหญ่ของ ESP และส่วนประกอบที่แม่นยำที่สุดของปั๊มลูกสูบต้องทนต่ออุณหภูมิสูงและความดันสูง และการใช้งานอย่างต่อเนื่องและบ่อยครั้งจะทำให้อายุการใช้งานลดลงจากนั้นจะมีแรงดันจำกัดของตัวสะสมแรงดันต่ำโดยทั่วไป แรงเบรกสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 0.5 กรัมแรงเบรกมาตรฐานสูงกว่า 0.8 ก. และ 0.5 ก. ยังไม่เพียงพอในช่วงเริ่มต้นของการออกแบบ ระบบเบรกที่ควบคุมด้วย ESP ถูกใช้ในสถานการณ์ฉุกเฉินเพียงไม่กี่ครั้งเท่านั้น ไม่เกิน 10 ครั้งต่อปีดังนั้นจึงไม่สามารถใช้ ESP เป็นระบบเบรกทั่วไปได้ และสามารถใช้ได้เป็นครั้งคราวในสถานการณ์ฉุกเฉินหรือฉุกเฉินเท่านั้น
ภาพด้านบนแสดงการสะสมแรงดันสูงของ Toyota EBC ซึ่งค่อนข้างคล้ายกับสปริงแก๊สกระบวนการผลิตของหม้อสะสมความดันสูงเป็นจุดที่ยากเริ่มแรกบ๊อชใช้ลูกบอลกักเก็บพลังงานการปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าเครื่องสะสมความดันสูงที่ใช้ไนโตรเจนมีความเหมาะสมที่สุด
โตโยต้าเป็นบริษัทแรกที่ใช้ระบบ EHB กับรถยนต์ที่ผลิตจำนวนมาก ซึ่งก็คือ Prius รุ่นแรก (พารามิเตอร์ | รูปภาพ) ที่เปิดตัวเมื่อปลายปี 2540 และ Toyota ตั้งชื่อให้ว่า EBCในแง่ของการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่จากการเบรก EHB ได้รับการปรับปรุงอย่างมากเมื่อเทียบกับ EVP แบบเดิม เนื่องจากแยกออกจากคันเหยียบและสามารถเป็นระบบซีรีส์ได้สามารถใช้มอเตอร์สำหรับการกู้คืนพลังงานก่อน และเพิ่มการเบรกในขั้นตอนสุดท้าย
ในตอนท้ายของปี 2000 บ๊อชยังผลิต EHB ของตัวเอง ซึ่งใช้กับ Mercedes-Benz SL500Mercedes-Benz ตั้งชื่อว่า SBCเดิมทีระบบ EHB ของ Mercedes-Benz ใช้ในรถยนต์เชื้อเพลิง เช่นเดียวกับระบบเสริมระบบซับซ้อนเกินไปและมีท่อมากเกินไป และเมอร์เซเดส-เบนซ์เรียกคืนรถเก๋ง E-Class (พารามิเตอร์ | รูปภาพ), SL-class (พารามิเตอร์ | รูปภาพ) และคลาส CLS (พารามิเตอร์ | รูปภาพ) ค่าบำรุงรักษาแพงมาก สูงและต้องใช้เงินมากกว่า 20,000 หยวนในการเปลี่ยน SBCMercedes-Benz หยุดใช้ SBC หลังจากปี 2008 Bosch ยังคงปรับปรุงระบบนี้และเปลี่ยนมาใช้ถังเก็บความดันสูงแบบไนโตรเจนในปี 2551 ได้เปิดตัว HAS-HEV ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ไฮบริดในยุโรปและ BYD ในประเทศจีน
ต่อมา TRW ได้เปิดตัวระบบ EHB ซึ่ง TRW ตั้งชื่อว่า SCBรถไฮบริดส่วนใหญ่ของฟอร์ดในปัจจุบันคือ SCB
ระบบ EHB ซับซ้อนเกินไป ตัวสะสมไฟฟ้าแรงสูงกลัวการสั่นสะเทือน ความน่าเชื่อถือไม่สูง ปริมาณก็มาก ต้นทุนก็สูง อายุการใช้งานก็มีปัญหา และค่าบำรุงรักษาก็มากในปี 2010 ฮิตาชิได้เปิดตัว EHB แบบแห้งเครื่องแรกของโลก นั่นคือ E-ACT ซึ่งเป็น EHB ที่ล้ำหน้าที่สุดในปัจจุบันเช่นกันความเจ็บป่วยวงจร R&D ของ E-ACT ใช้เวลานานถึง 7 ปี หลังจากการทดสอบความน่าเชื่อถือเกือบ 5 ปีจนกระทั่งในปี 2013 Bosch ได้เปิดตัว iBooster รุ่นแรก และ iBooster รุ่นที่สองในปี 2016 iBooster รุ่นที่สองมีคุณภาพเทียบเท่า E-ACT ของ Hitachi และชาวญี่ปุ่นนำหน้ารุ่นเยอรมันในด้าน พ.ศ.
ภาพด้านบนแสดงโครงสร้างของ E-ACT
EHB แบบแห้งจะขับเคลื่อนก้านกระทุ้งด้วยมอเตอร์โดยตรง จากนั้นจึงผลักลูกสูบของกระบอกสูบหลักแรงหมุนของมอเตอร์จะถูกแปลงเป็นแรงเคลื่อนที่เชิงเส้นผ่านโรลเลอร์สกรู (E-ACT)ในเวลาเดียวกัน บอลสกรูยังเป็นตัวลดความเร็วซึ่งลดความเร็วของมอเตอร์ลง แรงบิดที่เพิ่มขึ้นจะผลักลูกสูบของกระบอกสูบหลักหลักการง่ายมากเหตุผลที่คนก่อนหน้านี้ไม่ใช้วิธีนี้เนื่องจากระบบเบรกรถยนต์มีความต้องการความน่าเชื่อถือที่สูงมาก และต้องสงวนประสิทธิภาพการทำงานสำรองไว้อย่างเพียงพอความยากอยู่ที่มอเตอร์ซึ่งต้องใช้มอเตอร์ขนาดเล็ก ความเร็วรอบสูง (มากกว่า 10,000 รอบต่อนาที) แรงบิดสูง และระบายความร้อนได้ดีตัวลดยังยากและต้องการความแม่นยำในการตัดเฉือนสูงในเวลาเดียวกัน จำเป็นต้องทำการเพิ่มประสิทธิภาพระบบด้วยระบบไฮดรอลิกของกระบอกสูบหลักดังนั้น EHB แบบแห้งจึงปรากฏขึ้นค่อนข้างช้า
ภาพด้านบนแสดงโครงสร้างภายในของ iBooster รุ่นแรก
เฟืองตัวหนอนใช้สำหรับการชะลอตัวแบบสองขั้นตอนเพื่อเพิ่มแรงบิดในการเคลื่อนที่เชิงเส้นTesla ใช้ iBooster เจนเนอเรชั่นที่ 1 เช่นเดียวกับรถยนต์พลังงานใหม่ของ Volkswagen และ Porsche 918 ก็ใช้ iBooster รุ่นแรก, Cadillac CT6 ของ GM และ Bolt EV ของ Chevrolet ก็ใช้ iBooster รุ่นแรกเช่นกันการออกแบบนี้กล่าวกันว่าจะแปลง 95% ของพลังงานเบรกที่เกิดใหม่เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งช่วยปรับปรุงระยะการแล่นของรถยนต์พลังงานใหม่อย่างมากเวลาในการตอบสนองยังสั้นกว่าระบบ EHB แบบเปียกที่มีการสะสมแรงดันสูงถึง 75%
ภาพด้านขวาด้านบนคือหม้อลมเบรกไฮดรอลิกไฟฟ้า Part# EHB-HBS001 ซึ่งเหมือนกับภาพด้านซ้ายด้านบนชุดประกอบด้านซ้ายคือ iBooster รุ่นที่สอง ซึ่งใช้เฟืองตัวหนอนขั้นที่สองกับบอลสกรูขั้นที่หนึ่งเพื่อลดความเร็ว ลดระดับเสียงลงอย่างมากและปรับปรุงความแม่นยำในการควบคุมพวกเขามีผลิตภัณฑ์สี่ซีรี่ส์และขนาดบูสเตอร์มีตั้งแต่ 4.5kN ถึง 8kN และ 8kN สามารถใช้กับรถยนต์นั่งขนาดเล็ก 9 ที่นั่งได้
IBC จะเปิดตัวบนแพลตฟอร์ม GM K2XX ในปี 2561 ซึ่งเป็นซีรีย์ปิกอัพของ GMโปรดทราบว่านี่คือรถเชื้อเพลิงแน่นอนว่าสามารถใช้รถยนต์ไฟฟ้าได้เช่นกัน
การออกแบบและการควบคุมระบบไฮดรอลิกนั้นซับซ้อน ต้องอาศัยประสบการณ์ที่สั่งสมมาอย่างยาวนานและความสามารถในการตัดเฉือนที่ยอดเยี่ยม และในจีนก็ยังมีช่องว่างในด้านนี้อยู่เสมอในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การก่อสร้างฐานอุตสาหกรรมของตนเองถูกละเลย และหลักการของการกู้ยืมได้ถูกนำมาใช้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากระบบเบรกมีความต้องการความน่าเชื่อถือสูงมาก บริษัทเกิดใหม่จึงไม่ได้รับการยอมรับจาก OEM เลยดังนั้นการออกแบบและผลิตชิ้นส่วนไฮดรอลิกของระบบเบรกไฮดรอลิกของรถยนต์จึงถูกผูกขาดโดยกิจการร่วมค้าหรือบริษัทต่างชาติ และในการออกแบบและผลิตระบบ EHB จำเป็นต้องทำแท่นวางและการออกแบบโดยรวมด้วย ส่วนไฮดรอลิกซึ่งนำไปสู่ระบบ EHB ทั้งหมดการผูกขาดโดยสมบูรณ์ของบริษัทต่างชาติ
นอกจาก EHB แล้ว ยังมีระบบเบรกขั้นสูง EMB ซึ่งเกือบจะสมบูรณ์แบบในทางทฤษฎีมันละทิ้งระบบไฮดรอลิกทั้งหมดและมีต้นทุนต่ำเวลาตอบสนองของระบบอิเล็กทรอนิกส์เพียง 90 มิลลิวินาที ซึ่งเร็วกว่า iBooster มากแต่มีข้อบกพร่องมากมายข้อเสีย 1. ไม่มีระบบสำรองซึ่งต้องการความน่าเชื่อถือสูงมากโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบไฟฟ้า จะต้องมีความเสถียรอย่างแน่นอน ตามด้วย ความทนทานต่อความผิดพลาดของระบบสื่อสารแบบบัสการสื่อสารแบบอนุกรมของแต่ละโหนดในระบบต้องมีความทนทานต่อข้อผิดพลาดในขณะเดียวกัน ระบบต้องการ CPU อย่างน้อยสองตัวเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือข้อเสีย 2. แรงเบรกไม่เพียงพอระบบ EMB ต้องอยู่ในฮับขนาดของดุมจะกำหนดขนาดของมอเตอร์ ซึ่งจะกำหนดว่ากำลังมอเตอร์ต้องไม่ใหญ่เกินไป ในขณะที่รถยนต์ทั่วไปต้องการกำลังเบรก 1-2KW ซึ่งเป็นไปไม่ได้สำหรับมอเตอร์ขนาดเล็กในปัจจุบันเพื่อให้ถึงความสูง แรงดันไฟฟ้าอินพุตจะต้องเพิ่มขึ้นอย่างมาก และถึงอย่างนั้นก็เป็นเรื่องยากมากข้อเสีย 3. อุณหภูมิสภาพแวดล้อมการทำงานสูง อุณหภูมิใกล้ผ้าเบรกสูงถึงหลายร้อยองศา และขนาดของมอเตอร์กำหนดว่าสามารถใช้มอเตอร์แม่เหล็กถาวรเท่านั้น และแม่เหล็กถาวรจะล้างอำนาจแม่เหล็กที่อุณหภูมิสูง .ในขณะเดียวกัน ส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์บางส่วนของ EMB จำเป็นต้องทำงานใกล้กับผ้าเบรกไม่มีส่วนประกอบของเซมิคอนดักเตอร์ใดที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงเช่นนี้ได้ และการจำกัดปริมาตรทำให้ไม่สามารถเพิ่มระบบทำความเย็นได้ข้อเสีย 4. จำเป็นต้องพัฒนาระบบที่สอดคล้องกันสำหรับแชสซี และเป็นการยากที่จะทำให้การออกแบบเป็นโมดูล ทำให้ต้นทุนการพัฒนาสูงมาก
ปัญหาของแรงเบรกไม่เพียงพอของ EMB อาจไม่สามารถแก้ไขได้ เนื่องจากแม่เหล็กถาวรของแม่เหล็กถาวรยิ่งแรงมากเท่าไร จุดอุณหภูมิคูรีก็จะยิ่งต่ำลง และ EMB ไม่สามารถทะลุขีดจำกัดทางกายภาพได้อย่างไรก็ตาม หากข้อกำหนดด้านแรงเบรกลดลง EMB ก็ยังสามารถใช้ได้จริงระบบจอดรถอิเล็กทรอนิกส์ EPB ในปัจจุบันคือการเบรก EMBจากนั้นมีการติดตั้ง EMB ที่ล้อหลังซึ่งไม่ต้องการแรงเบรกสูงเช่น Audi R8 E-TRON
ล้อหน้าของ Audi R8 E-TRON ยังคงเป็นแบบไฮดรอลิกแบบดั้งเดิม และล้อหลังเป็นแบบ EMB
ภาพด้านบนแสดงระบบ EMB ของ R8 E-TRON
เราจะเห็นว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของมอเตอร์อาจมีขนาดประมาณนิ้วก้อยผู้ผลิตระบบเบรกทั้งหมด เช่น NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex และ Wabco กำลังทำงานอย่างหนักกับ EMBแน่นอนว่า Bosch, Continental และ ZF TRW จะไม่ว่างเช่นกันแต่ EMB อาจไม่สามารถแทนที่ระบบเบรกไฮดรอลิกได้
เวลาโพสต์: พฤษภาคม 16-2022