纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

2021-03-16 13:27:52 来源:网络

纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

凤凰网汽车·看懂新技术 没有完美的科技,只有最好的选择。在纯电动汽车开辟的又一创新领域,“过时的”鼓式刹车也有取代盘式的那一天?好吧,那就聊聊。本期内容,我们摘录了大陆集团(Continental)电子驻车制动系统的专家关于新一代电子驻车制动系统EPB-Si的相关介绍。目前,这套适用于纯电动车的新型鼓式制动装置已配备在大众ID.3及ID.4家族车型上。

纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

都是刹车,燃油车和电动车还不一样?

关键词:协同作用、制动力回收

确实不同,前者像是“单独作战”,后者更像是“协同作战”。严谨的讲:内燃机车的制动减速过程通常全部由轮端摩擦制动完成,而电动车的制动减速过程则由摩擦制动与电机制动协作完成。通俗点说:开燃油车时,刹车的过程就是完全的机械制动,主要依靠刹车盘片间的摩擦;而电动车的刹车过程,除了摩擦制动,还常伴有强力的制动能量回收作辅助,回收来的能量会以电能形式存到电池中,从而达到提升续航的目的。如今,这项技术已是电动汽车最基本配备。

论性能,电动车用盘式制动可能不如用鼓式好?

关键词:解决热衰退问题、防锈蚀能力强

20多年来,我们不喜欢汽车用鼓式刹车的原因其实就三点:性能有限、热衰减明显,还有可能是颜值低吧…相对于这些,电动车的特征其实都能很好规避。首先电动车常配有强力的制动能量回收装置,因而对传统摩擦产生的制动力需求明显减少(最多可减少90%),而制动强度和频率都低了,意味着鼓式刹车“老大难”的热衰退问题也就能得到根本性解决,鼓式制动或许才是电动车的真理性选择,这里有一组试验图表。

纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

试验证明电动车摩擦制动次数大幅低于内燃机车型

纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

制动能量回收开启后,制动产生热量大幅减少

纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

山路及城市路况下电动车摩擦制动产生的热量均大幅降低

什么,还关注颜值问题?其实电动车为了改善阻力,常配有封闭的车轮轮辋,也就是里面的制动器啥样根本看不清…什么,非要看?像大陆EPB-Si这样的新品,也可以定制成黄色、红色、绿色、橙色等等的。当然,使用鼓式制动,不仅仅出于节能和成本的考虑,更重要的还有耐用问题,不同于一般的盘式制动全开放设置,鼓式制动的结构是封闭的,这能让它有更好的防锈蚀能力。

纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

事实上,锈蚀问题是电动汽车摩擦制动强度降低带来的一个明显副作用。采用盘式制动盘,摩擦面完全暴露在空气中,铸铁的制动盘会在几个小时内就会出现锈蚀。比如梅雨季节,我们就经常能见到停放车辆的制动盘满是锈迹,一般我们需要上路刹车几次才能去除,所以开始的几次制动更容易出现噪音,但就像前边说的,电动车因为制动的强度和使用频率更低,这种锈迹往往需要更长时间的行驶来消除。因此,我们可以说盘式制动优于鼓式的地方在电动车上没有充分体现,而缺点却有明显放大。

纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

来自大陆集团公布的产品特征:新一代电子驻车制动系统EPB-Si,摩擦片的更换周期可达15万公里行驶里程,无需额外维护,广泛适用于3.5吨内的纯电动车型,结构可拓展能力强,易于布置更丰富驾驶辅助系统。

电动车使用鼓式制动更环保?

关键词:降低粉尘排放

纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

我们都知道电动汽车不存在以往的内燃机排放问题,因此来自制动系统的粉尘排放在整个汽车排放中占到的比例越来越大,未来也会成为法规重点监管的一个方向,而制动粉尘排放主要是涉及到PM10的排放,也就是悬浮颗粒。所以相比于全外露的盘式制动,鼓式结构能保证80%的粉尘被收集在制动器内部,不用担心,这不会影响制动效果,也不需要额外维护。

假设制动力回收坏了,液压管路失效了,驾驶员频繁踩刹车大陆的这套鼓式制动系统扛得住吗?

关键词:带热敏片的间隙调节机构

按照大陆集团工程专家的介绍,大陆的这套EPB-Si系统是基于鼓式制动器概念而来,但它是面向纯电动车特性而研发推出的全新产品。试验表明,在完全不考虑制动力回收情况下,这套制动器依然能够提供出色的刹车能力,甚至在液压管路失效情况下,EPB-Si也能通过电机制动实现0.3g的减速度,满足紧急需求,而由于频繁制动,造成鼓温过高发生抱死的问题,大陆的做法是:配备一个带热敏片的间隙调节机构。

纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

一般情况下,间隙调节机构可以来补偿摩擦材料磨损后与制动鼓间形成的间隙,而热敏片会在制动器内部温度达到70-90度的情况下会自动工作,阻止调节器进一步调节,阻止调节器把这部分的间隙补偿掉,进而防止拖滞和抱死的可能性,保证安全。

不可忽视的驻车问题,也是鼓式制动的优点?

关键词:驻车力矩大、成本更低

相比驾驶时的刹车性能表现,我们往往不会太注意驻车时的安全。其实对于电动车来说,因为布置有大体积的电池组,它们通常会比同级的燃油车更重,这点尤其在很多“油改电”车型的整备质量对比中更为明显,所以呢?行车制动时会有制动力回收系统的帮助,电动车的驻车就要纯靠制动器了,并且要求更高。

纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

现有法规对驻车安全性有这样的要求:整车必须配备两套独立的驻车机构,在其中一套驻车机构失效的情况下,另一套驻车机构必须能够使车辆安全地停在8%的坡度上。

在燃油车上,通常的做法是:两套驻车机构分别是变速箱中的齿轮锁止机构和一套电子驻车制动(EPB)卡钳。问题来了,为什么卡钳还要一套而不是单个的?因为单个EPB卡钳的驻车力矩可能满足不了重量较大车型的需求,就是“坡上停不住”,但单个的EPB-Si产品可以,来自大陆的测试数据,这套鼓式的电子驻车制动系统最大驻坡力矩输出能达到1700Nm,足够满足3.5吨车型20%驻坡要求。所以,对于没有变速箱锁止机构的电动汽车来说,仅依靠左右轮两个EPB-Si就可以实现燃油车上两套驻车机构的功能,这也有利于电动车的整车减重(相似规格和大小,鼓式制动器一般比盘式轻20%-30%,约2-3公斤。)总之成本更低,效果也很好。

电动车的续航里程和制动系统有什么关系?

关键词:更低的轮端拖滞力

纯电动车:“过时的”鼓式刹车取代盘式?

刹车系统确实也会“偷走”电动车的续航里程。增加纯电动车的续航里程几乎是所有制造商都要面对的,且所有用户都在期待解决的问题,而在车辆的风阻、轮胎滚动阻力以及空调等电气系统之外,轮端制动的拖滞力矩的影响其实也是重要方面。(轮端的拖滞力矩指的是在非制动的情况下,由于刹车片与制动盘/制动鼓之间半接触状态而造成的一种对车轮的拖拽现象。)有评估方法证明,轮端拖滞每减少小1Nm,能够帮助车辆提升10-15公里续航里程。

相应的,EPB-Si的鼓式结构内,增加了更多帮助刹车片保持与制动鼓之间脱离状态的弹簧零件,使得拖滞力矩在各个工况下均不高于0.5Nm,这是个很棒的指标。 就像我们逐步接纳电动车出行那样,适当的用开放眼光重新审视传统产品,往往也是创新的源泉,就比如在乘用车上已渐渐退出舞台的鼓式制动器,却在纯电动产品上“喜迎又一春”。当然,这依旧需要一个再创新、再适配的过程,相信随着性能与颜值的进一步提升,类似大陆EPB-Si这样的产品会越来越多出现在纯电平台的新车之上,并得到肯定。

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