日前,大陆集团举办了一场主题为《电动汽车卓越的制动解决方案 EPB-Si》线上直播课,详细介绍其基于鼓式制动器的电子驻车新品——EPB-Si,并就电动汽车趋势化的当下,制动系统必须有所“变”,以及如何“变“的话题进行了线上互动交流。
问:现在很多汽车都配备了EPB,此次介绍的EPB-Si的特点及亮点有哪些?
答:当前汽车配备的EPB,大多是基于卡钳,或者说集成在卡钳上的电子驻车制动器,而EPB-Si则是基于鼓式制动器的电子驻车解决方案。与卡钳(钳盘式制动器)相比,首先,鼓式制动器由于其固有的自增力效应(放大摩擦作用力),因而能产生更大的制动力矩,简言之,制动力更强劲。同时,在重量上,鼓式制动器也比盘式制动器有优势,综合制动盘/鼓的重量,一辆车如果采用鼓式制动器(两个后轮),可比盘式制动器轻20%-30%,实现2-3公斤的减重。尤其是对于电动车而言,更轻的重量意味着更长的续航里程。另外,相比开放式的盘式制动器,鼓式制动器的结构相对封闭,摩擦粉尘不会四处扬散,EPB-Si对减少PM10,对环境保护也有很大的帮助。封闭结构还能带来另一个优势,即EPB-Si相比盘式制动具有更好的防锈蚀能力,可避免由此给电动汽车带来的一系列制动噪音,甚至是制动力不足的问题。
此外,就具体的EPB执行结构而言,两者也有一定的差异。其一,盘式制动器EPB的电机齿轮单元(MGU)包括两级传动结构,而EPB-Si只有一级的传动结构。其二,两者实现传动机构自锁的地方(实现原地驻车的结构位置)也稍有不同。相比而言, EPB-Si的结构更简单、可靠。
大陆集团的EPB-Si
问:不少消费者非常看重颜值,盘式制动器大行其道在一定程度上也获益于此,这会不会影响EPB-Si的市场推广?
答:在设计时,我们已经充分考虑到市场的这种需求,因此,EPB-Si表面做得非常漂亮,而且,还可以根据客户需要提供一些个性化的配色,黄色、红色、绿色、橙色,也包括现在很流行的莓粉色,我们都可以提供。为了减少风阻对续航里程的影响,一些电动车也会给轮毂加上防风罩,制动器也只能是忽隐忽现,对制动器颜值的顾虑,在电动车上也就不是那么重要了。
问:由于鼓式制动器结构相对封闭,EPB-Si是不是容易发生热衰退?
答:新能源车的减速过程已经不完全依靠轮端的摩擦制动来实现,而是可以通过电机制动和摩擦制动共同完成,实际上我们通过一系列的整车测试发现,使用能量回收技术的车辆,从能量角度来说对摩擦制动的需求可减少90%,减少的这部分制动能量也就是释放到大气中的热能和引发制动器过热的热能。对于电动汽车而言,由于能量回收技术的应用,使得制动温度大幅度降低,鼓式制动热衰退的问题也从根本上得到了解决。
大陆集团还有一体式线控制动系统MK C1,能够非常好地协调电机和摩擦制动,能够进行非常好的分配。也就是说,MK C1和EPB-Si一起配合可以提高整个能量回收的效率,能够尽可能少地进行摩擦制动,尽可能多地用电机制动去给电池充电,进而能减少制动发热、延长续驶里程。
问:电动汽车因为要携带沉重的电池,自重比燃油车大,对驻车制动是否会有更高的要求?
答: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。传统的内燃机车型两套驻车机构分别是变速箱中的齿轮锁止机构和EPB卡钳,之所以要使用成套的方案,是因为单单依靠EPB卡钳的驻车力矩输出,有时没有办法完全满足一些大重量车型的驻车要求。
相比而言,EPB-Si可以输出很高的驻车力矩,我们通过驻坡性能测试得到的EPB-Si产品最大驻坡力矩输出能够达到1700Nm,足够满足3吨车型20%驻坡要求,提供了远高于法规要求的驻车安全性。因此,对于没有变速箱锁止机构的电动汽车来说,仅仅依靠左右轮两个EPB-Si就可以实现两套驻车机构的功能,因此综合行车制动和驻车制动的表现,EPB-Si是一款非常适用于电动汽车的制动产品。
↑按照制动器外径分,大陆集团现有EPB-Si的产品规格为7”-11”,能够设计的制动规格是330直径的制动器,实现3.5吨车型20%的驻坡。3.5吨是我们现在国内C1驾照能够驾驶的最重的乘用车。换言之,大陆集团EPB-Si能够覆盖市面上所有的乘用车所需。
问:要提高电动汽车的续航里程,需要尽可能减少拖滞力矩——制动器对车轮的拖拽阻力,EPB-Si在减少拖滞方面有何优势?
答:研究显示,轮端拖滞每减少小1Nm,能够帮助车辆提升10km-15km续航里程。EPB-Si因为采用了鼓式制动的产品结构,有一系列能够帮助刹车片保持与制动鼓之间脱离状态的弹簧零件。我们采用一种名为"全球统一轻型汽车测试规程(WLTP)"的测试方法来检测多种行驶和制动工况下后轮端拖滞力矩的大小,EPB-Si产品拖滞力矩在各个工况下均不高于0.5Nm,能够为整车提升续航里程提供很大的帮助。
↑EPB-Si配备了一个带热敏片的间隙调节机构,热敏片在制动器内部温度达到70-90度的情况下会自动工作,可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,从而防止拖滞和抱死的可能性。
问:EPB-Si现在的市场情况如何?产品属于引进技术,还是本土研发的新品?
答:作为大陆集团最新一代电子驻车制动系统,EPB-Si在去年已经实现了量产,应用在大众ID3、ID4车型上面,即大众汽车非常重要的MEB平台,这个纯电的汽车平台后续还会有很多车型,如ID6也在发布过程当中。其他的整车客户我们也在积极洽谈,后续会有很多车型应用这款产品。
EPB-Si是大陆集团全球团队开发的成果,要推向全球市场的技术,不同的市场应用需要考虑不同市场的使用工况,不论是欧洲、北美,还是中国市场,不同地区实际使用的环境还是有一些区别的,我们会把国内的一些使用工况、国内客户的需求和国内客户会碰到的一些实际的情况,传递到欧洲的开发中心本部,例如,像国内重庆山路就特别多,我们可能需要考虑不同的驻坡的策略,包括驻坡力的大小……这些也是我们本土研发团队的参与成果。
问:EPB-Si能支持高度,甚至完全的自动驾驶的制动需求吗?
答:从制动系统两个功能上分析,EPB-Si是完全能支持高度,甚至完全的自动驾驶的制动需求。一方面行车制动,目前行车制动仍然以液压制动为主。但是对于自动驾驶,需要在液压制动失效的情况下,有一套备份的制动系统来实现行车的制动,电子驻车制动系统配备了一个电机齿轮单元,可以通过电机的驱动来实现制动器的制动,所以对自动驾驶来说,EPB-Si也是完全能够满足行车制动的备份要求。
另一方面驻车性能,法规对于驻车有要求,简单来说单边单轮的制动器需要实现车辆在一定坡度下的驻车,在这一点上EPB-Si有很大的优势,拥有停驻高坡度的能力,可以满足自动驾驶的自动泊车驻车冗余的要求。