Terakhir kali kita telah membahas Pompa Vakum Elektrik (singkatnya EVP).Seperti yang bisa kita lihat, ada banyak keuntungan dari EVP.EVP juga memiliki banyak kelemahan, termasuk kebisingan.Di daerah dataran tinggi, karena tekanan udara rendah, EVP tidak dapat memberikan tingkat vakum yang sama tinggi seperti di daerah dataran, dan bantuan penguat vakum buruk, dan gaya pedal akan menjadi lebih besar.Ada dua kekurangan yang paling fatal.Salah satunya adalah umur.Beberapa EVP murah memiliki umur kurang dari 1.000 jam.Yang lainnya adalah pemborosan energi.Kita semua tahu bahwa ketika kendaraan listrik meluncur atau mengerem, gaya gesek dapat mendorong motor berputar untuk menghasilkan arus.Arus ini dapat mengisi baterai dan menyimpan energi ini.Ini adalah pemulihan energi pengereman.Jangan remehkan energi ini.Pada siklus NEDC mobil kompak, jika energi pengereman dapat pulih sepenuhnya, dapat menghemat sekitar 17%.Dalam kondisi perkotaan yang khas, rasio energi yang dikonsumsi oleh pengereman kendaraan terhadap total energi penggerak bisa mencapai 50%.Dapat dilihat bahwa jika tingkat pemulihan energi pengereman dapat ditingkatkan, jarak jelajah dapat sangat diperpanjang dan penghematan kendaraan dapat ditingkatkan.EVP terhubung secara paralel dengan sistem pengereman, yang berarti bahwa gaya pengereman regeneratif motor secara langsung ditumpangkan pada gaya pengereman gesekan asli, dan gaya pengereman gesekan asli tidak disesuaikan.Tingkat pemulihan energi rendah, hanya sekitar 5% dari iBooster Bosch yang disebutkan nanti.Selain itu, kenyamanan pengereman buruk, dan kopling serta pergantian pengereman regeneratif motor dan pengereman gesekan akan menghasilkan guncangan.
Gambar di atas menunjukkan skema SCB
Meski begitu, EVP masih banyak digunakan, karena penjualan kendaraan listrik rendah, dan kemampuan desain sasis dalam negeri juga sangat buruk.Kebanyakan dari mereka adalah sasis yang disalin.Hampir tidak mungkin merancang sasis untuk kendaraan listrik.
Jika EVP tidak digunakan, diperlukan EHB (Electronic Hydraulic Brake Booster).EHB dapat dibagi menjadi dua jenis, satu dengan akumulator tekanan tinggi, biasanya disebut tipe basah.Yang lainnya adalah motor langsung mendorong piston master silinder, biasa disebut tipe kering.Kendaraan energi baru hibrida pada dasarnya adalah yang pertama, dan perwakilan tipikal dari yang terakhir adalah Bosch iBooster.
Pertama mari kita lihat EHB dengan akumulator tegangan tinggi, yang sebenarnya merupakan versi ESP yang disempurnakan.ESP juga bisa dibilang semacam EHB, ESP bisa aktif mengerem.
Gambar kiri adalah diagram skematik roda ESP:
a--katup kontrol N225
b--katup tekanan tinggi kontrol dinamis N227
c-katup saluran masuk oli
d-katup keluar oli
silinder e-rem
f--kembali pompa
g-servo aktif
h--akumulator tekanan rendah
Pada tahap boosting, motor dan akumulator membangun pra-tekanan sehingga pompa balik menyedot minyak rem.N225 ditutup, N227 dibuka, dan katup saluran masuk oli tetap terbuka hingga roda direm hingga kekuatan pengereman yang diperlukan.
Komposisi EHB pada dasarnya sama dengan ESP, kecuali akumulator tekanan rendah digantikan oleh akumulator tekanan tinggi.Akumulator tekanan tinggi dapat membangun tekanan sekali dan menggunakannya berkali-kali, sedangkan akumulator tekanan rendah ESP dapat membangun tekanan sekali dan hanya dapat digunakan sekali.Setiap kali digunakan, komponen paling inti dari ESP dan komponen pompa pendorong yang paling presisi harus tahan terhadap suhu tinggi dan tekanan tinggi, dan penggunaan yang terus menerus dan sering akan mengurangi masa pakainya.Lalu ada tekanan terbatas dari akumulator tekanan rendah.Umumnya, gaya pengereman maksimum sekitar 0,5g.Gaya pengereman standar di atas 0,8g, dan 0,5g masih jauh dari cukup.Pada awal desain, sistem pengereman yang dikendalikan ESP hanya digunakan dalam beberapa situasi darurat, tidak lebih dari 10 kali dalam setahun.Oleh karena itu, ESP tidak dapat digunakan sebagai sistem pengereman konvensional, dan hanya dapat digunakan sesekali dalam situasi tambahan atau darurat.
Gambar di atas menunjukkan akumulator tekanan tinggi Toyota EBC, yang agak mirip dengan pegas gas.Proses pembuatan akumulator bertekanan tinggi adalah hal yang sulit.Bosch awalnya menggunakan bola penyimpan energi.Praktik telah membuktikan bahwa akumulator tekanan tinggi berbasis nitrogen adalah yang paling cocok.
Toyota adalah yang pertama menerapkan sistem EHB pada mobil yang diproduksi secara massal, yaitu Prius (parameter | gambar) generasi pertama yang diluncurkan pada akhir tahun 1997, dan Toyota menamakannya EBC.Dalam hal pemulihan energi pengereman, EHB jauh lebih baik dibandingkan dengan EVP tradisional, karena dipisahkan dari pedal dan dapat menjadi sistem seri.Motor dapat digunakan untuk pemulihan energi terlebih dahulu, dan pengereman ditambahkan pada tahap akhir.
Pada akhir tahun 2000, Bosch juga memproduksi EHB sendiri yang digunakan pada Mercedes-Benz SL500.Mercedes-Benz menamakannya SBC.Sistem EHB Mercedes-Benz awalnya digunakan pada kendaraan berbahan bakar, hanya sebagai sistem tambahan.Sistemnya terlalu rumit dan memiliki terlalu banyak pipa, dan Mercedes-Benz menarik sedan E-Class (parameter | gambar), SL-class (parameter | gambar) dan CLS-class (parameter | Foto), biaya perawatannya sangat tinggi, dan dibutuhkan lebih dari 20.000 yuan untuk mengganti SBC.Mercedes-Benz berhenti menggunakan SBC setelah tahun 2008. Bosch terus mengoptimalkan sistem ini dan beralih ke akumulator nitrogen bertekanan tinggi.Pada tahun 2008, diluncurkan HAS-HEV, yang banyak digunakan pada kendaraan hybrid di Eropa dan BYD di China.
Selanjutnya, TRW juga meluncurkan sistem EHB yang diberi nama SCB oleh TRW.Sebagian besar hibrida Ford saat ini adalah SCB.
Sistem EHB terlalu rumit, akumulator tegangan tinggi takut getaran, keandalannya tidak tinggi, volumenya juga besar, biayanya juga tinggi, masa pakainya juga dipertanyakan, dan biaya perawatannya sangat besar.Pada tahun 2010, Hitachi meluncurkan EHB kering pertama di dunia, yaitu E-ACT, yang juga merupakan EHB tercanggih saat ini.penyakit.Siklus R&D E-ACT selama 7 tahun, setelah hampir 5 tahun pengujian reliabilitas.Baru pada tahun 2013 Bosch meluncurkan iBooster generasi pertama, dan iBooster generasi kedua pada tahun 2016. iBooster generasi kedua mencapai kualitas E-ACT Hitachi, dan Jepang berada di depan generasi Jerman di bidang EHB.
Gambar di atas menunjukkan struktur E-ACT
EHB kering langsung menggerakkan batang dorong oleh motor dan kemudian mendorong piston master silinder.Gaya putar motor diubah menjadi gaya gerak linier melalui roller screw (E-ACT).Pada saat yang sama, sekrup bola juga merupakan peredam, yang mengurangi kecepatan motor menjadi torsi yang meningkat mendorong piston master silinder.Prinsipnya sangat sederhana.Alasan mengapa orang-orang sebelumnya tidak menggunakan metode ini adalah karena sistem pengereman mobil memiliki persyaratan keandalan yang sangat tinggi, dan redundansi kinerja yang memadai harus disediakan.Kesulitannya terletak pada motor yang membutuhkan ukuran motor yang kecil, kecepatan tinggi (lebih dari 10.000 putaran per menit), torsi besar, dan pembuangan panas yang baik.Peredamnya juga sulit dan membutuhkan akurasi pemesinan yang tinggi.Pada saat yang sama, perlu dilakukan optimasi sistem dengan sistem hidrolik master silinder.Oleh karena itu, EHB kering muncul relatif terlambat.
Gambar di atas menunjukkan struktur internal iBooster generasi pertama.
Roda gigi cacing digunakan untuk deselerasi dua tahap untuk meningkatkan torsi gerak linier.Tesla menggunakan iBooster generasi pertama secara keseluruhan, serta semua kendaraan energi baru Volkswagen dan Porsche 918 menggunakan iBooster generasi pertama, Cadillac CT6 GM dan Bolt EV Chevrolet juga menggunakan iBooster generasi pertama.Desain ini dikatakan mengubah 95% energi pengereman regeneratif menjadi listrik, sangat meningkatkan daya jelajah kendaraan energi baru.Waktu respons juga 75% lebih singkat dibandingkan sistem EHB basah dengan akumulator tekanan tinggi.
Gambar kanan atas adalah Part # EHB-HBS001 Electric Hydraulic Brake Booster kami yang sama dengan gambar kiri atas.Rakitan kiri adalah iBooster generasi kedua, yang menggunakan worm gear tahap kedua ke sekrup bola tahap pertama untuk perlambatan, sangat mengurangi volume dan meningkatkan akurasi kontrol.Mereka memiliki empat produk seri dan ukuran booster berkisar dari 4,5kN hingga 8kN, dan 8kN dapat digunakan pada mobil penumpang kecil 9 kursi.
IBC akan diluncurkan pada platform GM K2XX pada tahun 2018 yang merupakan seri pikap GM.Perhatikan bahwa ini adalah kendaraan bahan bakar.Tentunya kendaraan listrik juga bisa digunakan.
Desain dan kontrol sistem hidraulik rumit, membutuhkan akumulasi pengalaman jangka panjang dan kemampuan permesinan yang sangat baik, dan bidang ini selalu kosong di China.Selama bertahun-tahun, pembangunan basis industrinya sendiri telah diabaikan, dan prinsip peminjaman telah diterapkan sepenuhnya;karena sistem pengereman memiliki persyaratan keandalan yang sangat tinggi, perusahaan baru tidak dapat dikenali sama sekali oleh OEM.Oleh karena itu, desain dan pembuatan bagian hidrolik dari sistem rem hidrolik mobil sepenuhnya dimonopoli oleh perusahaan patungan atau perusahaan asing, dan untuk merancang dan memproduksi sistem EHB, perlu dilakukan docking dan desain keseluruhan dengan bagian hidrolik, yang mengarah ke seluruh sistem EHB.Monopoli penuh perusahaan asing.
Selain EHB, ada sistem pengereman canggih EMB yang secara teori hampir sempurna.Itu meninggalkan semua sistem hidrolik dan memiliki biaya rendah.Waktu respons sistem elektronik hanya 90 milidetik, jauh lebih cepat daripada iBooster.Tapi ada banyak kekurangan.Kerugian 1. Tidak ada sistem cadangan, yang membutuhkan keandalan yang sangat tinggi.Secara khusus, sistem tenaga harus benar-benar stabil, diikuti dengan toleransi kesalahan dari sistem komunikasi bus.Komunikasi serial setiap node dalam sistem harus memiliki toleransi kesalahan.Pada saat yang sama, sistem membutuhkan setidaknya dua CPU untuk memastikan keandalannya.Kerugian 2. Tenaga pengereman kurang.Sistem EMB harus ada di hub.Ukuran hub menentukan ukuran motor, yang pada gilirannya menentukan bahwa tenaga motor tidak boleh terlalu besar, sedangkan mobil biasa membutuhkan tenaga pengereman 1-2KW, yang saat ini tidak mungkin untuk motor berukuran kecil.Untuk mencapai ketinggian, tegangan input harus dinaikkan secara besar-besaran, itupun sangat sulit.Kerugian 3. Suhu lingkungan kerja tinggi, suhu di dekat bantalan rem setinggi ratusan derajat, dan ukuran motor menentukan bahwa hanya motor magnet permanen yang dapat digunakan, dan magnet permanen akan mengalami demagnetisasi pada suhu tinggi .Pada saat yang sama, beberapa komponen semikonduktor EMB perlu bekerja di dekat bantalan rem.Tidak ada komponen semikonduktor yang dapat bertahan pada suhu setinggi itu, dan batasan volume tidak memungkinkan untuk menambahkan sistem pendingin.Kerugian 4. Diperlukan untuk mengembangkan sistem yang sesuai untuk sasis, dan sulit untuk memodulasi desain, yang mengakibatkan biaya pengembangan yang sangat tinggi.
Masalah gaya pengereman EMB yang tidak mencukupi mungkin tidak dapat diselesaikan, karena semakin kuat magnet magnet permanen, semakin rendah titik suhu Curie, dan EMB tidak dapat menembus batas fisik.Namun, jika persyaratan gaya pengereman dikurangi, EMB masih bisa praktis.Sistem parkir elektronik EPB saat ini adalah pengereman EMB.Lalu ada EMB yang terpasang di roda belakang yang tidak membutuhkan tenaga pengereman tinggi, seperti pada Audi R8 E-TRON.
Roda depan Audi R8 E-TRON masih berdesain hidrolik tradisional, dan roda belakang adalah EMB.
Gambar di atas menunjukkan sistem EMB dari R8 E-TRON.
Bisa kita lihat diameter motornya mungkin seukuran kelingking.Semua pabrikan sistem rem seperti NTN, Shuguang Industry, Brembo, NSK, Wanxiang, Wanan, Haldex, dan Wabco bekerja keras untuk EMB.Tentu saja, Bosch, Continental, dan ZF TRW juga tidak akan menganggur.Tapi EMB mungkin tidak akan pernah bisa menggantikan sistem pengereman hidrolik.
Waktu posting: 16 Mei-2022