近期,比亚迪的全新车型汉在牙克石进行高寒测试,引发关注。这款车型引入了一个新颖的概念——“IPB智能集成制动系统”。虽然制动系统,也就是我们常说的刹车,看似简单易懂,即通过踩下踏板使刹车片与刹车盘产生摩擦,从而降低车轮转速使车辆停下。这个系统在传统汽车上已沿用多年,但比亚迪是如何将其变得智能且集成的呢?要解答这个问题,我们需要先回顾一下传统刹车系统的基础知识。
上图展示了我们日常驾驶中常见的传统汽车刹车系统的主要构成,它包括了刹车踏板、连杆、真空助力器、制动总泵、刹车油管以及分布在各个车轮的制动泵等组件。
其工作原理相对直观:当你踩下刹车踏板时,连杆的推力会经过真空助力器的放大,进而推动刹车油进入油管。根据帕斯卡定律,这种压力会无损失地传递到车轮的制动系统,驱动制动活塞和卡钳等部件开始工作。这种纯机械结构的优点在于其可靠性和简洁性。尽管后来引入了ESP/ESC系统,但并未改变这套传统机械真空助力式制动系统的基本结构。然而,对于纯电动汽车来说,由于取消了内燃机,这种依赖真空的制动系统就显得不那么适用了。
针对新能源汽车的制动需求,目前主要有两种解决方案:一是增加电子真空泵来产生真空,这样可以继续使用传统的真空助力器,但缺点是电子真空泵提供的真空度有限,且寿命和噪音问题较为突出;二是采用电动助力方式,如ibooster或ebooster,这种方式不受真空限制,但成本较高。2013年,博世公司推出了基于直接电液压制动系统的ibooster,目前国内广泛应用的是其第二代技术。这项技术通过改进减速机构和控制精度,实现了体积缩小和成本降低,已被多个自主品牌如荣威、蔚来等采用。
ibooster制动技术的工作原理是通过内部传感器感知驾驶者的刹车动作,并将其转化为信号传递给制动泵中的电机控制单元。控制单元计算出所需的扭矩后,通过二级齿轮单元将该扭矩转化为助力器阀体的伺服制动力,最终驱动放大机构推动制动泵工作,实现制动。此外,ibooster还能通过解耦实现制动能量回收的最大化,这对于纯电动汽车来说具有重要意义。
为了满足未来智能化需求更高的L3和L4级别自动驾驶,博世在第二代ibooster的基础上进一步研发了线控制动系统——IPB。IPB实际上是iBooster和ESP的合并版,不仅体积和重量大幅减小,更重要的是成本显著降低。据比亚迪官方介绍,由于配备了IPB制动系统,全新车型汉在制动距离和响应时间方面都有所改善,从而提升了整车的主动和被动安全性能。同时,通过优化制动分泵的制动片和制动盘的接触状态,还实现了更低的行车电耗和更高的行车发电功率。
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