新能源汽車制動(dòng)系統(tǒng)常見故障分析

0 引言

新能源汽車主要特點(diǎn)為能源裝置創(chuàng)新，從而達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、無污染等目的，近年來在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展

。目前，新能源汽車按照驅(qū)動(dòng)類型及動(dòng)力來源主要分為純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車(油電混合汽車)、燃料電池電動(dòng)汽車、太陽能汽車等。其中，純電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車是目前市面上應(yīng)用最為廣泛的新能源汽車類型，以純電動(dòng)汽車為例，其基本結(jié)構(gòu)及組成如圖1所示。制動(dòng)系統(tǒng)是一種汽車安全系統(tǒng)。汽車制動(dòng)系統(tǒng)主要控制制動(dòng)器對(duì)汽車部件施加壓力，致使汽車輪胎減緩或停止運(yùn)動(dòng)。大多數(shù)汽車事故是由于汽車制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的，導(dǎo)致汽車出現(xiàn)甩尾和側(cè)滑，以及翻車和碰撞事故，增加了汽車行駛中的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，有必要深入分析研究新能源汽車制動(dòng)系統(tǒng)的常見故障，提出有效的維修措施。

1 新能源汽車制動(dòng)系統(tǒng)概述

在汽車制造產(chǎn)業(yè)極速發(fā)展的背景下，汽車保有量也越來越高，人們開始將注意力從車輛的行駛速度向車輛行駛安全性上轉(zhuǎn)移。所以在車輛的制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面必須保證行駛中制動(dòng)及停車后制動(dòng)的安全穩(wěn)定性。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)與車輛的車架進(jìn)行連接，主要通過增加剎車盤與工作中的車輪的摩擦力，迫使車輛的車輪進(jìn)行減速運(yùn)動(dòng)。

汽車制動(dòng)系統(tǒng)逐漸走向電子化，電子制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用可以改善汽車駕駛舒適性及安全性，提高汽車制動(dòng)穩(wěn)定能力。汽車制動(dòng)系統(tǒng)主要是在剎車踏板與剎車片之間有著精密的機(jī)械傳動(dòng)，但是電子制動(dòng)系統(tǒng)將這些機(jī)械傳動(dòng)轉(zhuǎn)變成電路系統(tǒng)，通過傳輸電信號(hào)控制各個(gè)控制單元。通過電子制動(dòng)系統(tǒng)里的程序控制制動(dòng)力度的大小及各軸上制動(dòng)力的大小，可以輕松實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的ABS和ASR的功能

。新能源車輛制動(dòng)系統(tǒng)基本需求如表1所示。

2 類型

2.1 采用電子真空泵的新能源汽車制動(dòng)系統(tǒng)

目前，真空助力器與液壓制動(dòng)管路仍然被許多新能源汽車所使用，當(dāng)新能源汽車運(yùn)行后，電子控制元件會(huì)進(jìn)行自我檢測(cè)，同時(shí)位于真空罐內(nèi)的傳感器將真空管內(nèi)的真空壓力轉(zhuǎn)變成電信號(hào)進(jìn)行傳輸，電子控制系統(tǒng)根據(jù)傳輸過來的電信號(hào)判斷真空罐的真空度，真空度低于正常值，就會(huì)控制真空泵進(jìn)行工作，直至真空壓力傳感器傳輸?shù)碾娦盘?hào)達(dá)到真空度的正常值，電子控制系統(tǒng)控制真空泵不再進(jìn)行抽真空作業(yè)。由于多次制動(dòng)作業(yè)的消耗，真空罐的真空度會(huì)慢慢降低，當(dāng)降低到正常值后，真空泵會(huì)再一次啟動(dòng)，進(jìn)行抽真空作業(yè)，從而實(shí)時(shí)保持真空罐內(nèi)的真空度，這樣駕駛員所感受到的制動(dòng)效果跟傳統(tǒng)燃油汽車的機(jī)械制動(dòng)效果相同。

2.2 采用智能化助力器的新能源汽車制動(dòng)系統(tǒng)

目前，汽車制動(dòng)系統(tǒng)大多數(shù)還是依靠真空助力器進(jìn)行制動(dòng)，這樣就會(huì)依靠真空罐所提供的真空源，若要取代真空助力器，就需要在剎車踏板與制動(dòng)缸體之間安裝智能助力系統(tǒng)

。目前，博世公司已經(jīng)開發(fā)出一種iBooster的智能助力器，該智能助力器主要由電子控制系統(tǒng)與電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，將不再依靠真空助力器，制動(dòng)踏板在踩下時(shí)，不再傳遞電信號(hào)或者動(dòng)力，而是智能助力器根據(jù)踏板位置的變化判斷制動(dòng)力的大小，同時(shí)根據(jù)新能源汽車的行駛狀態(tài)綜合分析出所需要的制動(dòng)力，同時(shí)防抱死電子穩(wěn)定系統(tǒng)根據(jù)車輛狀況控制制動(dòng)力再分配給四個(gè)車輪制動(dòng)盤上。

從混交林的樹種結(jié)構(gòu)來分析：針葉混碳儲(chǔ)量最大，其碳儲(chǔ)量99976 t，占混交林碳儲(chǔ)量的51.64%?；旖涣痔济芏?1.58 t·hm-2，低于全國混交林碳密度(48.19 t·hm-2)。針葉混碳密度43.89 t·hm-2，高于全國混交林碳密度(41.66 t·hm-2)；闊葉混碳密度39.35 t·hm-2，低于全國混交林碳密度(58.47 t·hm-2)；針闊混碳密度39.38 t·hm-2，低于全國混交林碳密度(44.45 t·hm-2)[3]。詳見表4。

二是通過應(yīng)用服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中存儲(chǔ)的各傳感器數(shù)據(jù)從多個(gè)維度進(jìn)行分析,將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析并展現(xiàn)到互聯(lián)網(wǎng)上、微信等手機(jī)APP。

iBooster智能助力器完全依靠電路對(duì)整個(gè)制動(dòng)過程進(jìn)行控制，這種制動(dòng)方式使得制動(dòng)更加順滑，沒有頓挫感，同時(shí)，制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間非常短，是傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)效果所無法達(dá)到的。助力器的電子控制模塊與車身穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)作，實(shí)現(xiàn)車輛動(dòng)能的回收再利用，從而使新能源汽車更加的節(jié)能環(huán)保。國內(nèi)也公開了一套MKC1制動(dòng)系統(tǒng)，該制動(dòng)系統(tǒng)的方式與博世公司的制動(dòng)系統(tǒng)不盡相同，但是該系統(tǒng)不單單取代了真空助力制動(dòng)系統(tǒng)，還將汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)與汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。其優(yōu)點(diǎn)在于更加集成化與緊湊化，極大地提高了汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)與汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)速度，并且由于各系統(tǒng)集中在同一個(gè)模塊上，電子控制系統(tǒng)就可以將所有需要執(zhí)行的制動(dòng)動(dòng)作直接進(jìn)行控制，避免多次傳輸減少響應(yīng)時(shí)間，保證行駛安全。

2.3 采用線控制動(dòng)的新能源汽車制動(dòng)系統(tǒng)

在檢測(cè)真空助力制動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí)，先對(duì)儀表器上顯示的錯(cuò)誤代碼進(jìn)行分析，隨后將診斷儀器連接到真空泵上，讀取真空泵工作時(shí)的電壓、電流及真空壓力等狀態(tài)數(shù)據(jù)與錯(cuò)誤代碼，并進(jìn)行初步判斷造成故障的原因。

3 常見故障與解決方法

3.1 車輛剎車變硬

當(dāng)出現(xiàn)剎車警示燈常亮?xí)r首先應(yīng)該排除硬件問題，然后檢查相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。如電池溫度是否過高或者系統(tǒng)檢測(cè)到偶發(fā)故障進(jìn)而車輛出現(xiàn)剎車指令，常用解決方法是停車重啟。

3.2 剎車警示燈常亮

車輛剎車變硬的原因主要包括汽車真空泵電機(jī)損壞、儲(chǔ)氣罐太小、功率限制等原因，具體解決方法如表2所示。

4 常見維修技術(shù)與日常維護(hù)

4.1 故障碼及數(shù)據(jù)流的讀取

隨著新能源汽車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)的不斷更新，線控制動(dòng)系統(tǒng)將會(huì)成為主流制動(dòng)方式，線控制動(dòng)系統(tǒng)主要通過電子制動(dòng)器、機(jī)電動(dòng)作器及電源等裝置完全替代傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)，沒有傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)中的各種液壓元件，其結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、制動(dòng)響應(yīng)速度更快速等。線控制動(dòng)系統(tǒng)在制動(dòng)過程中制動(dòng)力大小的調(diào)節(jié)主要由電子控制單元完成，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反轉(zhuǎn)產(chǎn)生制動(dòng)力，在電子控制單元設(shè)定不同程序，就可以對(duì)制動(dòng)踏板傳輸?shù)碾娦盘?hào)及車輛實(shí)際行駛的狀態(tài)、速度等信息進(jìn)行分析，將指令傳輸給制動(dòng)電機(jī)，并控制制動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)產(chǎn)生制動(dòng)力，達(dá)到車輛的制動(dòng)工作，制動(dòng)力的變化及分配給各個(gè)輪胎的制動(dòng)力可根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整與控制。但是，線控制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)仍不成熟，還有許多問題需要解決

。

1.2.5 流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞周期變化 將轉(zhuǎn)染的細(xì)胞用胰酶消化后用70% 的乙醇4 ℃固定2 h；離心后在細(xì)胞中加入0.5 ml碘化丙啶染色液，重懸細(xì)胞，37℃避光溫浴30 min，用流式細(xì)胞儀在激發(fā)波長488 nm處檢測(cè)紅色熒光，同時(shí)檢測(cè)光散射情況。采用適當(dāng)分析軟件進(jìn)行細(xì)胞DNA含量分析和光散射分析。

4.2 真空泵和控制系統(tǒng)的功能檢測(cè)

當(dāng)車輛制動(dòng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，真空泵中的真空壓力值會(huì)保持在50～70 kPa之間，由于制動(dòng)踏板踩下后會(huì)造成真空泵中的真空壓力降低，當(dāng)壓力范圍不在規(guī)定范圍內(nèi)后，通過真空壓力傳感器會(huì)啟動(dòng)真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)真空度達(dá)到規(guī)定范圍后停止運(yùn)轉(zhuǎn)，由此可以判定真空泵及制動(dòng)系統(tǒng)知否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。當(dāng)真空泵出現(xiàn)異響后應(yīng)該及時(shí)對(duì)真空泵內(nèi)部進(jìn)行檢查。

本文在基于RGB顏色空間的葉片圖像常規(guī)分割方法基礎(chǔ)上，用改進(jìn)的快速截留超綠——超紅算法對(duì)不同的葉片樣本進(jìn)行了處理。結(jié)果表明：

4.3 真空管路密封性檢測(cè)

對(duì)汽車進(jìn)行制動(dòng)，促使真空泵進(jìn)行工作，檢查連接真空泵的軟管是否漏氣，檢查整個(gè)氣管連接的接頭是否松動(dòng)與損壞，制動(dòng)軟管不得彎曲變形，不能碰觸到任何汽車零件。

4.4 相關(guān)線路檢查

對(duì)真空助力制動(dòng)系統(tǒng)的電路圖進(jìn)行分析，充分了解其工作原理，根據(jù)電路圖判斷真空泵的主要供電熔絲的位置，并檢查保險(xiǎn)盒內(nèi)的熔絲是否熔斷，若熔斷需更換電熔絲。根據(jù)電路圖找到連接真空壓力傳感器的端子、傳感器信號(hào)的傳輸與搭鐵端子及真空泵的接線端子，并用電壓表對(duì)各個(gè)端子進(jìn)行測(cè)量，從而判斷傳感器、信號(hào)傳輸器及真空泵的供電是否正常；新能源汽車的真空泵所需電壓為14 V，不同于傳統(tǒng)汽車的12 V，這點(diǎn)需要格外注意。

4.5 完工后的常規(guī)檢查

當(dāng)汽車制動(dòng)系統(tǒng)故障排除后，仍需定期對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查與維護(hù)。不僅對(duì)剎車盤進(jìn)行檢查還需針對(duì)真空助力制動(dòng)系統(tǒng)的管路狀態(tài)與相應(yīng)的插頭是否松動(dòng)做到及時(shí)維修保養(yǎng)。當(dāng)儀表盤顯示“READY”時(shí)，就表示汽車制動(dòng)系統(tǒng)故障完全排除，車輛可正常使用。

5 總結(jié)

制動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)在保障新能源汽車安全性能上發(fā)揮著重要作用。本文著重分析了新能源汽車制動(dòng)系統(tǒng)常見故障的診斷措施。不論是汽車制造商、汽車維修企業(yè)或汽車用戶都應(yīng)該深入了解制動(dòng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與組成，只有這樣才能在突發(fā)狀況下保障人身安全。

[1] 范琨,鄭琳,羅躍綱.汽車制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷現(xiàn)狀綜述[J].大連民族大學(xué)學(xué)報(bào),2020,22(3):208-212.

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