大众e-up电动汽车系统结构原理分析

2.电子机械式制动助力器eBKV

制动助力通过电子机械式制动助力器eBKV产生。e-up车型中eBKV的优点包括不依赖低压的制动助力器、联合制动功能、改进的压力升高动态特性、较高的压力点精度和均匀的制动踏板特性/踏板力。

(1)结构：电子机械式制动助力器安装在发动机舱中，它与制动系统蓄压器VX70和ESC/ABS相连接。电子机械式制动助力器包括制动助力器控制单元J539、发动机/变速器单元、eBKV推杆和串联式制动主缸，其外观如图26所示。

图26 电子机械式制动助力器外观

(2)功能：驾驶员踩下制动踏板，通过推杆对踏板力进行控制并通过活塞杆传递到串联式制动主缸。为此将推杆以特定值向左移动，该数值通过制动踏板位置传感器G100传输到制动助力器控制单元J539，同时eBKV识别发动机位置。这一信息由安装在发动机/变速器单元中的制动助力器的发动机位置传感器G840提供。通过驾驶员制动要求信息和发动机位置，eBKV的制动助力器控制单元J539计算出所需的制动助力。在此加强套筒从轴向运动，为小齿轮轴向左侧移动，为驾驶员施加的踏板力提供支持。制动力通过e-up车型中的eBKV提高了6倍。制动助力器内部结构如图27所示。

图27 制动助力器内部结构

3.制动系统蓄压器VX70

制动系统蓄压器VX70储存根据需求供应的制动液，并将其流回到制动系统中，目的是降低制动压力。

(1)结构：制动系统蓄压器VX70与串联式制动主缸直接连接，如图28所示。如果车辆通过三相电流驱动装置VX54(发电机运行模式)制动，则未使用的制动液将储存在制动系统蓄压器VX70中。

(2)功能：通过系统元件实现联合制动(brake blending)功能。如果制动助力器控制单元J539识别到发电机制动力不充分，则制动液在压力下从制动系统蓄压器VX70被输送到制动系统中。信号由制动助力器控制单元J539发送到制动系统蓄压器VX70控制单元。

图28 制动系统蓄压器(VX70)

如果有足够的发电机制动力，则卸载车轮制动器上的制动压力，这是通过接收制动系统蓄压器VX70中的制动液实现的。为此应将活塞通过发动机拉回到能量回收制动压力存储器V545中。

4.联合制动

根据法律规定，应对三相电流驱动装置不稳定的电子制动进行自动补偿。制动期间电子和液压制动之间的切换被称为联合制动(Brake blending)。目的是使制动踏板上的力和行程始终相同。无论是通过电子(通过三相电流驱动装置)或是液压(通过车轮制动器)的制动方式。

如图29所示，三相电流驱动装置能够在发电机运行模式下在车辆的驱动车桥上产生一个制动扭矩。这一扭矩取决于车速、蓄电池电量和高压蓄电池温度以及三相电流驱动装置的转速和扭矩。这种依赖关系会导致不稳定的电子制动，因此必须进行液压补偿，这种补偿与驾驶员的意愿无关。通过eBKV的制动助力器控制单元J539可实现电子制动和车轮制动器制动之间的自动调节。

图29 联合制动示例

(1)制动要求：如图30所示，驾驶员踩下制动踏板，对车辆进行制动并在必要时完全停止运行。根据制动踏板的位置，制动助力器控制单元J539确定驾驶员的意愿。

图30 制动要求

(2)摩擦制动：如图31所示，根据驾驶员的制动意愿在液压制动系统中形成压力，以降低车辆的速度。

图31 摩擦制动

(3)通过能量回收制动提供支持：eBKV的制动助力器控制单元J539从电动装置的电子功率和控制装置JX1中获取信息，三相电流驱动装置VX54能够为液压制动系统提供支持。当车速较高时，根据提供的发电机制动扭矩，不是产生制动压力就是卸载制动压力。如果车速降低，则发电机制动扭矩提高。根据产生的发电机制动扭矩卸载车轮上的制动压力，为此制动系统蓄压器VX70将接收制动液并卸载液压制动系统中的压力，这样可以在已知的时间内仅通过发电机扭矩进行制动，如图32所示。

图32 通过能量回收为制动提供支持

(4)三相电流驱动装置的支持不足：如图33所示，如果在制动期间发电机扭矩下降，则制动助力器控制单元J539向制动系统蓄压器控制单元VX70发送一个信号。蓄压器因此将存储的制动液输送到制动系统中，液压制动系统中的压力随之增加，在车辆制动直到静止时会出现这种情况。当车速低于10km/h时将减小产生的扭矩，车辆只能通过液压制动。

图33 三相电流驱动装置的支持不足

图34 全新ESC/ABS系统

5.ESC/ABS系统

如图34所示，TRW(Thompson Rano Wooldridge，EBC 460)公司的全新ESC/ABS系统能够快速建立并长时间保持制动压力。

(1)E-MSR：电子发动机阻力矩控制系统(E-MSR)识别到驱动轮因发动机的制动作用而打滑。能量回收限制系统是对电子发动机阻力矩控制系统(E-MSR)的扩展。它防止过高的能量回收功率使行驶性能变得不稳定并因此造成车轮抱死。如有必要，提高发动机的拖曳扭矩，这是在低于所有摩擦系数的情况下。

(2)E-HBV：电子液压制动助力器当电子机械式制动助力器(eBKV)无法提供足够的压力时，例如当eBKV失灵时，(E-HBV)可以通过ESC控制单元增加制动力。

编辑：黄飞