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宝马BMWi电动汽车制动系统剖析
来源:汽车电器  作者:佚名  2018-05-02 09:10:51



    摘要:宝马BMWi电动汽车制动系统是在普通液压制动系统的基础上,增设了电子真空制动助力系统,制动时实现制动能量回收,同时满足制动时对汽车舒适性的要求。文章还介绍了该电动汽车制动系统的主要部件和电子驻车制动器。

    宝马BMWi是宝马集团全新的子品牌,代表创新型汽车和机动性服务,通过对高端品质的全新解读,增加个性化车辆方案的机动性方案,以提高整个增值链中产品与品牌的可持续平衡发展。宝马BMWi3为宝马集团第一款纯电动批量生产的车型,已于2013年的第4季度上市。BMW18(代码112)以其独特的插电混合动力方案,使内燃机和电机驱动装置共同形成独特的驾驶体验,同时实现了非常低的油耗和排放量。这2种车型都采用了高电压系统和制动能量反馈回收系统。

    1 液压制动系统
    宝马BMWi电动汽车制动系统采用对角分布式双回路液压制动系统,即左前制动器和右后制动器共使用一组制动回路;右前制动器和左后制动器共使用另一组制动回路。当一个制动回路失灵时,可通过另一组回路产生制动力,还可在制动过程中进行车桥负荷的动态分配,使前桥较后桥承担更多的制动压力二制动系统液压回路如图1所示,由制动总泵、制动液压控制总成和4个制动分泵组成。

    液压制动系统的一般工作原理:当驾驶人员踩下制动踏板时,制动总泵内的油压上升,通过管路和阀门到达车轮制动器制动分泵,制动分泵内的油压升高使制动摩擦片紧压在制动盘上,使车轮带动旋转的制动盘转速减慢,直至停止运转。
    宝马BMWi电动汽车制动系统,在普通液压制动系统的基础上增设了制动能量回收功能,下面以一个车轮制动器为例,介绍制动能量回收时液压控制总成DSC单元内的工作原理流程,如图2所示,图2中红色箭头表示具体制动时液压系统内的压力增加情况。其工作原理分为ABC 3种情况。

    情况A:纯制动能量回收阶段,当踩下制动踏板时由制动总泵的串联制动主缸排出的制动液,通过隔离阀、输入阀、输出阀收集在液压控制总成DSC单元的一个低压蓄压器内;通过制动踏板角度传感器读取驾驶员的制动要求,再通过FlexRay数据总线将相关信息发送至动力电子系统DME,DME将制动力矩分配给高电压的动力发电一体机,将制动力矩转换成电能进行回收。液压压力情况如图2a所示。
    情况B:能量回收和液压制动同时进行阶段,如果达到了发电模式下的最大制动功率,且制动踏板行程继续增大,就会关闭输出阀并产生液压压力,这样会使电机和液压制动器的制动效果叠加。液压压力情况如图2b所示。
    情况C:关闭制动能量回收阶段,如果出现故障导致能量回收式制动突然失效,系统就会立即通过液压控制总成DSC液压单元内的活塞液压泵将收集在低压蓄压器内的制动液输送至车轮制动器,并产生与当前减速度要求所需要的制动压力。由于隔离阀的单向关闭作用,使驾驶员在操作脚制动时不易觉察,并随时可提高制动力达到车辆的减速制动停车需求。液压压力情况如图2e所示。
    宝马BMWi电动汽车制动系统使用较大制动踏板行程实现制动能量回收,但当车速超过160km/h时,系统限制不再进行制动能量回收利用,以免相关组件过载。在车辆低于10 km/h时,系统限制也不再进行制动能量回收利用,来确保行驶的舒适性。在车速10- 160 km/h运行区间通过前后2个车桥进行制动能量回收时,利用纯电机制动方式可以实现最高约2.5 m/s 2的制动减速度,同时仪表盘上会点亮制动系统能量回收报警灯。

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