01.14 宋楠:深度解析比亞迪漢車族技術狀態之IPB制動篇

宋楠:深度解析比亞迪漢車族技術狀態之IPB制動篇

2020年1月,新能源情報分析網前往室外溫度最低達到-28攝氏度的牙克石,對覆蓋著重度偽裝的比亞迪漢車族測試車進行全向技術評測。綜合目前獲得的相關信息研判,比亞迪漢車族將包括DM和EV(適配電四驅系統)兩大車系。其中DM車系搭載超級電四驅系統 、EV車系則適配電四驅技術。

因配置IPB制動技術解決方案,使得漢車族的在安全層面的制動距離和相應時間的縮短,直接提升整車主被動安全性能;制動分泵的制動片和制動盤被標定為“零”接觸,換來的是更低的行車電耗(針對漢EV車型)與更高的行車發電功率(針對漢DM車型)。

宋楠:深度解析比亞迪漢車族技術狀態之IPB制動篇

新能源情報分析網將會在持續推出比亞迪漢車族技術狀態解讀系列稿件,並對車型平臺、電驅動技術、超級磷酸鐵鋰電池技術、動力電池熱管理策略、充放電效率以及“3高”環境整車應用進行全向展示與分析。

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紅色箭頭:漢EV

藍色箭頭:漢DM

由於比亞迪漢車族適配的各分系統技術狀態依舊處於保密階段,不過從在售的全新一代唐車族、宋Pro車族中DM和EV車系所搭配的電驅動技術進行參照。漢車族的DM車系和EV車系,在驅動技術應該立足於現有技術進行“不同幅度”迭代式提升,並與宋Pro DM車系那樣交叉使用。

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比亞迪在持續優化和提升DM和EV技術狀態同時,為漢車族適配了與博世聯合開發的IPB技術解決方案。這種,針對新能源車型開發的行車制動、能量回收、智能駕駛等需求的技術解決方案,將成為全行業首發。

1、什麼是IPB制動技術解決方案:

IPB技術可以理解為,以電機作為驅動單元的制動系統,替代目前傳統燃油車和大多數新能源車使用的由真空泵、儲氣罐、制動總泵構成的帶有助力的制動系統。

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IPB模組單體包括電機(動力源)、閥體(分配源)、電腦(控制源)、制動總泵(執行機構)和儲液罐(能量載體)進行集成構成一個“電液一體化”的制動力發生、分配、傳遞總成。

集成在新能源車上的IPB制動技術解決方案,可以將能量回收、智能駕駛、車身姿態等諸多控制體系,與整車控制系統、電驅動系統進行“無縫連接”式的結合。

實際上,IPB制動技術解決方案的推出,為的就是讓新能源汽車(不具備傳統內燃機輸出真空氣體幫助制動總泵運行),通過“電液一體化”的制動系統,

首先,解決能量回收和制動力銜接的節點柔順性,提升驅動電機端的能量回收效率,降低對制動分泵(制動片和制動盤)的依賴性(磨損程度)。

其次,直接與整車控制系統(VCU)通聯,獲取更高級別的數據,通過計算梯次釋放控制力,讓車輛在加速與制動過程的車身姿態更穩定,提升駕乘人員舒適性。

最終,在法規建立完善的前提下,使得整車複雜的都市早高峰,頻繁的加速和制動工況下,既要與前車保持安全距離,又要警惕插隊車輛時,保持己方行車安全。

2、現有新能源車制動系統技術狀態:

目前,全球範圍量產的燃油車裝備的帶有真空助力的制動總泵+ABS系統,構成簡單、可靠的制動技術解決方案。只不過,根據車型的市場定位不同,帶有真空助力的制動總泵+ABS系統+ESP系統的功能愈加完善,具備更精準的制動力分配、牽引力控制、輪速差抑制等保障主動行車安全的效能。

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上圖為鄭州日產製造的納瓦拉適配的代真空助力的制動總泵與ABS閥體的特寫。真空助力器輸出真空氣體降低制動總泵反覆踩踏時的力矩,制動液通過管路輸入ABS閥體並經過計算,再分配不同力矩的制動液至全部車輪制動分泵,使得車輛加速與制動工況的姿態控制在安全範圍。

但是,基於傳統燃油車的制動系統和ABS系統(包括ESP系統),都依賴於傳統內燃機輸出的真空氣體,只不過來自ABS系統的電液能量佔比雖然有所提升,不能完全替代制動系統的機械能量。

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在中國市場量產的大部分新能源車,出於成本和技術的考量,配置了類似燃油車使用的帶有真空助力的制動總泵+ABS系統(包括ESP系統)。只不過,電動機替代內燃機真空氣體就由真空閥體和儲氣罐替代與制動總泵配合,構成了一套完整的“機電”制動系統。

這種真空閥體制造的真空氣體,通過儲氣罐存儲並傳遞至制動總泵的架構,依舊沒有擺脫傳統燃油汽車在高海拔地區空氣稀薄,或頻繁制動導致真空氣體消耗殆盡,引發的制動力助力效果降低的問題。

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2017年,北京現代製造的伊蘭特EV率先引入了由曼都提供的點液一體化制動技術解決方案。拋棄了真空閥體和儲氣罐,依靠電控壓力單元與制動閥體,對整車制動系統和能量回收系統進行聯合控制。這套被稱為iBAU的制動技術解決方案,最顯著的效能是提升能量回收效率,並替代一部分制動力。當能量回收產生的制動力不足,機械制動力介入時,車輛制動姿態更加線性。

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上圖為愛馳U5電動汽車集成,由博世提供的iBooster電液一體化制動總泵技術狀態特寫。這組2代iBooster技術解決方案,採用的是制動總成與ABS閥體單獨設定架構。

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上圖為北京現代製造的昂希諾EV適配曼都提供的2代iBAU電液一體化制動總泵技術狀態特寫。相對2017年量產的伊蘭特EV,2019年量產的昂希諾EV搭載的2代iBAU系統,將制動總泵與ABS閥體進行了整合,直接提升了信號反饋、計算、輸出和執行的速度。

顯然,為新能源車適配專用的車型平臺和電液一體化制動總泵技術解決方案,無疑是符合科學發展規律的技術路線。

3、比亞迪為什麼為漢車族適配IPB技術:

可以肯定的是比亞迪為漢車族配備的IPB制動技術解決方案中,將“AEB自動緊急制動”、“CRBS再生制動”和“CST舒適制動”功能作為標配。

通過這次牙克石高寒測試,筆者最直觀的體驗到集成IPB制動技術解決方案的漢車族中的DM車系和EV車系,在急加速時和緊急制動緩解,由於扭矩的縱向瞬間轉移,前後驅動橋的懸架行程會產生拉伸或擠壓動作。

在急加速時,車身重心向後驅動橋轉移,前懸架拉伸、後懸架擠壓;在緊急制動時,車身重心向前驅動橋轉移,前懸架擠壓、後懸架拉伸。

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對於百公里加速X.X秒的漢EV四驅版而言,IPB制動技術解決方案的介入,在急加速時更精準的控制前後驅動橋牽引力分配,獲得安全的行車姿態;在緊急制動時持續調節前後驅動橋制動力的分配,抑制重心向前轉移幅度和扭矩的釋放力度,使得前後懸架行程的拉伸和擠壓幅度相近,提升駕乘人員舒適性。

無論漢DM還是漢EV由於配置再次提升的超級電四驅技術和電四驅技術,在不同附著力的路況進行加速時,相同驅動橋兩側車輪、不同驅動橋的車輪,扭矩在分配速度較唐80更頻繁。

在不同附著力的路況進行緊急制動時,IPB制動技術解決方案的介入,力矩的分配更快速,始終將車姿態牢牢控制,保證駕乘人員安全。

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IPB技術解決方案不可避免的需要比亞迪工程師們,考慮到不同車型的前後驅動橋負載,不同動力源動力輸出切換過程中,帶來的控制策略的應對。

集成IPB制動技術解決方案的漢車族,TTL(Time To Lock)<150毫秒(TTL越小制動響應越好)。相對傳統車型,駕駛員制動時TTL降低50ms,對應的百公里制動距離相應減少了1.38米。制動響應時間短的另外一個好處是主動剎車AEB的性能會非常好,相對於傳統車型,主動制動時TTL降低了150-350毫秒。圍繞制動響應時間和制動距離縮短的結果,或將使漢車族在C-NACP測試中得到更優異的成績。

一個附加功能,比亞迪為漢車族開發了一個BDW功能(制動盤擦拭)。雨季行車時,雨水濺到了制動盤上,導致摩擦力會受到影響,BDW功能的出現可以自動消除制動盤上的雨膜,保證制動力處於正常狀態,為用戶提供更安全的行車保障。

4、迴歸傳統造車領域持續擴大漢車族技術優勢:

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前文提及IPB制動技術解決方案除了讓制動力量更線性,能量回收效率更高的優勢外,還有一項對於新能源車具有特別意義的貢獻,那就是可以節省制動分泵(制動盤和制動片)的損耗。

當下採用傳統真空助力的制動總泵、iBAU電液制動總泵、2代iBooster電液制動總泵的傳統車以及新能源車,適配的制動盤和制動片都採用適中處於“接觸”狀態,行駛時候開始浮動,但依舊存在制動力的設定。無形中,來自制動系統的能耗,從技術根源上被設計師所忽略。

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上圖為全新一代唐DM在駐車狀態,前制動分泵的制動盤與制動盤“齧合”狀態特寫。

漢DM或漢EV因為IPB系統的集成,能量回饋利用率達到>86%。在>90%的制動工況(都市用車模式)都可以通過驅動電機進行“反轉”起到制動作用,基本上很少用到液壓制動的部分,制動分泵的制動片使用率降至一個很小的狀態。在車輛滑行時的能量回饋和制動工況的能量回饋的穩定性,全部由IPB制動技術解決方案進行處理,通過接輪速傳感器,直接獲取車輪動態,快速高效的處理保證車輛穩定性。

由此,電驅動系統的能量回收效率更高,制動分泵的使用效率將會降低。在行車過程中,制動分泵的制動片與制動盤可以被設定為完全脫離接觸,不再被設定為“半聯動”的浮動狀態。

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IPB制動技術解決方案與漢DM和漢EV的結合,徹底擺脫來自制動分泵帶來的行駛中產生的油耗和電耗。這一突如其來的技術進化引發的能耗降低,在漢DM上轉化成液冷散熱的BSG行車發電效率的提升;在漢EV上轉化成百公里綜合電耗的降低。

截止筆者發稿之時,比亞迪漢DM和EV車型將成為全球首款使用IPB制動技術解決方案的中國製造的新能源車族。這也導致,IPB制動技術解決方案與技術更加複雜的DM車型的結合,沒有成熟方案可以借鑑。為了將IPB制動技術解決方案與漢DM和漢EV結合的更自然,用起來更柔順,比亞迪工程師們做了大量前期準備工作。

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尤其將在售其他車族的DM車型和EV車型遇到的問題全部理了一遍,最後都轉化到IPB系統控制策略裡面,力圖達到能量回饋利用率、穩定性、舒適性適配的最優狀態。

筆者有話說:

宋楠:深度解析比亞迪漢車族技術狀態之IPB制動篇

幾乎可以肯定的是漢車族僅包括DM和EV車型,燃油車將不再推出。此前,筆者撰寫了《綜合研判比亞迪漢車族電驅動及動力電池技術狀態》一文。其中就漢車族的車型平臺、電驅動和動力電池技術進行了預判。

比對,此次在牙克石對漢車族的高寒評測獲取的相關信息比對,

漢車族在電驅動技術提升基於現有DM和EV技術不同幅度的提升和應用;採用全新的超級磷酸鐵鋰電池技術,相對e6和K系列電動客車適配的磷酸鐵鋰電池,更多的性能進化基於結構優化(間接提升能量密度)。

宋楠:深度解析比亞迪漢車族技術狀態之IPB制動篇

漢車族在車型平臺技術的提升,源於正向研發的中大型平臺的細化。在滿足DM車型和EV車型設計標定同時,對不同尺寸超級磷酸鐵鋰動力電池、燃油箱和懸架的設定,以及IPB制動技術解決方案,比亞迪製造新能源的突破口再次從電驅動技術,轉向傳統造車層面。

基本上可以確定的是,漢車族的軸距接近3000mm,是否有利佈置密度性和能量型超級磷酸鐵鋰電池總成,並保證車身諸多功能符合預設需求。

宋楠:深度解析比亞迪漢車族技術狀態之IPB制動篇

讓人激動的是,比亞迪正在同和對外合作,尋求漢車族甚至改款全新一代唐車族以及後續推出的全新車族,操控性、舒適性的提升。為了迎合不同用車人群的需求,DM車型的經濟性和EV車型極端氣候續航里程穩定性的提升,也都將在漢車族上得到體現。

未完待續。。。


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