某純電動(dòng)車型配電動(dòng)真空泵高原制動(dòng)試驗(yàn)研究

張曉明 劉泉 余云龍 吳亞林

摘 ?要：結(jié)合某新開發(fā)純電動(dòng)車型配制動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)真空泵這一開發(fā)項(xiàng)目，來闡述整車制動(dòng)系統(tǒng)高原試驗(yàn)的方案制定、試驗(yàn)設(shè)備以及試驗(yàn)方法的確認(rèn)和實(shí)施，進(jìn)而得出高原制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析從而得出該車型所配置電動(dòng)真空泵對(duì)整車制動(dòng)性能影響，為這款純電動(dòng)汽車配備電動(dòng)真空泵的改進(jìn)和優(yōu)化提供準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵字：電動(dòng)真空泵;控制策略;高原制動(dòng)試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：U467.1+ ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? 文章編號(hào)：1005-2550（2022）01-0072-04

Experimental Study on Plateau Braking of a Pure Electric Vehicle Equipped with Electric Vacuum

ZHANG Xiao-ming， LIU Quan， YU Yun-long， WU Ya-lin

（ Chery Automobile Co.， Ltd， Wuhu 241006， China ）

Abstract： Combined with the development project of a newly developed pure electric vehicle equipped with electric vacuum pump for braking system， this paper expounds the scheme formulation， test equipment and confirmation and implementation of test method for plateau test of vehicle braking system， and then the test results of plateau braking system are obtained. According to the data analysis of test results， the influence of electric vacuum pump on vehicle braking performance is obtained， It provides accurate test data support for the improvement and optimization of electric vacuum pump for the pure electric vehicle.

Key Words： Electric Vacuum Pump; ?Control Strategy; ?Plateau Braking Test

1 ? ?引言

海拔越高，氣壓越低，真空泵等裝置提供給汽車制動(dòng)系統(tǒng)的真空度也就越低。為了確保所開發(fā)的車型能夠滿足不同海拔區(qū)域客戶群的駕駛需求，這要求汽車制動(dòng)性能開發(fā)工程師在車型制動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)時(shí)需將因真空度降低對(duì)車輛制動(dòng)性能影響降至最低，因此汽車在高原地區(qū)制動(dòng)性能的開發(fā)及驗(yàn)證成為汽車制動(dòng)系統(tǒng)整體開發(fā)過程中的必不可少的工作。本文將重點(diǎn)對(duì)某純電車型制動(dòng)系統(tǒng)配置的電動(dòng)真空泵在高原地區(qū)開展相關(guān)整車制動(dòng)工況試驗(yàn)，以此用來評(píng)估汽車制動(dòng)系統(tǒng)因真空度變化帶來的整車制動(dòng)性能的影響，為車輛制動(dòng)系統(tǒng)配備電動(dòng)真空泵以及控制策略的進(jìn)一步優(yōu)化提供重要參考。[1]

2 ? ?整車真空伺服系統(tǒng)組成及基本工作流程

2.1 ? 整車真空伺服系統(tǒng)組成

電動(dòng)汽車真空伺服系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括電動(dòng)真空泵、真空儲(chǔ)存罐、單向閥體、真空度傳感器以及真空助力器。測(cè)試車型的電動(dòng)真空泵在整車真空伺服系統(tǒng)中的布置，見圖1：

2.2 ? 真空伺服系統(tǒng)基本工作流程

駕駛?cè)藛T踩制動(dòng)踏板的過程中，真空助力器會(huì)持續(xù)性地消耗系統(tǒng)真空度VACb。當(dāng)系統(tǒng)真空度VACb被真空度傳感器檢測(cè)到其數(shù)值已經(jīng)達(dá)到設(shè)定的最低值VACon時(shí)，自行啟動(dòng)真空泵進(jìn)行系統(tǒng)真空的補(bǔ)充;當(dāng)系統(tǒng)真空度達(dá)到設(shè)定最高值VACoff時(shí)，真空泵立即停止工作。[2]

依據(jù)整車狀態(tài)，系統(tǒng)低壓上電后先進(jìn)行自檢，如果所有信號(hào)正常，控制策略按圖2流程執(zhí)行。

3 ? ?高原制動(dòng)試驗(yàn)方案

通過在2800m、4100m和4700m不同海拔高度的高原地區(qū)開展整車制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)，評(píng)估車輛隨著海拔高度的上升，車輛制動(dòng)系統(tǒng)真空度下降對(duì)整車制動(dòng)性能的影響。

以下試驗(yàn)方案中相關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目按照公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條款執(zhí)行。

3.1 ? 真空助力器真空度檢查試驗(yàn)

3.1.1 車輛靜態(tài)

車輛靜止不啟動(dòng)，連續(xù)深踩制動(dòng)踏板多次，只至消耗完真空助力器內(nèi)真空，然后啟動(dòng)測(cè)試車輛，從操控制動(dòng)踏板開始，全過程地記載制動(dòng)系統(tǒng)的真空度變化曲線和穩(wěn)定后的真空度。

3.1.2車輛勻速行駛工況

啟動(dòng)車輛后，分別以30km/h、60km/h車速進(jìn)行勻速行駛，先預(yù)制動(dòng)一次（達(dá)到電動(dòng)真空泵工作的點(diǎn)），然后加速至需要試驗(yàn)的車速并保持勻速行駛，同時(shí)記錄下真空度隨著時(shí)間變化的曲線和穩(wěn)定后的真空度。[3]

3.2 ? 特殊工況制動(dòng)試驗(yàn)

3.2.1急加速緊急制動(dòng)工況

啟動(dòng)車輛，掛入前進(jìn)擋，油門全開急加速到30km/h，以最大的制動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)直至車速為0km/h，重復(fù)4次并全程記錄真空度變化。

急加速至60km/h，重復(fù)上述操作。

3.2.2模擬移庫(kù)制動(dòng)工況

啟動(dòng)車輛，掛入前進(jìn)擋，松開制動(dòng)踏板怠速行駛（如車輛無法行駛，以最小油門使車輛起步后松開油門），進(jìn)行低減速度的制動(dòng)，直到車停時(shí)松開制動(dòng)踏板，同樣的試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行四次（每次制動(dòng)間隔時(shí)間≤3s）;掛倒車擋重復(fù)以上操縱。

3.3 ? 試驗(yàn)設(shè)備

本次試驗(yàn)使用Vector CANape設(shè)備采集整車CAN總線相關(guān)信號(hào)，主要包括制動(dòng)踏板信號(hào)、真空助力器的真空度信號(hào)、車速信號(hào)和電動(dòng)真空泵開關(guān)信號(hào)。

3.4 ? 試驗(yàn)場(chǎng)地

該車型高原制動(dòng)試驗(yàn)開展地點(diǎn)在青海省格爾木市周邊、西大灘及昆侖山口附近，是典型的青藏高原地區(qū)，海拔高度覆蓋2800m～4700m區(qū)間。

試驗(yàn)開展地點(diǎn)分布圖，見圖3：

4 ? ?高原制動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果

4.1 ? 真空助力器真空度檢查試驗(yàn)結(jié)果

4.1.1車輛靜態(tài)真空助力器真空度檢查試驗(yàn)結(jié)果，見表1：

4.1.2車輛勻速行駛真空助力器真空度檢查試驗(yàn)結(jié)果，見表2：

4.2 ? 特殊工況制動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果

4.2.1急加速緊急制動(dòng)工況試驗(yàn)結(jié)果，見表3：

4.2.2模擬移庫(kù)制動(dòng)工況試驗(yàn)結(jié)果

在開展模擬移庫(kù)制動(dòng)工況試驗(yàn)過程中，當(dāng)連續(xù)踩踏制動(dòng)踏板時(shí)真空助力器真空壓力會(huì)上升至-10kPa以上，且若不松開制動(dòng)踏板，真空助力器真空壓力不下降（電動(dòng)真空泵不工作），導(dǎo)致駕駛?cè)藛T會(huì)感覺制動(dòng)踏板很硬，制動(dòng)效果很差，測(cè)試結(jié)果的曲線見圖4：

真空助力器真空壓力信號(hào)關(guān)系圖

5 ? ?高原制動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果分析

5.1 ? 真空助力器真空度檢查結(jié)果分析

從表2、表3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：1.在海拔高度2800m時(shí)，車輛在靜態(tài)和低速工況下，制動(dòng)系統(tǒng)的真空度數(shù)值是一致的，即電動(dòng)真空泵停止工作的控制策略閥值一致;中高速工況下，制動(dòng)系統(tǒng)可達(dá)到的真空度要比靜態(tài)和低速工況的大。2.在海拔高度4100m和4700m時(shí)，整車制動(dòng)系統(tǒng)可達(dá)到的最大真空度數(shù)值相同。3.隨著海拔的上升，測(cè)試車輛的制動(dòng)系統(tǒng)的真空度出現(xiàn)下降趨勢(shì)。[4]

5.2 ? 特殊工況制動(dòng)結(jié)果分析

從表4的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：1.在海拔高度2800m，連續(xù)4次緊急制動(dòng)工況下，第2腳、第3腳、第4腳制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)的真空度都可以恢復(fù)到第一腳制動(dòng)時(shí)的狀態(tài)。2.在海拔高度4100m和4700m，連續(xù)4次制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)真空度呈現(xiàn)下降狀態(tài)，不能恢復(fù)到第1腳制動(dòng)時(shí)的真空度。

從圖4的曲線表明：制動(dòng)系統(tǒng)真空助力器端的壓力接近為0kPa，踩制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)真空度不恢復(fù)也就是說電動(dòng)真空泵未開始工作。

從真空度助力器真空度檢查試驗(yàn)和特殊工況制動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果的分析可知：1.在海拔2800m時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)真空泵抽氣效率表現(xiàn)良好;2.在海拔高度4100m和4700m時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)真空泵抽氣效率表現(xiàn)一般;3.電動(dòng)真空泵啟動(dòng)閥值即使已經(jīng)達(dá)到，但在不松開踩制動(dòng)踏板的情況下，電動(dòng)真空泵同樣不工作。[5]

6 ? ?結(jié)論

該車型所配的電動(dòng)真空泵抽氣效率需要進(jìn)一步提升，以便更好地滿足高原地區(qū)使用需求;電動(dòng)真空泵的控制策略同樣需要進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，踩制動(dòng)踏板模式下，制動(dòng)系統(tǒng)真空度已經(jīng)達(dá)到電動(dòng)真空泵啟動(dòng)閥值，應(yīng)允許電動(dòng)真空泵工作。建議在電動(dòng)真空泵抽氣效率得以提升以及控制策略優(yōu)化后，開展整車驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

[1]王變變. 新能源汽車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)[J]. 時(shí)代汽車2021，（08）：103-104.

[2]韓厚祿.EV車制動(dòng)真空助力系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 天津科技，2017，44（11）：66-67.

[3]祝浩.電動(dòng)汽車制動(dòng)真空助力系統(tǒng)不能夠真空度值可信度故障檢測(cè)方法研究[J]. 汽車科技，2020，（04）：17-19.

[4]韋光.電動(dòng)真空泵布置匹配研究[J].汽車零部件， 2018，44（11）：29-33.

[5]楊海斌.關(guān)于新能源汽車真空罐性能的研究[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2020，（06）：1-3.

專家推薦語

孫立清

北京理工大學(xué)中關(guān)村校區(qū)

機(jī)械與車輛學(xué)院 ? 副教授 ? 博士（后）

論文結(jié)合某新開發(fā)純電動(dòng)車型配制動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)真空泵這一開發(fā)項(xiàng)目，闡述了整車制動(dòng)系統(tǒng)高原試驗(yàn)的方案制定、試驗(yàn)設(shè)備以及試驗(yàn)方法的確認(rèn)和實(shí)施。論文獲得了高原制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果，并得出了其所研究車型所配置電動(dòng)真空泵對(duì)整車制動(dòng)性能影響，這為配備電動(dòng)真空泵的改進(jìn)和優(yōu)化提供準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。論文結(jié)合實(shí)際，理論與實(shí)際相結(jié)合，有一定學(xué)術(shù)水平，論述科學(xué)，設(shè)計(jì)合理，方法可靠，數(shù)據(jù)可信，有實(shí)用價(jià)值;論文語言通順，條理清楚，符合邏輯，同意全文發(fā)表。