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清华大学教授张俊智:新能源汽车的制动系统与能量回馈

2018-12-11 07:31 来源: 盖世汽车

2018年12月7日-8日,以“创新驱动、技术引领”为主题的2018第六届“汽车与环境”创新论坛在上海·安亭正式举办。本次论坛完整覆盖汽车行业技术领域的研讨,旨在进一步促进整车企业与零部件企业之间对技术发展趋势的探讨、加强汽车行业专家之间的交流互动、增强整车与零部件企业的交流、搭建合作平台,通过活动促进汽车零部件产业创新转型升级、打造更具竞争力的整零协同创新关系,助力实现向汽车强国的转变。以下是清华大学汽车系教授张俊智在本次论坛上的发言:

清华大学教授张俊智:新能源汽车的制动系统与能量回馈

清华大学汽车系教授 张俊智

非常感谢张教授的介绍!前面的报告都是基于各个板块的融合,接下来我介绍一下我们在新能源汽车方面的工作。我们是将电动汽车的驱动和制动技术一起来做,大概是从2006年开始,那时候觉得制动比驱动难做,有时会出现刹不住车的情况,这几年就一起做了。下面把我的一些看法和认知给大家汇报一下。

首先看一下汽车制动系统的发展过程:从最早的机械技术,计算机技术的集成,再到汽车电子化、智能化的大发展趋势。我这个制动系统是面向汽车电动化和智能化而言的,因为电动化对传统的液压和气压制动系统提出了新的需求,这种新的需求会反过来以新带旧,这是非常重要的。然后是制动能量回收系统,在刹车过程中,特别是在城区工况刹车,水平方向上要克服各种行驶阻力,而且加减速频繁,这个过程中会损耗大量的能量,所以能量回收技术对于电动汽车是非常重要的。实际上,在第一次石油危机时的混合动力技术,那时就有制动能量回收功能,传统的控制方式就是增压、减压实现能量回收,控制风格比较粗犷。传统的液压和气压制动技术对制动系统本身的要求不是那么高,但在电动汽车出现了以后,因为有电机的制动功能,这样车上就有两种制动力,所以对传统液压和气压制动的控制精度要求就随之提高了。实际上,传统制动系统的提升动力也来源于这里。

随着时代的发展,对制动系统的技术需求发生了变化。这里我主要讲讲电动车、智能车方面的需求。现在智能车都是在电动车的基础上做,无论是驱动还是制动功能,电机都可以充分发挥其快速响应性的优势,在驱动方面通过纯电动或混合动力可以提升汽车动力性和操控性,在制动方面则可以协调制动,从而降低原来液压和气压制动的性能要求,这点是非常重要的,这是站在传统内燃机汽车角度的大背景。

这些年来,国内的制动系统在研究和开发方面取得的成绩还是蛮不错的,气压控制系统销量已经超过了国外两大系统。气压制动除了使用电动化技术,还有制动能量回收技术及智能化技术。另外,液压制动不单单是电子系统,还有机械系统,机械系统本身的制动阀块的可靠性、耐久性,制动盘的轻量化等方面都是非常重要的。。

就像气压制动技术能够取得这么好成绩一样,我们对液压制动技术也充满了信心。零部件企业的发展需要学习借鉴吉利、比亚迪等充分利用国外技术与国内技术结合的思路。总的来看,未来的制动技术的发展方向是制动系统电动化、智能化的综合和集成。

再简要讲一下制动能量回收策略。从对于整车可操作的角度看,第一个是单踏板回收技术,在加速踏板释放过程中进行能量回收。另外一种是叠加式回收技术,就是在原车制动系统的基础上直接介入电机制动力,这个方式改变了原车的需求制动力大小以及分配比例,从而会带来一些安全隐患。主流的技术方法是通过定点在制动踏板上的调试,不管内部怎么分工,对于整车而言制动效果是一样的。

再说一下国外制动能量回收技术现状,由于时间关系详细方案就不介绍了,重点说一下丰田的混合动力。从电机的角度来看,丰田的混合动力系统已经是第四代了,从制动回收技术的角度来看也是第四代。实际上,第一代制动能量回收系统,我判断比现在博世推出来的方案还要新颖。也就是说1997年丰田给混合动力系统定位一个标杆的同时,也给制动能量回收系统定了位,到目前为止我觉得丰田用的制动系统仍然是世界最先进的。

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