混合動力汽車制動系統結構與制動模式解析

操林矯

摘 要：新能源汽車與傳統汽車在結構原理上存在一定的差別，多數維修人員對新能源汽車不甚了解，在維修時遇到了一些困難。文章對新蒙迪歐混合動力汽車制動系統的結構原理進行了介紹，對其多種制動模式進行了分析，希望能對新能源汽車的售后維修起到一些積極作用。

關鍵詞：新蒙迪歐；混合動力汽車；制動系統；制動模式

2018年，新能源汽車保有量即將突破200萬輛，在汽車售后服務市場，新能源汽車也逐漸引起關注。新蒙迪歐插電混動版是長安福特公司于2018年2月推出的一款插電混動車，此款轎車是在原新蒙迪歐油電混動版基礎上，增設了一個符合國標的交流車用充電插座，同時進一步加大了電池容量。不論是新的插電混動版還是非插電混動版，新蒙混動的制動模式與傳統燃油車有較大差別，維修人員對其結構原理不甚了解，在維修時遇到一些困難[1]。本文從新蒙迪歐混合動力汽車制動系統結構原理、制動模式等方面進行介紹，希望能給新能源汽車的維修帶來一些引導效果。

1 新蒙迪歐混合動力汽車制動系統的結構原理

新蒙迪歐混動版轎車制動系統包含傳統制動系統和再生制動系統兩個子系統。具體功能包含ABS、牽引力控制、電子制動力分配（Electronic Brakeforce Distribution，EBD）、穩定輔助系統、坡道起步控制、主動制動、再生制動、電子駐車制動等。

為了滿足不同制動系統的要求，新蒙迪歐混合動力汽車的制動踏板已經改裝過。主要的變化是在制動踏板上加裝了制動踏板行程傳感器和制動踏板模擬器。制動踏板行程傳感器可精確感知制動踏板的位置和踏下的加速度；制動踏板模擬器是為了在駕駛員輕踩制動踏板時，產生傳統制動相當的制動踏板力。

柱塞防松螺母和柱塞推力墊之間存在間隙，當輕輕踩下制動踏板時，柱塞推力墊會在柱塞上滑動。在再生制動過程中，柱塞不會進行任何運動。但是，柱塞防松螺母和柱塞推力墊之間的間隙會改變。根據制動踏板行程傳感器信息，車輛將通過激活制動伺服機構進行再生制動或傳統制動，通過激活制動伺服機構進行傳統制動的過程中，柱塞向制動伺服機構移動。當繼續踩下制動踏板且柱塞推力墊到達柱塞防松螺母時，柱塞向制動伺服機構移動。

蒙迪歐混動版轎車制動系統各電控元件位置如圖1所示。制動系統的主控模塊是ESP模塊，工作時，它通過HS-CAN2總線接收數據并向相應模塊傳輸數據，以便按照相關要求啟動主動或再生制動。制動踏板行程傳感器和制動踏板開關會向ESP模塊發送制動踏板的位置信息。ESP模塊通過HS-CAN2將信息發送至GWM。GWM通過HS-CAN1傳輸到BECM，SOBDMC及PCM模塊[2]。

1-PCM發動機控制模塊；2-磁力驅動連接；3-踏板行程傳感器；4-方向盤轉角傳感器；5-RCM；6-高壓蓄電池；7-左后輪轉速傳感器；8-制動踏板開關；9-制動伺服機構壓力傳感器；10-ESP模塊；11-制動伺服機構行程傳感器；12-左前輪轉速傳感器；13-帶集成式發電機/起動機和電動機的自動變速器HF35；14-SOBDMC；15-電動真空泵

2 新蒙迪歐混合動力汽車的制動模式

為了決定激活哪種制動模式，ESP模塊需要制動踏板位置、車輪轉速、橫擺率和橫向加速度、縱向加速度等信息，這些信息可通過網絡獲得（見圖2）。可用的模式包括再生制動、再生和主動制動、主動制動和傳統制動、傳統制動4種[3-4]。

1-磁力驅動連接；2-制動助力器；1-磁力驅動連接；2-制動助力器；3-柱塞防松螺母；4-電動真空泵；5-PCM；6-HCU；7-ABS/ESP模塊；8-SOBDMC；9-電動機；10-GWM

2.1 再生制動

如果只是輕輕踩下制動踏板，柱塞推力墊和柱塞防松螺母之間的間隙將會減小，柱塞不會向制動伺服機構移動。在這種情況下，ESP模塊將計算所需的制動扭矩，此信息將發送到PCM。PCM將計算電動機能夠達到的制動倍率，這取決于高壓蓄電池的充電量。電動機能夠達到的最大制動倍率約為2 m/s2。PCM會向ESP模塊發送信號，其中包含計算出的電動機制動扭矩。同時，SOBDMC將收到一條消息，其中說明電動機需要用作發電機及所需的制動扭矩。如果計算出的制動扭矩不足以安全制動車輛，PCM將向ESP模塊發送信號。ESP模塊將激活制動伺服機構中的磁力驅動。這將使柱塞向制動伺服機構移動，并使柱塞推力墊和柱塞防松螺母之間的間隙發生改變。激活磁力驅動會使車輛使用傳統制動進行額外制動。如果在再生制動過程中存在來自ESP模塊的控制干預，制動伺服機構中的磁力驅動將會激活，HCU中的相應氣門也會激活。

2.2 再生和主動制動

同樣是在輕踩制動踏板時，根據有關高壓蓄電池充電狀態的信息，PCM會計算電動機能夠達到的最大制動扭矩，并將此信息發送到ESP模塊。如果該制動扭矩低于ESP模塊要求的制動扭矩，ESP模塊將計算差距并相應地激活制動伺服機構中的磁力驅動。這將使柱塞向制動伺服機構移動，并使柱塞推力墊和柱塞防松螺母之間的間隙發生改變。激活磁力驅動會使車輛使用傳統制動進行額外制動。ESP模塊會持續監控車輛操控。如果在制動過程中存在來自ESP模塊的控制干預，HCU中的相應氣門將會激活。

2.3 主動制動

輕踩制動踏板時，如果高壓蓄電池已充滿電，ESP模塊將激活制動伺服機構中的磁力驅動。這將使柱塞向制動伺服機構移動，并使柱塞推力墊和柱塞防松螺母之間的間隙發生改變。激活磁力驅動會使車輛使用傳統制動進行額外制動。ESP模塊會持續監控車輛操控。如果在制動過程中存在來自ABS/穩定性輔助模塊的控制干預，HCU中的相應氣門將會激活。

2.4 傳統制動

如果繼續踩下制動踏板，直至柱塞推力墊與柱塞防松螺母之間沒有間隙，則柱塞向制動伺服機構移動。車輛將始終采用傳統制動，同時也可連接再生制動系統。如果ESP模塊檢測到制動踏板或制動伺服機構壓力傳感器連接到制動伺服機構，用于測量制動伺服機構中的真空。壓力傳感器包含壓電晶體和相關的電子設備。它通過硬線連接到ABS/穩定性輔助模塊，并使用5 V的電壓。此傳感器的輸出信號范圍是0.2～4.9 V，具體取決于制動伺服機構中的真空伺服機構上的傳感器電路發生故障，或者磁力驅動線圈發生故障，則車輛只能采用傳統制動。

3 結語

新蒙迪歐混合動力汽車的制動系統與其他新能源汽車一樣，相對于傳統汽車加裝了制動踏板行程傳感器和制動踏板模擬器，在輕踏制動踏板時，制動系統可能會進入再生制動、再生制動和主動制動、主動制動及傳統制動的4種制動模式之一。傳統制動模式下，真空助力的產生依賴一套包括電動真空泵、壓力傳感器等與傳統車不一樣的裝置。

[參考文獻]

[1]長安福特汽車有限公司銷售分公司.CD391HEV新車型技術培訓學員手冊[Z].長安福特汽車有限公司銷售分公司，2018.

[2]張超英，汪躍中，夏榮鑫.汽車能量回收系統研究概述[J].時代汽車，2018（6）：37-38.

[3]宋瀚，徐晗，鄒星，等.基于傳統燃油車型拓展的純電動汽車布置分析[J].汽車工程師，2018（3）：18-20.

[4]包丹丹.淺談制動系統在新能源汽車上的應用和發展[J].時代汽車，2018（1）：37-38.