某純電動車型配電動真空泵高原制動試驗研究

張曉明 劉泉 余云龍 吳亞林

摘 ?要：結合某新開發純電動車型配制動系統電動真空泵這一開發項目，來闡述整車制動系統高原試驗的方案制定、試驗設備以及試驗方法的確認和實施，進而得出高原制動系統試驗結果。根據試驗結果數據分析從而得出該車型所配置電動真空泵對整車制動性能影響，為這款純電動汽車配備電動真空泵的改進和優化提供準確的試驗數據支持。

關鍵字：電動真空泵;控制策略;高原制動試驗

中圖分類號：U467.1+ ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：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系統的真空度也就越低。為了確保所開發的車型能夠滿足不同海拔區域客戶群的駕駛需求，這要求汽車制動性能開發工程師在車型制動系統開發時需將因真空度降低對車輛制動性能影響降至最低，因此汽車在高原地區制動性能的開發及驗證成為汽車制動系統整體開發過程中的必不可少的工作。本文將重點對某純電車型制動系統配置的電動真空泵在高原地區開展相關整車制動工況試驗，以此用來評估汽車制動系統因真空度變化帶來的整車制動性能的影響，為車輛制動系統配備電動真空泵以及控制策略的進一步優化提供重要參考。[1]

2 ? ?整車真空伺服系統組成及基本工作流程

2.1 ? 整車真空伺服系統組成

電動汽車真空伺服系統的構成主要包括電動真空泵、真空儲存罐、單向閥體、真空度傳感器以及真空助力器。測試車型的電動真空泵在整車真空伺服系統中的布置，見圖1：

2.2 ? 真空伺服系統基本工作流程

駕駛人員踩制動踏板的過程中，真空助力器會持續性地消耗系統真空度VACb。當系統真空度VACb被真空度傳感器檢測到其數值已經達到設定的最低值VACon時，自行啟動真空泵進行系統真空的補充;當系統真空度達到設定最高值VACoff時，真空泵立即停止工作。[2]

依據整車狀態，系統低壓上電后先進行自檢，如果所有信號正常，控制策略按圖2流程執行。

3 ? ?高原制動試驗方案

通過在2800m、4100m和4700m不同海拔高度的高原地區開展整車制動系統試驗，評估車輛隨著海拔高度的上升，車輛制動系統真空度下降對整車制動性能的影響。

以下試驗方案中相關試驗項目按照公司企業標準相關條款執行。

3.1 ? 真空助力器真空度檢查試驗

3.1.1 車輛靜態

車輛靜止不啟動，連續深踩制動踏板多次，只至消耗完真空助力器內真空，然后啟動測試車輛，從操控制動踏板開始，全過程地記載制動系統的真空度變化曲線和穩定后的真空度。

3.1.2車輛勻速行駛工況

啟動車輛后，分別以30km/h、60km/h車速進行勻速行駛，先預制動一次（達到電動真空泵工作的點），然后加速至需要試驗的車速并保持勻速行駛，同時記錄下真空度隨著時間變化的曲線和穩定后的真空度。[3]

3.2 ? 特殊工況制動試驗

3.2.1急加速緊急制動工況

啟動車輛，掛入前進擋，油門全開急加速到30km/h，以最大的制動力進行制動直至車速為0km/h，重復4次并全程記錄真空度變化。

急加速至60km/h，重復上述操作。

3.2.2模擬移庫制動工況

啟動車輛，掛入前進擋，松開制動踏板怠速行駛（如車輛無法行駛，以最小油門使車輛起步后松開油門），進行低減速度的制動，直到車停時松開制動踏板，同樣的試驗連續進行四次（每次制動間隔時間≤3s）;掛倒車擋重復以上操縱。

3.3 ? 試驗設備

本次試驗使用Vector CANape設備采集整車CAN總線相關信號，主要包括制動踏板信號、真空助力器的真空度信號、車速信號和電動真空泵開關信號。

3.4 ? 試驗場地

該車型高原制動試驗開展地點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，海拔高度覆蓋2800m～4700m區間。

試驗開展地點分布圖，見圖3：

4 ? ?高原制動試驗結果

4.1 ? 真空助力器真空度檢查試驗結果

4.1.1車輛靜態真空助力器真空度檢查試驗結果，見表1：

4.1.2車輛勻速行駛真空助力器真空度檢查試驗結果，見表2：

4.2 ? 特殊工況制動試驗結果

4.2.1急加速緊急制動工況試驗結果，見表3：

4.2.2模擬移庫制動工況試驗結果

在開展模擬移庫制動工況試驗過程中，當連續踩踏制動踏板時真空助力器真空壓力會上升至-10kPa以上，且若不松開制動踏板，真空助力器真空壓力不下降（電動真空泵不工作），導致駕駛人員會感覺制動踏板很硬，制動效果很差，測試結果的曲線見圖4：

真空助力器真空壓力信號關系圖

5 ? ?高原制動試驗結果分析

5.1 ? 真空助力器真空度檢查結果分析

從表2、表3的試驗數據表明：1.在海拔高度2800m時，車輛在靜態和低速工況下，制動系統的真空度數值是一致的，即電動真空泵停止工作的控制策略閥值一致;中高速工況下，制動系統可達到的真空度要比靜態和低速工況的大。2.在海拔高度4100m和4700m時，整車制動系統可達到的最大真空度數值相同。3.隨著海拔的上升，測試車輛的制動系統的真空度出現下降趨勢。[4]

5.2 ? 特殊工況制動結果分析

從表4的試驗數據表明：1.在海拔高度2800m，連續4次緊急制動工況下，第2腳、第3腳、第4腳制動時，制動系統的真空度都可以恢復到第一腳制動時的狀態。2.在海拔高度4100m和4700m，連續4次制動時，制動系統真空度呈現下降狀態，不能恢復到第1腳制動時的真空度。

從圖4的曲線表明：制動系統真空助力器端的壓力接近為0kPa，踩制動踏板時，制動系統真空度不恢復也就是說電動真空泵未開始工作。

從真空度助力器真空度檢查試驗和特殊工況制動試驗結果的分析可知：1.在海拔2800m時，制動系統電動真空泵抽氣效率表現良好;2.在海拔高度4100m和4700m時，制動系統電動真空泵抽氣效率表現一般;3.電動真空泵啟動閥值即使已經達到，但在不松開踩制動踏板的情況下，電動真空泵同樣不工作。[5]

6 ? ?結論

該車型所配的電動真空泵抽氣效率需要進一步提升，以便更好地滿足高原地區使用需求;電動真空泵的控制策略同樣需要進行優化調整，踩制動踏板模式下，制動系統真空度已經達到電動真空泵啟動閥值，應允許電動真空泵工作。建議在電動真空泵抽氣效率得以提升以及控制策略優化后，開展整車驗證。

參考文獻：

[1]王變變. 新能源汽車制動系統的發展趨勢[J]. 時代汽車2021，（08）：103-104.

[2]韓厚祿.EV車制動真空助力系統設計[J]. 天津科技，2017，44（11）：66-67.

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

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

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

專家推薦語

孫立清

北京理工大學中關村校區

機械與車輛學院 ? 副教授 ? 博士（后）

論文結合某新開發純電動車型配制動系統電動真空泵這一開發項目，闡述了整車制動系統高原試驗的方案制定、試驗設備以及試驗方法的確認和實施。論文獲得了高原制動系統試驗結果，并得出了其所研究車型所配置電動真空泵對整車制動性能影響，這為配備電動真空泵的改進和優化提供準確的試驗數據支持。論文結合實際，理論與實際相結合，有一定學術水平，論述科學，設計合理，方法可靠，數據可信，有實用價值;論文語言通順，條理清楚，符合邏輯，同意全文發表。