楼主:
Scape (non)
2017-11-07 06:53:27这篇文章是由对岸某人写的
他从线控刹车系统的观点去看为何自动驾驶原型车都是选用油电车款来进行改装
虽然自动驾驶原型车选用油电车或电动车可能还有其他理由
不过这篇文章也详细解说了各种线控刹车系统不同的原理,还蛮值得看一下的
如果觉得他有说错的地方,请提出来增长一下大家的知识唷^^
==============底下原文==============
https://goo.gl/nT6EH6
独家专栏| 为什么国外的无人驾驶原型车,都选择混动车型?
雷锋网按:本文为雷锋网(公众号:雷锋网)独家专栏,作者系佐思产研研究总监周彦武,
雷锋网经授权发布。
现在的无人车大多是用量产车改装的,但选什么样的量产车改装可是有学问。国外的大多
选混动,国内的大多选燃油车,这是为什么?
我们来看Waymo,也就是谷歌最早用丰田的普锐斯,然后换雷克萨斯的RX450h,最后是克
莱斯勒的混动版大捷龙。苹果也是选择了雷克萨斯的RX450h。英伟达的BB8、百度的
Apollo样车、瑞萨、Udacity、Voyage、Pony.ai、景驰、PlusAI、Roadstar.ai都选择了
混动版林肯MKZ,也就是混动版福特蒙迪欧。
这是一个很有趣的问题。原因很简单,混动车使用制动系统是EHB,也就是电子液压制动
,而燃油车除了阿尔法罗密欧的Giulia外都是使用ESP做线控制动。这两者貌似功能差不
多,实际相差很大。
首先我们来简单了解一下汽车制动系统。
制动系统的基本原理是踩下刹车踏板,储液壶的刹车油进入刹车总泵(主缸),主缸活塞
向刹车油施加压力,根据帕斯卡原理不可压缩静止流体中任一点受外力产生压力增值后,
此压力增值瞬时间传至静止流体各点。
根据帕斯卡定律,在水力系统中的一个活塞上施加一定的压强,必将在另一个活塞上产生
相同的压强增量。如果第二个活塞的面积是第一个活塞的面积的10倍,那么作用于第二个
活塞上的力将增大至第一个活塞的10倍,而两个活塞上的压强相等。
第一个活塞就是主缸活塞,第二个就是轮缸活塞,轮缸活塞的直径反而比主缸活塞直径要
大。刹车油将压力通过管路传递到每个车轮的轮缸上,轮缸中的刹车油推动刹车卡钳的活
塞向刹车盘运动,活塞驱动刹车卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速。一般来
说自重5吨以下的车都是采用液压制动,5吨以上的采用气压制动。
ESP与ABS非常接近,与ABS最大的不同在于ESP可以在没有踩刹车踏板的情况下向轮缸输出
制动压力,ABS只能在踩下刹车踏板后从主缸向轮缸输出压力。压力生成器就是电机和柱
塞泵, 与ABS比多了4个柱塞泵,4个电磁阀,也就是VLV和USV。
https://i.imgur.com/RQOKUmi.jpg
博世第九代ESP增加了两个特殊功能,一个是ACC,自适应巡航,ESP可以部分控制电子节
气门。
另一个是AEB,ESP可以部分控制制动系统。有些认为ESP既可以控制油门又可以控制制动
,是个很好的线控系统,非也。
通常ESP制动力度最大大约为0.5-0.8g,标准的制动力度在1G,0.5g远不够用。
再次,在设计之初,ESP控制制动系统只是在少数紧急情况下使用,可能1年用不了2次,
一般泵的容量只有3毫升,每一次使用,柱塞泵都要承受高温高压,频繁使用,会导致柱
塞泵发热严重,精密度下滑,导致ESP寿命急剧下滑,常规制动系统1小时就可能使用数次
,如果用ESP做常规制动系统,可能1个月就报废了。
最后即便是不计寿命问题,ESP的泵油功率有限,且缺乏真空助力,反应速度较慢。最后
如果ESP真的可以做常规制动,那么博世也无需开发Ibooster,日立无需开发EACT,大陆
无需开发MK C1,天合无需开发IBC。
https://i.imgur.com/Z6Tk4EF.jpg
ESP(ESC)的全力制动时间长达520-550毫秒左右,而湿式EHB是200毫秒左右,iBooster
可以达到120毫秒左右。ESP只能用于Demo,而国内大多也只是Demo,而国外是奔著量产去
的,同时也有更高的安全性。
如何做到常规的线控制动,这就是EHB。EHB可以分为两种,一种是带高压蓄能器的,
通常叫湿式。另一种是电机直接推动主缸活塞的,通常叫乾式。混动型新能源车基本都是
前者,后者的典型代表就是博世iBooster。
https://i.imgur.com/UqGyTrS.jpg
我们先来看带高压蓄能器的EHB,EHB的构成与ESP基本相同,只不过低压蓄能器换成
了高压蓄能器。高压蓄能器可以一次建压,多次使用,而ESP的低压蓄能器,一次建压,
只能使用一次。
https://i.imgur.com/OSSqRha.jpg
上图为丰田EBC的高压蓄能器,有点类似一个气压弹簧。高压蓄能器制造工艺是个难点,
博世最初是用储能球,实践证明,氮气的高压蓄能器才是最合适的。
丰田第一个将EHB系统应用于量产车上,这就是1997年年底推出的第一代普锐斯,丰田将
其命名为EBC。随后TRW也推出了EHB系统,TRW将其命名为SCB。今天福特的混动车基本都
是SCB。
https://i.imgur.com/imUwmyY.jpg
上图为SCB原理图
EHB系统过于复杂,高压蓄能器怕振动,可靠性不高,体积也大,成本也高,寿命也受到
质疑,维修成本巨高,最要命的是响应时间略长。
在2010年,日立推出了全球第一个乾式EHB,也就是E-ACT,也是目前最先进的EHB,用在
日产第一代聆风上,解决了大部分湿式EHB的弊病。E-ACT的研发周期长达7年,经过了近5
年的可靠性检测。
直到2013年,博世才推出第一代iBooster,2016年推出第二代iBooster,第二代iBooster
才达到了日立E-ACT的素质,日本人在EHB领域整整领先德国一代。实际上日本在机械制造
领域遥遥领先德国,只是国人无法接受这个事实。
https://i.imgur.com/d0apzdF.jpg
上图为第一代iBooster内部结构图,用涡轮蜗杆做两级减速来增加直线运动力矩。
特斯拉全线使用了第一代iBooster,还有大众全部的新能源车以及保时捷918都使用了第
一代iBooster,通用卡迪拉克的CT6还有雪佛兰的Bolt EV也使用了第一代iBooster。
这种设计据说可以将95%的再生制动能量转化为电能,大大提高新能源车的续航里程。同
时响应时间也比带高压蓄能器的湿式EHB系统缩短75%。
https://i.imgur.com/SvsRlJ8.jpg
上图为第二代iBooster,从二级蜗轮蜗杆改用一级滚珠丝杠减速,体积大幅度缩小,控制
精度有所提高。
第二代iBooster有四个系列产品,助力大小从4.5kN到8kN之间,8kN可以用在9座小型客车
上。目前第一代iBooster在波兰生产,第二代在墨西哥生产。2017年8月1日,博世在南京
投资7.7亿建设两条iBooster生产线,年产能200万套,预计2019年投产。
博世iBooster、日立的EACT、采埃孚的IBC、大陆的MK-C1是无人车的终极选择。不过目前
iBooster应用最广也最成熟,EACT是日本人的,非常保守,只在日产上有使用,日产又绝
不可能开放底层制动的通讯协议,MK-C1只有阿尔法罗密欧的朱丽叶使用,IBC要到2018年
才有通用的量产车使用。
无论是燃油车还是电动车,都逃不出博世的魔爪,特斯拉也是全线使用博世的产品。据说
为了保密,iBooster的装配不是在特斯拉工厂,而是在博世的工厂,特斯拉是将车送过去
,装配好了再拉回来,此外特斯拉的毫米波雷达和转向系统也是博世的。
博世的底盘类产品就像三星的存储器,你再不高兴,也得用,也得讨好博世。
不过当初主要是因为搭载电脑高耗能又需要稳定的电流所以才选择有大电池的混动跟电动来做吧...?
作者:
zzahoward (Cheshire Cat)
2017-11-07 08:26:00其实这篇讲得很对耶 刹车也是自驾车很重要的一环
作者:
dslite (呼呼)
2017-11-07 08:29:00省油钱吧 大电池怎么可能分电给你的系统用
作者:
zzahoward (Cheshire Cat)
2017-11-07 08:29:00看到Bosch这么威 就只想到每次永远都有人认为B2C才叫品牌 B2B的品牌都看不到 呵呵
作者:
zzahoward (Cheshire Cat)
2017-11-07 08:35:00不过没有b2b狂赚和几乎独占的状态
家电台湾偏好日系品牌,欧系市场踏入太晚能见度太低就像很多人不知道日本四大电机除了家电以外,电控也是很强一样
作者:
zzahoward (Cheshire Cat)
2017-11-07 08:41:00Bosch在电控和机械上面专利真的是超猛 比起三星在记忆应该更加强大日系四大电机很猛阿 可是在创新度和B还是有段差距的况且我以前接触过的B家产品...妥善率也是蛮惊人的 所以B家东西可以卖那么贵是有原因的
B家电动工具种类特多,但要说耐用度,美系真的好太多
作者:
zzahoward (Cheshire Cat)
2017-11-07 08:51:00我不是接触电动工具 我是接触电控系统相关的XD 日系电控系统这几年妥善率优势并没有比B家好很多
电动冲起 同样的操法,密尔瓦基跟牧田还活跳跳的,bosch已经修2次了要买bosch的真的不如买车王XD
作者:
zzahoward (Cheshire Cat)
2017-11-07 08:58:00电动工具我真的不熟 不过Bosch我看还是一堆人用耶...前公司采购也是都买Bosch 是因为保固好吗?
bosch牌子大,价格优啊 但电动起子耐操度有点乐透
作者: YJM1106 (YM) 2017-11-07 09:00:00
电动工具展现身份地位的首选 snap-on我楼下有一间门市,随便一只都两三万,我只买得起美工刀而已
牧田我不敢说,公司只有一支,样本数太少密尔瓦基真的很耐操snapon太贵了啦,价格直接往上跳一级,买不起QQ
作者: ru04hj4 (纯朴乡下人II) 2017-11-07 10:31:00
BOSCH洗碗机 在台湾根本烘不干 废