电动汽车制动系统现状及对策

姜波波

（吉安职业技术学院，江西 吉安 343000）

1 研究的基本内容

通过探寻电动汽车的发展历程，可以了解到制动系统的产生、兴起、快速发展等阶段，当前已经逐步完善，相关理论也逐步成熟。电动汽车制动系统在驾驶过程中，具有驾驶稳定性、安全操作性等优势。从安全层面上分析，越是自动化程度高的系统其配套的制动系统水平应当更高。且随着相关理论逐步丰富、市场需求越发迫切，对汽车制动系统有了更高的要求。国内制动系统相关技术研究起步相比于西方发达国家要晚。但经过持续多年的研究发展，当前也在各个车企新型汽车中涌现了不少新型制动系统的技术。因此，可以通过研究它的发展历史和技术路线，来更好地解决其发展问题。

2 研究意义

近年来，中国汽车技术的发展一直围绕环境保护、安全交通、节能减排等开展汽车新技术研究，这是汽车产业的永恒主题，电动汽车技术不断向新能源和智能化方向发展。传统汽车对化石能源的依赖过度带来了很多环保问题。随着人民环境保护意识的不断提高，汽车行业也需要摆脱对传统汽车化石能源的过度依赖，不断寻求清洁或可再生能源来替代化石能源。而电动汽车的特性，是具有能量转换效率高、环境污染少、重量轻等优点。在防抱制动过程中，电动汽车还能利用驱动电机的制动来实现此过程的能量回收再利用，这将大大减少能源的浪费，延长车辆的行驶里程。由于电动汽车具有如此大的优势，发达国家都在加大对电动汽车的研发和支持力度。随着汽车行业智能化和安全性的标准不断提升，先进的驾驶辅助系统与自动驾驶必将成为世界汽车发展的主要方向。电动汽车的新能源化与人工智能化对电动汽车的ABS系统提出了更高的要求[1-2]。

电动汽车制动系统相对于传统制动系统模式有着无可比拟的技术优势，因此，笔者以先进流行制动系统技术作为研究背景，以期使电动汽车制动系统发展更加快速，并基于该校新能源汽车制动系统实训室设备进行研究，旨在完成电动汽车制动系统在实车上的应用。相信相关研究将帮助江西省缩短在该领域与国内其他省份的发展差距，为电动汽车高速发展提供可行性方案。

3 国内外研究现状及发展趋势

3.1 国内研究现状

国内高校如清华大学和同济大学对电动汽车制动防抱死系统的研究才刚刚起步，而国内汽车供应商大中高端车型大部分采用德国博世公司的 iBooster系统，中低档车型采用我国的 MKC1 系统。但是针对电动汽车ABS系统的研究大多也只是给出一个大致的计划，对于新能源汽车制动防抱死系统液压电子控制的方法绝大多数还停留在实验数据和软件仿真，真车实验测试更是很少。所以开发出高效节能和可靠稳定的智能汽车，并且具有完全的自主知识产权的新能源汽车制动系统，应用可靠的控制算法，对于打破欧美等国先进技术的垄断，以及提高国内汽车行业的竞争力具有十分重要的意义。

3.2 国外研究现状

国外对于电动汽车制动系统研究起步较早，而且已经研究出一些不错的技术成果，在实车上进行了实验，并取得良好的效果。一些国家的知名汽车厂商也开始不断投入研发电动汽车制动系统，在2011 年日本日立公司开放出它的 e-ACT，全称电子液压制动防抱死系统，成功应用在日产聆风车型。该系统的助力形式由无刷伺服电机直接驱动滚珠丝杠副来实现，并且有专门的电子机械结构补偿踏板力，实现了良好的踏板反馈信号，极大地提高了制动效果的精度，但该系统存在紧急制动时制动助力不够的困难[3]。同年，世界著名的汽车零配件商博世公司推出 iBooster 系统为代表的机电伺服液压助力制动防抱死系统。

3.3 发展趋势

由于人工智能和传感器技术快速发展，使得电动汽车制动防抱死系统电控技术中的线控技术得以快速提升，所以电控技术已经逐步取代传统汽车技术成为电动汽车电子控制技术未来发展的方向。电动汽车的电控制动主要是利用电子机械制动器代替传统的液压制动系统，使整个制动系统显得更加智能化，并且它的电源也不再会因液压源而受到限制。传统汽车中的液压制动系统的元件多为机电结合一体化的元件，当汽车驾驶员需要强制进行制动时，还需要由电控ECU 进行调控方可实现，这便会导致因制动反应时间拉长而干扰到汽车制动时的安全性。而电子控制制动系统相较于以前的汽车制动系统，其利用简单的电子机械制动器来代替更为复杂的液压电子控制系统，由于液压控制系统存在液压系统，所以结构复杂、零部件多、易损坏等，使得结构简单、易于维护的电子机械制动器受到更多的关注和发展，并且在驾驶者需要制动时可保持很快的反应速度。只要在设计、装置电动汽车时将电子控制制动系统设计合理，便能够根据实际情况自如控制制动力的大小，从根本上来保障制动时驾驶者与汽车的安全稳定性。

4 电动汽车制动系统的技术现状及存在问题

4.1 电动汽车制动系统的技术现状

国内电动汽车制动系统的发展才刚刚步入正轨，但国内也有几家企业推出了一个新型的电动汽车制动系统，电控新能源汽车能量回收制动系统结构示意图如图1所示。新型的制动系统不仅去除了真空助力器，还改进了电子稳定系统、防抱死系统等，使得更加小型化，且提高了系统的制动响应时间。由于这个系统是集成的设计方法，所以系统可以更直接地控制所有的制动操作。而国外的博世推出了一款iBosster制动系统，它与传统制动系统不同的地方就是没有采用真空来助力控制，而是全部通过电来操作控制，这样使得操作更加稳定平滑，而且能够实现动力能量回收，国内外许多厂商也采用了这种制动系统。笔者就这两种制动系统继续改进，加以完善。

图1 电控新能源汽车能量回收制动系统结构示意图

4.2 电动汽车制动系统介绍

传统汽车制动系统结构图如图2所示，刹车系统主要是通过人们对踏板的控住，然后力传导至后面的电动真空助力器上，并且会被放大，让液压力可以传导到汽车每一个制动轮上的制动器，通过这些操作便产生了制动摩擦力，从而可以达到减速制动的效果。这中间的真空源就是通过发动机的气歧管来提供的。然而，近年来国家大力推行电动汽车，电动汽车也不再需要依赖发动机，甚至于被完全取代，也就直接导致汽车没有了真空源。也就意味着传统汽车上的制动系统无法再为电动汽车提供服务。但是，近期有人提出了汽车制动系统可以采用线控制动，用线控电子制动器取代原本的液压制动器，液压源变成了电源，机电作动器取代传统的液压作动设备[4-5]。这种技术与传统技术对比，制动油缸、液压阀、油箱以及液压管路等液压部件将会全部成为过去式，而系统中的结构也变得简单明了，随之而来的就是维修方便，而这种系统响应速度很快，可控性也极好。不过这种线控系统也有很多待解决的问题，例如控制技术难度变大、会需要多个驱动能源、处理电子元件抗干扰等等问题。

图2 传统汽车制动系统结构

4.3 电动汽车制动系统发展趋势

十几年来，由于国家大力实施补贴政策以及汽车市场的不断发展，电动汽车在这种得天独厚的条件下倍受关注，而直接跟安全挂钩的电动汽车制动系统的好处也在逐渐地体现出来，电动汽车可以实现能量回收，操作更加简单，在替换传统汽车制动系统后，维修保养这些方面也会更加地方便快捷，包括部分高端汽车企业制造的集成制动控制系统结构，如图3所示。而从人们出行条件来讲，在很多企业全力发展电动汽车制动的背景下，电动汽车制动系统技术将越来越先进，人们出行会得到更多保障，让出行变得更加方便安全。

图3 集成制动控制系统结构

4.4 电动汽车制动系统市场及政策推动

汽车产业作为中国经济发展的支柱产业，在经过多年的快速发展后，近年来曾经出现快速发展的趋势有所放缓，但随着中国经济发展，我国居民生活水平的提高以及城镇化的不断推进，百姓购车的需求使得汽车保有量快速增长的状况仍将长期存在，中国汽车市场仍具备快速增长的空间。其中电动汽车增速将是爆发性的增长，随着我国电动汽车保有量的不断上升，也会带动电动汽车制动系统零部件售后市场的发展，增加电动汽车制动系统零部件的需求，而电动汽车的快速发展也将增加对相关配套汽车零部件产品的需求。这些原因将保障我国电动汽车制动系统行业继续保持一定的增长速度。全球化为我国汽车零部件企业提供了新的发展机遇，在汽车产业全球化过程中，我国汽车制动系统零部件行业已开始不断融入世界大环境，并且进入全球采购体系。世界著名汽车制造企业（如大众、丰田、特斯拉等）及汽车零部件知名企业大量从中国进口汽车制动系统零部件以满足本国的需要，这为我国电动汽车制动系统零部件行业提供了良好的发展机会。

4.5 电动汽车制动系统发展存在的问题

1）电动汽车制动系统开发的技术人才不足，行业要实现可持续发展，充沛的人才储备将是关键之一。目前，我国职业教育培养的专业人才与实际生产需要的人才存在一定脱节，而在生产实践中培养人才需要很长的时间，职业教育培养技术型人才也存在同样的问题。造成汽车制动系统技术落后的原因在于人才紧缺，行业发展存在人才不足的问题。

2）技术革新，伴随着市场竞争的加剧，技术更新换代周期越来越短。技术方面的更新、企业公司核心竞争力的关键因素就是新产品的开发问世[6]。如果汽车行业内的企业不能准确把握行业技术发展和产品的发展趋势，及时提升产品质量，这将使得企业已有的竞争优势丧失。

3）国家政策，电动汽车制动系统是高端技术的制造业，是国家鼓励发展的行业，也享受我国产业政策的支持。但该行业属于技术密集型行业，行业内主要企业被评定为高新技术企业，享有高新技术企业的所得税优惠政策。将来国家产业政策的调整和改变对高新技术企业所得税优惠政策的取消，都将对电动车企带来一定的影响。

5 电动汽车制动系统发展相关对策

1）针对技术人才不足情况，我国教育部门应该鼓励普通高校或职业院校开设汽车制动安全零部件相关专业，为企业培养技术人才。相关部门应加大对生产制造汽车制动零部件企业的政策扶持力度，可以在税收、科研立项等方面给予重点支持。相关企业也要注重企业研发，使中国制造汽车制动系统质量和安全走在世界前面，走出国门可先拓展非洲或者亚洲地区等国家，在不断提升技术以后再向欧美国家推广，提高我国相关企业国际竞争力，最后提高企业研发人员薪资待遇，激励研发人员不断投身技术创新[7]。

2）国内汽车制动系统技术水平落后于国外，主要原因是我国汽车产业细分领域的企业不专不全、发展时间不长、技术积累不够。发达国家汽车产业细分领域的企业齐全而且发展历史悠久，我国可以在类似电动汽车制动系统这类细分产业对实力较强的企业给予重点帮扶，在人力财力方面给予倾斜，使其可以在相关领域走在世界第一梯队，整个汽车产业细分领域总体提升，从而助推我国汽车质量提升。相信在国家不断支持下，中国科技水平必将不断得到加强[8]。

6 小结

随着人们对汽车使用率的提高，解决汽车制动系统中可能会出现的问题也就愈发关键起来，尤其是制动系统属于一个跟安全直接挂钩的部件，所以怎样让电动汽车制动系统变得愈发完善极其关键。新时期的到来也就意味着会有更多的机会去实现，而电动汽车新型制动系统日后的完善也会使电动汽车更快占据市场，同时也让人们的出行得到更好的保障。