你可以不认同现在的汽车公司给电动车配备鼓刹的说辞,但也可以换个角度客观看待。因为“孰优孰劣”一直是一个需要辩证看待的问题。
时代在变,但江湖的恩怨与纷争从未抹去。当汽车从燃料时代进入纯电时代,过去早已固化的“鄙视链”似乎又以一种新的形式悄然萌芽。尤其是当以特斯拉、蔚来为首的造车新势力与以大众、丰田为核心的传统车企竞争时,滋生的分歧总会引发主机厂、消费者、媒体等相关参与者的舆论战。
在技术层面上,从驾驶模式到续航里程,从车辆系统到三电技术,甚至到各个层面的零部件异同,人们从来没有放过任何可以声讨的地方。曾经搭载松下“五号电池”组的特斯拉,现在依然如此。现在如果采用鼓式制动的大众ID系列,能否在短时间内消除外界对此举的质疑?
虽然大众集团早就以官方的口吻解释过这一点,但如果能从技术本身来解释这一选择的合理性,显然会更加具体。近日,据大众汽车零部件供应商大陆集团(Continental Group)透露,电动车之所以“爱上”鼓式制动器,似乎在他们推广的制动解决方案EPB-Si中有着清晰的逻辑。
不管是好是坏,存在就是合理的。
汽车行业从来不缺少偏见,众所周知刹车系统可以用“盘式刹车”来凸显其价值。就像三缸机的现状,很难通过技术升级来突破市场端的语言封锁。从制动系统来看,与盘式制动器相比,便宜、丑、制动性能差的结论永远是鼓式制动器的标签。
就大众集团给出的说法,ID系列电动车依靠单个电机实现减速,对后轮制动的依赖远远小于传统汽车。根据大众对电动车消费者使用情况的调查,除了紧急制动,后轮制动的意义更多在于驻车制动层面。换句话说,虽然碟刹的优势是在任何场景下都能很好的制动,但是鼓刹在面对电动车的真实使用场景时,似乎也能在保证同样的制动效果和降低成本之间保持平衡。
或许从此后的舆论反馈来看,这种说法显然不被大多数消费者认可。尤其是当大部分电动车企业还在沿袭之前的认知,选择碟刹的时候,大众的反应就更加无力了。即便如此,基于各大车企对其电动车的定位,我们仍然不能得出偏颇的结论。
众所周知,除了传统汽车和电动汽车在机械结构上的差异,我们只看汽车制动系统的主要功能。使用不同制动器的目的都逃不过两个方面:一是使其汽车完成从动态减速到完全静止的制动功能;第二个是我们平时用手刹来完成可以一直保持静止状态的驻车制动。
但与此同时,当电动汽车不再使用以传统内燃机和变速箱为核心的动力总成时,其新特性共同促使各大车企在评估车辆制动系统的优劣时做出新的取舍。
毕竟不同于传统汽车的动力输出特性,电动汽车使用的驱动电机具有为车辆提供加减速扭矩的能力。前者不用多说,可以带来加速体验,后者通常演变为电动车的制动能量回收技术。当这种提供减速扭矩的能力用在车辆行驶时的制动过程中,制动器的负担自然会减轻很多。
对于一个外形美观、制动效率高的盘式制动器来说,在强制动下能尽可能地克服热衰减,这是其令人愉悦的物理特性的关键。那么,电动车应用碟刹不合理吗?但实际上,从电动汽车的行驶特性和使用场景分析,如果能降低成本,减少对动能回收的影响,那么电动汽车应用鼓式制动器一定是有意义的。
结构差异带来的本质变化
碟刹之所以能成为主流,如上所述,除了颜值,开放式的结构能有效的为刹车散热也是它最大的优势。在制动过程中,由于摩擦材料与制动盘之间的摩擦产生大量的热量,这些热量能以最快的速度释放出来。那么,电动车要想和鼓刹“谈恋爱”,如何克服热衰减就成了一个大问题。
好在在电动车普及,电驱动技术大幅度提升的今天,其工作模式的特殊性确实可以给鼓式制动器一个正名的机会。基于电动汽车的能量回收原理,最大限度地减少能量损失是第一要务。很明显电动车的车辆加速是通过驱动电机来实现的,减速也确实可以通过电机来完成。
在定义的“四象限电机”运行过程中,进入第二象限后,电机运行方向与扭矩输出方向相反,持续向驱动轴提供反向扭矩,使车辆在制动的同时通过电机的特性一起减速。
根据大陆集团向外界披露的数据可以发现,采用动能回收技术的电动汽车,从能量的角度来看,摩擦制动的需求减少了90%,减少的制动能量就是仅实现制动时摩擦释放的热能。
在Glockner山路对整车的长下坡实验中,即使在路线长度15km,海拔差1500m,平均坡度9.5%,每轮测试时间40分钟的恶劣条件下,一旦开启能量回收系统,摩擦制动产生的热量也会大大降低,制动盘的温度与相同驾驶属性下不开启能量回收功能的情况相比,只会上升到21度。
其次,在名为“E-Taunus”的综合道路测试中,包括山路和城市道路,单圈总长度为85km,也可以发现,在能量回收技术的应用下,该线路电动汽车的摩擦制动次数会比燃油汽车大大减少,而且大多数情况下,只有电机制动才能满足当时的减速要求。
对于电动汽车来说,为了尽量减少制动对电池寿命的影响,控制轮端制动的拖曳力矩非常重要。一些评估方法表明,轮端阻力每减小1Nm,可以帮助车辆将续航里程从10 km提高到15 km。在……因此,通过判断制动系统的制动需求来施加最佳制动力是非常重要的。
正好鼓式制动器的产品结构中有一系列的弹簧零件,可以帮助刹车片远离制动鼓。例如,在大陆集团的EPB-Si制动解决方案中,可以采用“WLTP”的方法来合理控制运动中心后轮端的拖曳力矩,这是可以形成的。
综上所述,有了这项技术的加持,鼓式制动器在应对热衰减方面的惯性在电动时代不会凸显。合理控制车轮拖曳扭矩的潜力也无形中强化了其在电动汽车领域的存在感。当然,在其他优势中,驻车制动效能的强弱也是鼓式制动能够体现自身价值的地方。
无论是P挡和手刹,还是现在流行的电子驻车EPB系统,都可以通过变速箱内的机械锁止结构将车辆停放到位。当电动汽车大大简化了变速箱设计,锁止机构不再是必要的设计选项时,拥有更强大的驻车制动效果无疑是电动汽车研发中涉及的关键之一。
这个时候制动系统应该发挥更重要的作用,鼓式制动器物理特性的优势也必然会显现出来。熟悉不同制动器结构的人都知道,鼓式制动的原理是,驾驶员踩下制动踏板后,液压机构会将踏板力传递给置于制动鼓内的两组制动蹄。当受到压力挤压时,与制动鼓接触能形成强大的摩擦制动力。
另一方面,除了最根本的摩擦面积,鼓式制动器的机械特性也会带来制动力放大的效果。当闸瓦压紧动鼓时,固定闸瓦本身由于反作用力抑制闸瓦向制动鼓方向转动,产生一定的扭曲。此时,固定闸瓦受到制动鼓旋转方向的反作用,增加了摩擦阻力。
也就是说,基于鼓式制动器内部是一个带有转动部件的结构,产生的自增力会随着车轮的转动将这部分压力传递给闸瓦。在更大的接触面积下,在保证外观和体积相同的前提下,鼓式制动器能达到比盘式制动器更高的制动效率是必然的。
目前法规要求车辆最大停车坡度应达到20%。但考虑到取消P锁后可以优化电动车的驻车效率,通过调整鼓式制动器配置,尽可能地超过这个标准,显然更有效。至于制动粉尘排放等环保方面,封闭式结构的鼓式制动器的优势可不言而喻。
今天,“电动汽车是未来”早已成为全球汽车行业达成的共识。只是在这个行业的变化和转型过程中,固有的发展模式和认知也不时被打破。电动时代刹车系统的身份变化只是外观诸多变化的一个缩影。你可以不同意大众说ID系列配备鼓刹,但也可以换个角度客观看待。“孰优孰劣”一直是一个需要辩证对待的问题。过去如此,现在更是如此。你可以不认同现在的汽车公司给电动车配备鼓刹的说辞,但也可以换个角度客观看待。因为“孰优孰劣”一直是一个需要辩证看待的问题。
时代在变,但江湖的恩怨与纷争从未抹去。当汽车从燃料时代进入纯电时代,过去早已固化的“鄙视链”似乎又以一种新的形式悄然萌芽。尤其是当……以特斯拉、蔚来为首的造车新势力与以大众、丰田为核心的传统车企竞争,滋生的分歧总会引发主机厂、消费者、媒体等相关参与者之间的舆论战。
在技术层面上,从驾驶模式到续航里程,从车辆系统到三电技术,甚至到各个层面的零部件异同,人们从来没有放过任何一个可以声讨的地方。曾经搭载松下“五号电池”组的特斯拉,现在依然如此。现在如果采用鼓式制动的大众ID系列,能否在短时间内消除外界对此举的质疑?
虽然大众集团早就以官方的口吻解释过这一点,但如果能从技术本身来解释这一选择的合理性,显然会更加具体。近日,据大众汽车零部件供应商大陆集团(Continental Group)透露,电动车之所以“爱上”鼓式制动器,似乎在他们推广的制动解决方案EPB-Si中有着清晰的逻辑。
不管是好是坏,存在就是合理的。
汽车行业从来不缺少偏见,众所周知刹车系统可以用“盘式刹车”来凸显其价值。就像三缸机的现状,很难通过技术升级来突破市场端的语言封锁。从制动系统来看,与盘式制动器相比,便宜、丑、制动性能差的结论永远是鼓式制动器的标签。
就大众集团给出的说法,ID系列电动车依靠单个电机实现减速,对后轮制动的依赖远远小于传统汽车。根据大众对电动车消费者使用情况的调查,除了紧急制动,后轮制动的意义更多在于驻车制动层面。换句话说,虽然碟刹的优势是在任何场景下都能很好的制动,但是鼓刹在面对电动车的真实使用场景时,似乎也能在保证同样的制动效果和降低成本之间保持平衡。
或许从此后的舆论反馈来看,这种说法显然不被大多数消费者认可。尤其是当大部分电动车企业还在沿袭之前的认知,选择碟刹的时候,大众的反应就更加无力了。即便如此,基于各大车企对其电动车的定位,我们仍然不能得出偏颇的结论。
众所周知,除了传统汽车和电动汽车在机械结构上的差异,我们只看汽车制动系统的主要功能。使用不同制动器的目的都逃不过两个方面:一是使其汽车完成从动态减速到完全静止的制动功能;第二个是我们平时用手刹来完成可以一直保持静止状态的驻车制动。
但与此同时,当电动汽车不再使用以传统内燃机和变速箱为核心的动力总成时,其新特性共同促使各大车企在评估车辆制动系统的优劣时做出新的取舍。
毕竟不同于传统汽车的动力输出特性,电动汽车使用的驱动电机具有为车辆提供加减速扭矩的能力。前者不用多说,可以带来加速体验,后者通常演变为电动车的制动能量回收技术。当这种提供减速扭矩的能力用在车辆行驶时的制动过程中,制动器的负担自然会减轻很多。
对于一个外形美观、制动效率高的盘式制动器来说,在强制动下能尽可能地克服热衰减,这是其令人愉悦的物理特性的关键。那么,电动车应用碟刹不合理吗?但实际上,从电动汽车的行驶特性和使用场景分析,如果能降低成本,减少对动能回收的影响,那么电动汽车应用鼓式制动器一定是有意义的。
结构差异带来的本质变化
碟刹之所以能成为主流,如上所述,除了颜值,开放式的结构能有效的为刹车散热也是它最大的优势。在制动过程中,由于摩擦材料与制动盘之间的摩擦产生大量的热量,这些热量能以最快的速度释放出来。那么,电动车要想和鼓刹“谈恋爱”,如何克服热衰减就成了一个大问题。
好在在电动车普及,电驱动技术大幅度提升的今天,其工作模式的特殊性确实可以给鼓式制动器一个正名的机会。基于电动汽车的能量回收原理,最大限度地减少能量损失是第一要务。很明显电动车的车辆加速是通过驱动电机来实现的,减速也确实可以通过电机来完成。
在定义的“四象限电机”运行过程中,进入第二象限后,电机运行方向与扭矩输出方向相反,持续向驱动轴提供反向扭矩,使车辆在制动的同时通过电机的特性一起减速。
根据大陆集团向外界披露的数据可以发现,采用动能回收技术的电动汽车,从能量的角度来看,摩擦制动的需求减少了90%,减少的制动能量就是仅实现制动时摩擦释放的热能。
在Glockner山路对整车的长下坡实验中,即使在路线长度15km,海拔差1500m,平均坡度9.5%,每轮测试时间40分钟的恶劣条件下,一旦开启能量回收系统,摩擦制动产生的热量也会大大降低,制动盘的温度与相同驾驶属性下不开启能量回收功能的情况相比,只会上升到21度。
其次,在名为“E-Taunus”的综合道路测试中,包括山路和城市道路,单圈总长度为85km,也可以发现,在能量回收技术的应用下,该线路电动汽车的摩擦制动次数会比燃油汽车大大减少,而且大多数情况下,只有电机制动才能满足当时的减速要求。
对于电动汽车来说,为了尽量减少制动对电池寿命的影响,控制轮端制动的拖曳力矩非常重要。一些评估方法表明,轮端阻力每减小1Nm,可以帮助车辆将续航里程从10 km提高到15 km。在……因此,通过判断制动系统的制动需求来施加最佳制动力是非常重要的。
正好鼓式制动器的产品结构中有一系列的弹簧零件,可以帮助刹车片远离制动鼓。例如,在大陆集团的EPB-Si制动解决方案中,可以采用“WLTP”的方法来合理控制运动中心后轮端的拖曳力矩,这是可以形成的。
综上所述,有了这项技术的加持,鼓式制动器在应对热衰减方面的惯性在电动时代不会凸显。合理控制车轮拖曳扭矩的潜力也无形中强化了其在电动汽车领域的存在感。当然,在其他优势中,驻车制动效能的强弱也是鼓式制动能够体现自身价值的地方。
无论是P挡和手刹,还是现在流行的电子驻车EPB系统,都可以通过变速箱内的机械锁止结构将车辆停放到位。当电动汽车大大简化了变速箱设计,锁止机构不再是必要的设计选项时,拥有更强大的驻车制动效果无疑是电动汽车研发中涉及的关键之一。
这时候制动系统就应该发挥更重要的作用,鼓式制动器物理特性的优势也势必显露出来。熟悉不同制动器结构的人都知道,鼓式制动的原理是,驾驶员踩下制动踏板后,液压机构会将踏板力传递给置于制动鼓内的两组制动蹄。当受到压力挤压时,与制动鼓接触能形成强大的摩擦制动力。
另一方面,除了最根本的摩擦面积,鼓式制动器的机械特性也会带来制动力放大的效果。当闸瓦压紧动鼓时,固定闸瓦本身由于反作用力抑制闸瓦向制动鼓方向转动,产生一定的扭曲。此时,固定闸瓦受到制动鼓旋转方向的反作用,增加了摩擦阻力。
也就是说,基于鼓式制动器内部是一个带有转动部件的结构,产生的自增力会随着车轮的转动将这部分压力传递给闸瓦。在更大的接触面积下,在保证外观和体积相同的前提下,鼓式制动器能达到比盘式制动器更高的制动效率是必然的。
目前法规要求车辆最大停车坡度应达到20%。但考虑到取消P锁后可以优化电动车的驻车效率,通过调整鼓式制动器配置,尽可能地超过这个标准,显然更有效。至于制动粉尘排放等环保方面,封闭式结构的鼓式制动器的优势可不言而喻。
今天,“电动汽车是未来”早已成为全球汽车行业达成的共识。只是在这个行业的变化和转型过程中,固有的发展模式和认知也不时被打破。电动时代刹车系统的身份变化只是外观诸多变化的一个缩影。你可以不同意大众说ID系列配备鼓刹,但也可以换个角度客观看待。“孰优孰劣”一直是一个需要辩证对待的问题。过去如此,现在更是如此。
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