你可以不認(rèn)同當(dāng)下的汽車企業(yè)為電動(dòng)車配以鼓剎的說辭,卻也可以從另一角度去客觀看待。因?yàn)椤笆雰?yōu)孰劣”從來都是一個(gè)需要辯證看待的問題。
時(shí)代在變,江湖的恩怨紛爭(zhēng)卻從未被拭除。當(dāng)汽車從燃油時(shí)代跨入純電時(shí)代,過去早已固化的“鄙視鏈”,似乎又以一種新的形態(tài)暗自發(fā)芽。尤其當(dāng)以特斯拉、蔚來為首的造車新勢(shì)力,和以大眾、豐田為核心的傳統(tǒng)車企博弈時(shí),滋生的差異總會(huì)引起主機(jī)廠、消費(fèi)者、媒體端等相關(guān)參與者之間的輿論戰(zhàn)。
在技術(shù)層面,從驅(qū)動(dòng)模式到續(xù)航里程,從車機(jī)系統(tǒng)到三電技術(shù),甚至到各級(jí)零部件間的異同,人們關(guān)注的焦點(diǎn)從未放過任何一個(gè)可供聲討的地方。曾搭載松下“5號(hào)電池”組的特斯拉尚且如此,如今選用鼓式制動(dòng)的大眾ID系列,又豈能在短期內(nèi)消除外界對(duì)這一舉動(dòng)的質(zhì)疑?
雖說大眾集團(tuán)早就用官方口吻對(duì)此進(jìn)行了解釋,但如若能從技術(shù)本身來闡述這一抉擇的合理性,顯然會(huì)更為具象。而近日,據(jù)作為大眾汽車零部件供應(yīng)商的大陸集團(tuán)處可知,電動(dòng)車之所以“愛上”鼓剎,似乎在其推動(dòng)的制動(dòng)解決方案 EPB-Si中便有著較為清晰的邏輯。
不論優(yōu)劣,存在即合理
汽車產(chǎn)業(yè)中一向不缺偏見,剎車系統(tǒng)以“碟剎”更能凸顯價(jià)值的論調(diào),已是人盡皆知。好比三缸機(jī)當(dāng)下的處境一樣,技術(shù)的升維很難突破市場(chǎng)端的言語封鎖。放在剎車系統(tǒng)的評(píng)判上就是,相比碟剎(盤式制動(dòng)器),廉價(jià)、丑陋、剎車性能一般等結(jié)論都是鼓剎一貫有之的標(biāo)簽。
就此前大眾集團(tuán)給出的說法來論,ID系列電動(dòng)車依靠單電機(jī)就足以實(shí)現(xiàn)減速,對(duì)后輪剎車的依賴程度遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)汽車。而據(jù)大眾對(duì)電動(dòng)車消費(fèi)者的使用情況調(diào)研顯示,除了緊急剎車以外,后輪剎車存在的意義更多地是在于駐車制動(dòng)層面。換言之,雖然碟剎的優(yōu)點(diǎn)在于能在任何場(chǎng)景下都能進(jìn)行較好的制動(dòng),可面對(duì)電動(dòng)車的真實(shí)使用場(chǎng)景時(shí),使用鼓剎似乎更能在保證同等剎車效力和降低成本之間保持平衡。
興許從此后的輿論反饋來看,這樣的辯駁很明顯未得到大多數(shù)消費(fèi)者的認(rèn)同。特別是在大多數(shù)的電動(dòng)車企依舊遵循著以往的認(rèn)知而選擇碟剎時(shí),大眾汽車這樣的回應(yīng)也就更顯無力??杉幢闳绱?,基于各大車企對(duì)旗下電動(dòng)車的定位,我們依舊不能就此定下偏頗的結(jié)論。
眾所周知,撇開傳統(tǒng)汽車和電動(dòng)車在機(jī)械結(jié)構(gòu)上的差異,僅以汽車制動(dòng)系統(tǒng)的主要功能為基礎(chǔ)來看。使用不同的制動(dòng)器,其目的都跳脫不了兩個(gè)方面:其一是使得其汽車能完成從動(dòng)態(tài)減速至完全靜止的行車制動(dòng)功能;其二就是我們通常使用手剎來完成能時(shí)刻保持在靜止?fàn)顟B(tài)的駐車制動(dòng)。
但與此同時(shí),當(dāng)電動(dòng)車不再使用傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)+變速箱為核心的動(dòng)力總成時(shí),其一并出現(xiàn)的新特點(diǎn)就促使各大車企在評(píng)價(jià)整車制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)劣上,需要做出新的權(quán)衡。
畢竟和傳統(tǒng)汽車的動(dòng)力輸出特性不同,電動(dòng)汽車所使用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)具備向車輛提供加速和減速扭矩的能力。前者能帶來的加速體驗(yàn)不用贅述,后者通常就演變成了電動(dòng)車的制動(dòng)能量回收技術(shù)。而當(dāng)這種能提供減速扭矩的能力,利用在了車輛行進(jìn)中制動(dòng)的過程中時(shí),對(duì)制動(dòng)器的負(fù)擔(dān)自然會(huì)降低不少。
對(duì)于以美觀、行車制動(dòng)效力高為賣點(diǎn)的碟剎,強(qiáng)力制動(dòng)下還能盡可能克服熱衰減,本是其在物理特性上討喜的關(guān)鍵所在。那由此一來,碟剎應(yīng)用在電動(dòng)車上豈不是合情合理?但事實(shí)上,從電動(dòng)車的行駛特性和使用場(chǎng)景來分析,在達(dá)到和碟剎相同效果的情況下,若能降本和減少對(duì)動(dòng)能回收的影響,想必鼓剎應(yīng)用在電動(dòng)車上就有了意義。
結(jié)構(gòu)性差異帶來的本質(zhì)變化
碟剎之所以能成為主流,就像上文提及的,除了表層的顏值方面,開放式的結(jié)構(gòu)能對(duì)剎車進(jìn)行有效散熱亦是其最大的優(yōu)勢(shì)。制動(dòng)過程中,由于摩擦材料與制動(dòng)盤摩擦而產(chǎn)生大量的熱量,能以最快的速度釋放出去。那么,電動(dòng)車如果要“愛上”鼓剎,如何克服熱衰減就成了一大難題。
好在,在電動(dòng)車大行其道、電驅(qū)技術(shù)大幅提升的今天,其工作模式的特殊性確能給鼓剎一個(gè)正名的機(jī)會(huì)?;陔妱?dòng)車能量回收的原理,盡量減少能量的損耗是第一要義。電動(dòng)汽車的車輛加速使用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)是明確的,可通過電動(dòng)機(jī)來完成減速也是實(shí)打?qū)嵈嬖诘摹?/p>
在已定義的“電動(dòng)機(jī)四象限”運(yùn)行過程里,在進(jìn)入第二象限后,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向和力矩輸出的方向相反,并以此不斷向驅(qū)動(dòng)軸提供反向的力矩,可以使得車輛能在剎車介入的同時(shí)通過電動(dòng)機(jī)自身的特性來一同完成減速。
通過大陸集團(tuán)向外界透露的數(shù)據(jù)能發(fā)現(xiàn),使用動(dòng)能回收技術(shù)的電動(dòng)車,從能量角度來說對(duì)摩擦制動(dòng)的需求減少90%,而減少的這部分制動(dòng)能量也就是僅通過剎車來達(dá)到制動(dòng)目的時(shí)由摩擦釋放出的熱能。
在針對(duì)整車的格洛克納山路長(zhǎng)下坡實(shí)驗(yàn)中,哪怕在有著路線長(zhǎng)度15km,海拔差1500m,平均坡度9.5%,每一輪測(cè)試時(shí)間是40分鐘的苛刻條件下,一旦打開能量回收系統(tǒng)后,摩擦制動(dòng)產(chǎn)生的熱量就會(huì)大幅度降低,相比同種駕駛屬性未開動(dòng)能回收功能的情況下,制動(dòng)盤溫度僅僅上升到21度。
其次,在名為“E-Taunus”,包括山路和城市路況且單圈全長(zhǎng)85km的綜合路況測(cè)試中,也能發(fā)現(xiàn)在能量回收技術(shù)的應(yīng)用下,電動(dòng)車在這條線路中摩擦制動(dòng)次數(shù)相比燃油汽車會(huì)大幅度減少,大部分情況下只需依靠電機(jī)制動(dòng)就能夠滿足當(dāng)時(shí)的減速要求。
而對(duì)于電動(dòng)車而言,為了盡可能地減小剎車對(duì)續(xù)航的影響,控制輪端制動(dòng)的拖滯力矩,本來就是非常重要的一點(diǎn)。有評(píng)估方法顯示,輪端拖滯每減少小1Nm,能夠幫助車輛提升10km~15km續(xù)航里程。如此一來,通過剎車系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)需求的判斷而施以最佳的剎車力度,就顯得很重要。
恰巧,由于鼓式制動(dòng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中有一系列能夠幫助剎車片保持與制動(dòng)鼓之間脫離狀態(tài)的彈簧零件,諸如大陸集團(tuán)EPB-Si剎車解決方案中,能采用“全球統(tǒng)一輕型汽車測(cè)試規(guī)程(WLTP)”的測(cè)試方法,來合理控制動(dòng)中后輪端拖滯力矩大小的方法,便能得以形成。
綜上可見,在此種技術(shù)的加持下,鼓剎應(yīng)對(duì)熱衰減問題的惰性,在電動(dòng)時(shí)代不會(huì)就此凸顯。而合理控制車輪拖滯力矩的潛力也在無形中加強(qiáng)其在電動(dòng)車領(lǐng)域的存在感。當(dāng)然,在其他的優(yōu)勢(shì)中,事關(guān)駐車制動(dòng)效力的強(qiáng)弱也是鼓剎能體現(xiàn)自身價(jià)值的地方。
無論是P檔和手剎,還是如今已普及的電子駐車EPB系統(tǒng),令車輛達(dá)成原地駐車,都是通過變速箱中的一個(gè)機(jī)械鎖止結(jié)構(gòu)的來實(shí)現(xiàn)的。而當(dāng)電動(dòng)汽車大幅度簡(jiǎn)化了變速箱設(shè)計(jì),鎖止機(jī)構(gòu)不再是一個(gè)必備的設(shè)計(jì)選項(xiàng)時(shí),擁有更有力的駐車制動(dòng)效力無疑是電動(dòng)車研發(fā)中會(huì)涉及的關(guān)鍵之一。
此時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)要充當(dāng)起一個(gè)更為重要的角色,那鼓剎物理特性的優(yōu)勢(shì)勢(shì)必會(huì)因此顯露出來。熟悉不同制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的人都知道,鼓剎制動(dòng)的原理在于,駕駛者踩下制動(dòng)踏板后,液壓機(jī)構(gòu)會(huì)將踏板力傳遞給安置在制動(dòng)鼓內(nèi)的兩組制動(dòng)蹄片。在受到壓力向外膨脹擠壓時(shí),其便能在與制動(dòng)鼓接觸時(shí)形成強(qiáng)烈的摩擦制動(dòng)力。
但另一方面,除了最根本的摩擦面積變廣外,鼓剎的機(jī)構(gòu)特性還會(huì)帶來制動(dòng)力放大的效果。當(dāng)制動(dòng)蹄片緊壓制動(dòng)鼓,本身固定的蹄片由于反作用力抑制了制動(dòng)蹄片向制動(dòng)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng),從而產(chǎn)生一定的扭曲變形。此時(shí)固定的蹄片受到制動(dòng)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)方向的反作用力使摩擦阻力變大。
也就是說,基于鼓剎的內(nèi)部是一個(gè)組件旋轉(zhuǎn)布置的結(jié)構(gòu),產(chǎn)生的自增力會(huì)隨著車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)把這部分壓力傳遞到制動(dòng)蹄上,在更大的接觸面積下,鼓剎能夠在保證外觀體積相當(dāng)?shù)那疤嵯?,?shí)現(xiàn)相對(duì)于盤式制動(dòng)更高的剎車效能也就成了必然。
現(xiàn)在的法規(guī)要求車輛的最高駐坡坡度要達(dá)到20%,但考慮到電動(dòng)車取消P檔鎖后亦能優(yōu)化駐車效能,若要盡可能地超過這一標(biāo)準(zhǔn),通過調(diào)整鼓剎配置來實(shí)現(xiàn),很明顯會(huì)更為行之有效。至于針對(duì)像制動(dòng)粉塵排放此類環(huán)保方面,采用封閉結(jié)構(gòu)的鼓剎,其優(yōu)勢(shì)也能不言自明。
時(shí)至今日,“電動(dòng)車是未來”早已是全球汽車行業(yè)所達(dá)成的共識(shí)。只是在這個(gè)行業(yè)面臨變遷與轉(zhuǎn)型的過程中,固有的發(fā)展模式和認(rèn)知也在時(shí)不時(shí)地被打破。剎車系統(tǒng)在電動(dòng)時(shí)代的身份轉(zhuǎn)變,只是眾多表象變動(dòng)中的一個(gè)縮影。你可以不認(rèn)同大眾汽車為ID系列配以鼓剎的說辭,卻也可以從另一角度去客觀看待?!笆雰?yōu)孰劣”從來都是一個(gè)需要辯證看待的問題。過去是這樣,當(dāng)下更是如此。
來源:蓋世汽車
作者:曹佳東
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