混合动力汽车制动系统结构与制动模式解析

操林矫

摘 要：新能源汽车与传统汽车在结构原理上存在一定的差别，多数维修人员对新能源汽车不甚了解，在维修时遇到了一些困难。文章对新蒙迪欧混合动力汽车制动系统的结构原理进行了介绍，对其多种制动模式进行了分析，希望能对新能源汽车的售后维修起到一些积极作用。

关键词：新蒙迪欧；混合动力汽车；制动系统；制动模式

2018年，新能源汽车保有量即将突破200万辆，在汽车售后服务市场，新能源汽车也逐渐引起关注。新蒙迪欧插电混动版是长安福特公司于2018年2月推出的一款插电混动车，此款轿车是在原新蒙迪欧油电混动版基础上，增设了一个符合国标的交流车用充电插座，同时进一步加大了电池容量。不论是新的插电混动版还是非插电混动版，新蒙混动的制动模式与传统燃油车有较大差别，维修人员对其结构原理不甚了解，在维修时遇到一些困难[1]。本文从新蒙迪欧混合动力汽车制动系统结构原理、制动模式等方面进行介绍，希望能给新能源汽车的维修带来一些引导效果。

1 新蒙迪欧混合动力汽车制动系统的结构原理

新蒙迪欧混动版轿车制动系统包含传统制动系统和再生制动系统两个子系统。具体功能包含ABS、牵引力控制、电子制动力分配（Electronic Brakeforce Distribution，EBD）、稳定辅助系统、坡道起步控制、主动制动、再生制动、电子驻车制动等。

为了满足不同制动系统的要求，新蒙迪欧混合动力汽车的制动踏板已经改装过。主要的变化是在制动踏板上加装了制动踏板行程传感器和制动踏板模拟器。制动踏板行程传感器可精确感知制动踏板的位置和踏下的加速度；制动踏板模拟器是为了在驾驶员轻踩制动踏板时，产生传统制动相当的制动踏板力。

柱塞防松螺母和柱塞推力垫之间存在间隙，当轻轻踩下制动踏板时，柱塞推力垫会在柱塞上滑动。在再生制动过程中，柱塞不会进行任何运动。但是，柱塞防松螺母和柱塞推力垫之间的间隙会改变。根据制动踏板行程传感器信息，车辆将通过激活制动伺服机构进行再生制动或传统制动，通过激活制动伺服机构进行传统制动的过程中，柱塞向制动伺服机构移动。当继续踩下制动踏板且柱塞推力垫到达柱塞防松螺母时，柱塞向制动伺服机构移动。

蒙迪欧混动版轿车制动系统各电控元件位置如图1所示。制动系统的主控模块是ESP模块，工作时，它通过HS-CAN2总线接收数据并向相应模块传输数据，以便按照相关要求启动主动或再生制动。制动踏板行程传感器和制动踏板开关会向ESP模块发送制动踏板的位置信息。ESP模块通过HS-CAN2将信息发送至GWM。GWM通过HS-CAN1传输到BECM，SOBDMC及PCM模块[2]。

1-PCM发动机控制模块；2-磁力驱动连接；3-踏板行程传感器；4-方向盘转角传感器；5-RCM；6-高压蓄电池；7-左后轮转速传感器；8-制动踏板开关；9-制动伺服机构压力传感器；10-ESP模块；11-制动伺服机构行程传感器；12-左前轮转速传感器；13-带集成式发电机/起动机和电动机的自动变速器HF35；14-SOBDMC；15-电动真空泵

2 新蒙迪欧混合动力汽车的制动模式

为了决定激活哪种制动模式，ESP模块需要制动踏板位置、车轮转速、横摆率和横向加速度、纵向加速度等信息，这些信息可通过网络获得（见图2）。可用的模式包括再生制动、再生和主动制动、主动制动和传统制动、传统制动4种[3-4]。

1-磁力驱动连接；2-制动助力器；1-磁力驱动连接；2-制动助力器；3-柱塞防松螺母；4-电动真空泵；5-PCM；6-HCU；7-ABS/ESP模块；8-SOBDMC；9-电动机；10-GWM

2.1 再生制动

如果只是轻轻踩下制动踏板，柱塞推力垫和柱塞防松螺母之间的间隙将会减小，柱塞不会向制动伺服机构移动。在这种情况下，ESP模块将计算所需的制动扭矩，此信息将发送到PCM。PCM将计算电动机能够达到的制动倍率，这取决于高压蓄电池的充电量。电动机能够达到的最大制动倍率约为2 m/s2。PCM会向ESP模块发送信号，其中包含计算出的电动机制动扭矩。同时，SOBDMC将收到一条消息，其中说明电动机需要用作发电机及所需的制动扭矩。如果计算出的制动扭矩不足以安全制动车辆，PCM将向ESP模块发送信号。ESP模块将激活制动伺服机构中的磁力驱动。这将使柱塞向制动伺服机构移动，并使柱塞推力垫和柱塞防松螺母之间的间隙发生改变。激活磁力驱动会使车辆使用传统制动进行额外制动。如果在再生制动过程中存在来自ESP模块的控制干预，制动伺服机构中的磁力驱动将会激活，HCU中的相应气门也会激活。

2.2 再生和主动制动

同样是在轻踩制动踏板时，根据有关高压蓄电池充电状态的信息，PCM会计算电动机能够达到的最大制动扭矩，并将此信息发送到ESP模块。如果该制动扭矩低于ESP模块要求的制动扭矩，ESP模块将计算差距并相应地激活制动伺服机构中的磁力驱动。这将使柱塞向制动伺服机构移动，并使柱塞推力垫和柱塞防松螺母之间的间隙发生改变。激活磁力驱动会使车辆使用传统制动进行额外制动。ESP模块会持续监控车辆操控。如果在制动过程中存在来自ESP模块的控制干预，HCU中的相应气门将会激活。

2.3 主动制动

轻踩制动踏板时，如果高压蓄电池已充满电，ESP模块将激活制动伺服机构中的磁力驱动。这将使柱塞向制动伺服机构移动，并使柱塞推力垫和柱塞防松螺母之间的间隙发生改变。激活磁力驱动会使车辆使用传统制动进行额外制动。ESP模块会持续监控车辆操控。如果在制动过程中存在来自ABS/稳定性辅助模块的控制干预，HCU中的相应气门将会激活。

2.4 传统制动

如果继续踩下制动踏板，直至柱塞推力垫与柱塞防松螺母之间没有间隙，则柱塞向制动伺服机构移动。车辆将始终采用传统制动，同时也可连接再生制动系统。如果ESP模块检测到制动踏板或制动伺服机构压力传感器连接到制动伺服机构，用于测量制动伺服机构中的真空。压力传感器包含压电晶体和相关的电子设备。它通过硬线连接到ABS/稳定性辅助模块，并使用5 V的电压。此传感器的输出信号范围是0.2～4.9 V，具体取决于制动伺服机构中的真空伺服機构上的传感器电路发生故障，或者磁力驱动线圈发生故障，则车辆只能采用传统制动。

3 结语

新蒙迪欧混合动力汽车的制动系统与其他新能源汽车一样，相对于传统汽车加装了制动踏板行程传感器和制动踏板模拟器，在轻踏制动踏板时，制动系统可能会进入再生制动、再生制动和主动制动、主动制动及传统制动的4种制动模式之一。传统制动模式下，真空助力的产生依赖一套包括电动真空泵、压力传感器等与传统车不一样的装置。

[参考文献]

[1]长安福特汽车有限公司销售分公司.CD391HEV新车型技术培训学员手册[Z].长安福特汽车有限公司销售分公司，2018.

[2]张超英，汪跃中，夏荣鑫.汽车能量回收系统研究概述[J].时代汽车，2018（6）：37-38.

[3]宋瀚，徐晗，邹星，等.基于传统燃油车型拓展的纯电动汽车布置分析[J].汽车工程师，2018（3）：18-20.

[4]包丹丹.浅谈制动系统在新能源汽车上的应用和发展[J].时代汽车，2018（1）：37-38.