第四节　制动系统

北汽新能源汽车的制动系统基本是在传统汽车的基础上进行改造升级的，行车制动系统和驻车制动系统与传统能源车辆基本没有本质上的区别。

一、电动机制动馈能控制

电动机制动馈能控制策略及方法是各新能源主机厂整车控制系统的核心内容之一。如图4-63所示是北汽新能源车装配的旋钮式换挡手柄，其中E挡就是电动机制动馈能的选择位置，能根据用户不同需求改善能量回收强度及制动性能，妥善使用能量回收系统，可增加续航5%～15%。车辆前进挡分2种，一种是D挡，另一种是E挡（经济模式）。E挡行驶过程中，松开加速踏板时，车辆自动回收能量。回收强度可通过换挡旋钮左上方“E＋”和“E－”进行选择，如图4-65所示，在仪表中会进行相应地显示。

电动机制动馈能控制开关的电路图及端子如图4-65和图4-66所示，挡位传感器的真值判断表如表4-7所示，根据电路图或表中数据，我们可以对开关的信号进行故障分析及判断。

在产生足够制动力矩的同时，通过电动机发电模式在制动的同时能回收的能量越多越好。但是，制动力矩的大小受到诸多因素的制约，因此，为保证可靠的制动效能，电动汽车必须保留传统的机械摩擦制动系统，并与制动馈能组成混合制动结构。这种混合制动系统可以按照2种制动系统工作的方式，分为串联和并联2种类型。

（1）串联制动　串联制动系统动力分配原理如图4-67所示。串联制动的特点是电动机馈能时的制动力达到其最大值时，机械摩擦制动系统才参与工作，以满足车辆的制动需求。串联制动需要与车辆的ABS集成控制，它能够对单个车轮的液压制动力进行单独调整，并可以保证使用再生制动与路面附着（滑移率）所能允许的最大极限。很显然，由于充分利用了再生制动，因此串联制动将获得最大的能量回收率。但是，串联制动结构复杂、成本高，需要集成的控制系统。

串联制动系统的控制过程如图4-68所示。根据驾驶员的制动命令，考虑到为保持车辆的稳定制动而要求的前后轮制动力平衡，制动控制器分别计算需要由电动机和液压制动系统提供的制动力，并给液压制动系统和电动机控制器发出指令。电动机能够提供的制动转矩是电动机转速的函数，该转矩反馈回制动控制器。如果没有达到需求的制动力矩，则需要由液压制动系统予以弥补。由此可见，在串联制动中，通过电动机制动和液压制动之间的协调控制，可以最大化地利用电动机的制动转矩，其能量回收率高。

（2）并联制动　并联制动的原理如图4-69所示。与串联制动不同，并联制动是按一个固定的比例分配再生制动力和机械摩擦制动力。由于没有充分发挥电动机馈能制动力的作用，因此其回收的能量没有串联制动高。但并联制动对传统机械摩擦制动系统的改动少，结构简单，只需增加一些控制功能即可，成本低。并联制动系统的控制原理如图4-70所示。根据驾驶员的命令，电动机控制器确定需要加在液压制动基础上的电动机制动转矩，其大小由液压主缸压力确定。同样，电动机制动转矩是电动机转速的函数。因此，能够加在液压制动基础上的电动机制动力要根基汽车的静态制动力分配关系、电动机转矩特性、驾驶员的感觉和轮胎与路面附着极限综合确定。很明显，由于缺乏主动制动控制功能，在电动机制动和液压制动系统之间不能进行协调控制。因此，并联制动对电动机制动转矩使用不充分，能量回收率低。

二、真空助力制动系统

传统汽油机轿车的制动系统真空助力装置的真空源来自于发动机进气歧管，真空度一般可达到0.05～0.07MPa。对于由传统车型改装成的纯电动车或燃料电池汽车，发动机总成被拆除后，制动系统由于没有真空动力源而丧失真空助力功能，仅由人力所产生的制动力无法满足行车制动的需要，因此需要对制动系统真空助力装置进行改进，而改进的核心问题是产生足够压力的真空源，这就需要为制动系统增加电动真空泵及真空罐，如图4-71所示。真空制动系统的工作原理如图4-72所示。

电动真空助力系统的工作过程：当驾驶员发动汽车时，12V电源接通，电子控制系统模块开始自检，如果真空罐内的真空度小于设定值，真空压力传感器输出相应电压值至控制器，此时控制器控制电动真空泵开始工作，当真空度达到设定值后，真空压力传感器输出相应电压值至控制器，此时控制器控制真空泵停止工作，当真空罐内的真空度因制动消耗，真空度小于设定值时，电动真空泵再次开始工作，如此循环。

目前北汽新能源汽车的电动真空助力系统已经发展到第二代，与第一代相比，第二代汽车主要有以下几点改进：一是增加了一个大气压力传感器，集成在控制器内部，使真空泵能够在不同海拔高度都能正常工作；二是将真空度传感器集成到真空助力器的单向阀上，如图4-73所示，减少了线束长度；三是采用了塑料材质的真空罐，减轻了重量。根据真空压力传感器特性（图4-74）可知，随着管路中真空度的变化，传感器输出电压也成比例地发生变化，整车控制器将根据此电压变化判断真空源是否符合系统要求。

三、制动系统常见故障排除与诊断

1．行车制动系统

与传统燃油车相同部分故障内容的排除方法基本相同，在此仅提供ABS系统故障码作为故障诊断与排除时的参考，如表4-8所示。

2．电动真空泵常见故障诊断及排除方法

电动真空泵常见故障及其排除方法如表4-9所示。

3．真空助力制动系统的故障诊断

北汽电动汽车真空助力制动系统可能的故障原因：真空压力传感器故障、SB06熔丝故障、真空管路有泄漏、真空泵线路故障、真空泵本身故障、真空助力制动系统控制单元VBU自身或线路故障。下面介绍具体的诊断方法。

（1）故障码及数据流的读取　真空助力制动系统出现故障通常会报故障码，并点亮故障警示灯，如图4-75所示。因此首先应观察仪表显示故障信息，并连接诊断仪读取故障码及数据流，如真空泵的性能状态、真空泵的工作电流及真空系统压力值，如图4-76所示，初步判断可能的故障原因。

（2）真空泵和控制器的功能检测　车辆静止状态下打开钥匙开关（ON挡），踩制动踏板1～3次后观察真空泵的状态，并据此判断制动系统的工作状态是否正常。

制动系统正常工作时，真空泵会保持真空压力在50～70kPa之间，由于制动踏板踩下后会造成真空管路的真空度降低（绝对压力提高），当接收到真空压力传感器信号时，系统判断此压力不在保持压力范围内，会自动启动真空泵运转，此时可听到真空泵运转的“嗡嗡”声，并在3s左右后真空度到达设定值时停止运转；如若不然，则可初步判断系统工作不正常。制动真空泵运转5min后（反复踩踏制动踏板至真空泵连续运转几次），检查真空泵有无异响和异味，并检查真空泵控制器及连接线是否变形发热。如果真空泵出现异响或异味，有可能是真空泵内部严重磨损造成的。

（3）真空管路密封性检测　在制动真空泵工作时，检查连接软管有无漏气现象，检查各气管连接处有无破损或泄漏。制动软管不能扭曲，在最大转向角度时，制动软管不得接触到汽车零件。

（4）相关线路检查

① 查找真空助力制动系统工作电路及原理图，分析工作原理，如电源、接地、控制单元、传感器及真空泵电路。根据电路图（图4-77），检查驾驶舱内熔丝盒上的SB06熔丝（30A），它是真空泵的主供电熔丝（图4-78）。

② 测量真空助力制动系统控制单元VBU插接器的92号端子电压（图4-79），该端子为真空压力传感器提供电源，据此判断传感器的供电情况。

③ 测量真空助力制动系统控制单元VBU插接器的50号（搭铁）和27号（信号）端子（图4-80），判断传感器信号线的导通和搭铁是否正常。

④ 测量电动真空泵的接线端子（图4-81），判断真空泵的供电及搭铁是否正常，并检查真空泵搭铁点的搭铁性能。需特别注意的是，真空泵电动机的电源电压为14V左右，而不是传统能源车辆的12V。

（5）完工后的常规检查　故障排除后，一定要对制动系统进行常规的检查。除对制动盘片等进行检查外，新能源汽车还需要重点检查真空助力制动管路及相关插接件（图4-82）。车辆故障排除后，仪表板显示READY指示灯表示车辆完全恢复正常（图4-83）。