新能源汽車制動系統(tǒng)故障診斷探討

緒論二十世紀九十年代，我們國家意識到新能源汽車在緩解能源危機和環(huán)境治理方面的突出貢獻和作用，逐步啟動對于新能源汽車研發(fā)的鼓勵政策。經(jīng)歷了“十五”期間研發(fā)布局、“十一五”期間的產(chǎn)業(yè)化準備、“十二五”期間示范推廣，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)度過了技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈飛速發(fā)展的形成期。2016年至今，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模。新能源汽車的發(fā)展越來越快，同時，面臨的安全問題也越來越多。新能源汽車在制動系統(tǒng)這方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)，目前新能源汽車主流的制動系統(tǒng)有電子控制制動系統(tǒng)和液壓助力制動系統(tǒng)，我們需要了解和認識新能源汽車制動系統(tǒng)的工作原理和存在的麻煩并著手解決這方面的問題，制動系統(tǒng)作為保障汽車安全運行的主要因素之一，在汽車行駛期間起到保證汽車速度穩(wěn)定的作用。在本論文中，我們主要針對新能源汽車制動系統(tǒng)的發(fā)展和研究展開探討與分析。第一章我國新能源汽車的發(fā)展前景和制動系統(tǒng)1.1新能源汽車發(fā)展的前景和必要意義從當今的新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國的新能源汽車銷量正在逐步上升，并且連續(xù)7年新能源汽車銷量位居全球第一，具備有很好的發(fā)展前景。特別是2021年的新能源汽車發(fā)展呈現(xiàn)出快速的增長趨勢，市場占有率提高13.4%，如果按照這個增長趨勢下去，我國的新能源汽車將會出現(xiàn)一個空前繁榮的未來。從這些數(shù)據(jù)看，新能源汽車的發(fā)展是必然的，而且，新能源汽車將會是將來汽車行業(yè)的主流。從汽車產(chǎn)業(yè)看，新能源汽車的發(fā)展讓中國進軍汽車強國有了更大的希望。如今的社會環(huán)境污染越加嚴重，各國都在想辦法改變當今的社會環(huán)境，二十世紀九十年代，我國意識到新能源汽車在緩解能源危機和環(huán)境治理方面的突出貢獻和作用，逐步啟動對于新能源汽車研發(fā)的鼓勵政策。經(jīng)歷了“十五”期間研發(fā)布局、“十一五”期間的產(chǎn)業(yè)化準備、“十二五”期間示范推廣，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)度過了技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈飛速發(fā)展的形成期。2016年至今，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模，步入成長期。從產(chǎn)業(yè)生命周期理論的角度看，產(chǎn)能擴張、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品升級、管理能力提升成為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)成長期階段的標簽，也表明我國新能源汽車行業(yè)正由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變。從能源的戰(zhàn)略意義看，新能源汽車的發(fā)展有力促進了能源的改革?，F(xiàn)在的中國面臨著從化石能源向可再生能源的能源革命。風力發(fā)電、水力發(fā)電、光伏發(fā)電等等的能源再生技術(shù)，給予了我國新能源汽車更好的發(fā)展前景。太陽能、風能、生物質(zhì)能、核聚變能等等新能源的開發(fā)，也給予了新能源汽車發(fā)展的希望。所以說，新能源汽車的發(fā)展的必要的，而且前景非常寬廣。1.2新能源汽車制動系統(tǒng)的概念制動系統(tǒng)是使汽車的行駛速度可以強制降低的一系列裝置，制動系統(tǒng)主要由供能裝置、控制裝置、傳動裝置、制動器四個部分組成。主要的功能是使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡的汽車保持穩(wěn)定，讓泊好車的車輛保持不動。新能源汽車大多采用電子液壓制動系統(tǒng)和電子機械制動系統(tǒng)，作為從人工駕駛到自動駕駛的橋梁，既保證了制動的有效性和可靠性，同時也滿足了自動緊急制動和自動駕駛對制動系統(tǒng)的要求。這兩個制動系統(tǒng)替代傳統(tǒng)機械制動，其中的電子主力裝置替代了傳統(tǒng)的真空助力裝置，減少了機械結(jié)構(gòu)的重量，而且體積小、反應(yīng)快、可靠性高。汽車上一套或者多套制動裝置便將其稱為汽車制動系統(tǒng)，其主要功能是在汽車的行駛過程中根據(jù)駕駛員的要求適當進行減速、停車或者駐車，并參與到汽車行駛速度的輔助控制中，協(xié)同保證汽車行駛速度的穩(wěn)定性。汽車制動系統(tǒng)通常由兩套獨立的制動裝置構(gòu)成，第一套制動裝置為行車制動裝置，該裝置主要由制動踏板、制動分泵、液壓制動總泵、制動盤或者制動鼓、制動摩擦片等構(gòu)成。1.3新能源汽車制動系統(tǒng)的主要部件及識別主要部件：制動器、真空助力器、電動真空泵、卡鉗、剎車盤、剎車片、制動卡鉗、制動踏板、ABS控制器等。裝置主要分為控制裝置、傳動裝置、供能裝置等?？刂蒲b置由制動踏板、、萬向節(jié)、轉(zhuǎn)向器等產(chǎn)生制動動作和控制制動效果各個部件組成。供能裝置：由供給、調(diào)節(jié)制動所需能量以及改善傳動介質(zhì)狀態(tài)的部件組成傳動裝置：將制動能量傳送到制動器的各個部件如主缸、輪缸等等。

第二章新能源汽車制動系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理2.1新能源汽車制動系統(tǒng)的構(gòu)造新能源汽車的剎車系統(tǒng)主要由電源、真空助力器、真空罐、真空助力泵、和真空控制器。當我們踩下制動踏板時，踏板下的行程傳感器將會檢測到此時踏板的動作信號，VCU接收到剎車信號后，會切斷動力輸出，從而進入制動程序。由真空罐提供真空度，為真空助力器提供助力，推動剎車總泵內(nèi)部的活塞進行制動液壓縮，經(jīng)由ABS進行制動力分配，此時四個車輪剎車分泵內(nèi)的制動液接收到不同的制動壓力，使剎車片向剎車盤施加不同的摩擦力，從而使車輛進行剎車動作。圖2-1制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖ABS系統(tǒng)：ABS俗稱防抱死制動系統(tǒng)，意思就是剎車時防止車輪抱死，避免車輛失控。在汽車制動時，ABS會自動控制制動器制動力的大小，保證車輪與地面附著力的最大值。正常行車剎車時ABS是不會介入的，只有在急剎車，例如遇到緊急情況需要大力踩剎車時，在車輪抱死之前ABS才會介入，當ABS介入后，剎車踏板會有震動，這是ABS啟動的一種反饋。車輛為什么要設(shè)置ABS防抱死制動系統(tǒng)：沒有搭載ABS功能的車輛，在遇到緊急情況大力剎車時，車輪是會抱死的，車輪在抱死后，汽車會失去轉(zhuǎn)向能力，徑直撞向正前方的人或物。前輪抱死會失去轉(zhuǎn)向能力，無法避讓前方障礙物。后輪抱死容易出現(xiàn)側(cè)滑，增加行車的危險性。設(shè)置ABS功能是為了在剎車時讓車輪處于“邊滾邊滑”的狀態(tài)，車輛既不會失控，還能取得最佳的剎車效果。2.2新能源汽車制動系統(tǒng)的工作原理制動系統(tǒng)工作原理是駕駛員踩下剎車踏板，向剎車總泵中的剎車油施加壓力，液體將壓力通過管路傳遞到每個車輪剎車卡鉗的活塞上，活塞驅(qū)動剎車卡鉗夾緊剎車盤從而產(chǎn)生巨大摩擦力令車輛減速或停車。新能源汽車增加了一個智能回收系統(tǒng)，就是制動能回收系統(tǒng)，相當于是利用驅(qū)動電機的一個，轉(zhuǎn)動的同時，來回收能量，從而達到，一個自動回收能量的一個目的。圖2-2制動系統(tǒng)工作原理圖新能源汽車在剎車構(gòu)造上面和傳統(tǒng)的燃油車不同，新能源汽車剎車系統(tǒng)的特點是采用電動助力裝置替代了傳統(tǒng)機械制動系統(tǒng)的真空助力裝置,傳統(tǒng)的燃油汽車的真空助力器需要發(fā)動機進氣歧管來提供真空環(huán)境，而新能源電動車沒有發(fā)動機，無法提供真空環(huán)境。需要通過自帶一個真空罐來實現(xiàn)，真空罐通過電機來進行驅(qū)動，一旦使用的時候容易出現(xiàn)真空度不足的情況，而燃油車即便真空助力失效，在純?nèi)肆Φ淖饔孟驴梢詫崿F(xiàn)一部分的減速，當然由于燃油車有內(nèi)燃機的存在，可以通過變速箱進行降擋的方式來實現(xiàn)車輛的速度降低。2.3新能源汽車電控制動系統(tǒng)新能源汽車是當今世界汽車的主流勢力，要深層次了解新能源汽車中的電動汽車，就要了解電動汽車的三電系統(tǒng)。三電系統(tǒng)指的的是電動車的電池、電機、電控，這三大件也是電動汽車最為核心的技術(shù)系統(tǒng)，會影響產(chǎn)品的最終性能表現(xiàn)，也會影響用戶的口碑。電控系統(tǒng)是電動車身上最重要的系統(tǒng)之一，電控制動系統(tǒng)又是電控系統(tǒng)的一個重要分類。電控制動系統(tǒng)又有以ABS、TCS、ESC等為代表的成熟電液制動系統(tǒng)，又有電子制動系統(tǒng)、電控液壓制動系統(tǒng)、電子機械制動系統(tǒng)、等BBW系統(tǒng)。制動系統(tǒng)的演變史：機械制動-傳統(tǒng)液壓制動-電子控制-線控制動。除了傳統(tǒng)汽車上已有的制動防抱死系統(tǒng)（ABS）、車身穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS），在新能源或者智能駕駛汽車上的制動能量回收系統(tǒng)（RBS）、自適應(yīng)巡航（ACC）、自動緊急制動（AEB）等等功能，都依托于制動系統(tǒng)執(zhí)行，制動系統(tǒng)是其中最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，也是未來最有挖掘潛力的地方，所以制動系統(tǒng)在將來也會越來越重要。線控制動系統(tǒng)，簡稱EWBS。是一種電子控制制動系統(tǒng)，主要分為機械式制動雙線系統(tǒng)和液體壓式雙絞線系統(tǒng)的兩種，主要功能可幫助車輛制動助力、主動制動、能量回收、ABS、ESP、AVH、AEB及制動失效安全的制動雙線系統(tǒng)。線控制動系統(tǒng)集成了TCS（牽引控制系統(tǒng)）、ESC、ABS、EPB等傳統(tǒng)制動功能，安裝簡單，也可整合為第三胎壓監(jiān)測、EBD、AEB）、AVH、自動停車系統(tǒng)等側(cè)控軟件，全面實現(xiàn)智能需求在動力車領(lǐng)域可有效實現(xiàn)動力回收，延長電動汽車行駛里程，首先用電機驅(qū)動制動塊產(chǎn)生能量，產(chǎn)生的能量由電線傳遞，信號由數(shù)據(jù)線傳遞。線控制動系統(tǒng)是控制制動器的系統(tǒng)，由電子控制，踏板和制動器系統(tǒng)之間不再有物理聯(lián)系，制動雙絞線內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單，體積非常輕，有非常敏感的反應(yīng)力，工作時處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，該系統(tǒng)沒有工作油管，所以也不用擔心工作油泄漏。新能源汽車電控制動系統(tǒng)包括vcu、踏板、踏板模擬單元、受踏板模擬單元控制啟動的主缸和若干制動執(zhí)行單元，所述的踏板模擬單元與vcu之間電連接，所述的制動執(zhí)行單元分別與vcu電連接，所述的主缸分別與制動執(zhí)行單元通過制動管路連接。踏板模擬單元用于檢測踏板的行程位移量，當踩下踏板時，踏板模擬單元檢測到踏板出現(xiàn)位移，此時將踏板位移信息傳至vcu，vcu使制動執(zhí)行單元啟動進行制動。優(yōu)點：汽車想要制動的時候直接通過電信號傳送至制動執(zhí)行單元，響應(yīng)時間減小，制動響應(yīng)較快。

第三章新能源汽車制動系統(tǒng)故障3.1新能源汽車制動系統(tǒng)發(fā)生故障的危害（1）剎車片磨損嚴重，剎車片分為帶有感應(yīng)線和不帶有感應(yīng)線兩種，帶有感應(yīng)線的會在剎車片磨損到極限位置時，感應(yīng)線就會自動接通電路，這時就會亮起故障燈。（2）剎車油液位過低，制動液缺失同時還會伴有制動力明顯不足，嚴重甚至會出現(xiàn)失去制動力的狀況。這種情況警告燈會亮起。（3）剎車系統(tǒng)漏油、假報警。直接影響到汽車的技術(shù)性能，導致潤滑油、燃油的浪費，消耗動力，影響車容整潔，造成環(huán)境污染，會使故障燈亮起。（4）制動系統(tǒng)管路堵塞故障問題也較經(jīng)常遇見，假如空壓機回油管堵塞將導致充氣量降低，氣泵V帶吃勁，儲氣筒至氣壓表的管路堵塞導致氣壓表失靈。（5）空壓機至濕儲氣筒管路堵塞會影響到管路爆裂，空壓機接頭管路堵塞會影響到空壓機過熱，作用壓縮空氣的生產(chǎn)效率，加速機件磨損和發(fā)動機油變質(zhì)。（6）在冬天壓縮空氣將壹些水分帶入管路，隨溫度降低，水和污漬結(jié)成冰塊堵塞管路會導致制動失靈。因而，應(yīng)重視制動系統(tǒng)的各級維護，發(fā)覺臟物立刻清洗，以維持制動管路的清潔及暢通。3.2新能源汽車制動系統(tǒng)常見故障分析（1）剎車故障：在行駛過程中踩下制動踏板，車輛沒有減速或停止，則制動器將失效。制動故障的最常見原因是制動系統(tǒng)泄漏、制動液不足、制動液過早更換、車輪或主缸磨損或損壞、用的密封圈是有缺陷的產(chǎn)品等。（2）剎車鎖死：當駕駛員松開制動踏板時，汽車的一個或全部車輪的制動作用不能及時完全逆轉(zhuǎn)，影響汽車的重新啟動、加速或怠速。剎車卡死的主要原因有：剎車踏板自由度不足、剎車油泵回位彈簧斷裂或卡住、剎車油泵或軟管有污垢堵塞、剎車油封損壞、剎車片回位彈簧斷裂或軟化、摩擦、摩擦或斷裂碎屑松動制動鼓。（3）剎車打滑：制動打滑是車輛在制動過程中的轉(zhuǎn)向和打滑。剎車漂移一般分為以下幾種情況：左右漂移不均勻、剎車時突然漂移、一側(cè)正常漂移。左右運動不均勻主要是由于車輪磨損高度不均勻，尤其是后輪內(nèi)外徑差。（4）空氣壓力異常：汽車制動系統(tǒng)是由多個設(shè)備元件組成的動力系統(tǒng)，其自身的制動水平會受到系統(tǒng)內(nèi)部各個設(shè)備運行質(zhì)量的直接影響。而室氣壓縮機，在制動系統(tǒng)中的主要作用是：在系統(tǒng)內(nèi)部對室氣進行施壓操作，從面為制動系統(tǒng)提供一定的動力供應(yīng)。然而，在室氣壓縮機無法正常工作的情沉下，就會導致空氣壓力不足，進面影響制動系統(tǒng)的運行質(zhì)量。（5）摩擦力矩受到影響：制動系統(tǒng)中的制動蹄與制動鼓間的縫隙發(fā)生了變化，制動蹄片上有油污或質(zhì)量不合格，蹄片鉚釘未固定好，制動軸與軸套件出現(xiàn)了磨損或繡蝕現(xiàn)象，蹄片變薄等都會對制動摩擦力矩造成影響，使制動功能無法發(fā)揮出來。3.3新能源汽車制動系統(tǒng)故障診斷方法：故障代碼讀取、故障模式識別和故障現(xiàn)象分析。診斷步驟：故障檢測：利用傳感器和控制單元對制動系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，檢測可能存在的故障信號和異常情況。故障識別：通過分析檢測到的故障信號，確定制動系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障類型。例如，判斷是剎車盤磨損、剎車液泄漏或其他系統(tǒng)故障。故障定位：確定故障發(fā)生的具體位置，找出造成故障的部件或組件。例如，通過檢查剎車盤與剎車片之間的間隙或檢測剎車液的泄漏位置來定位故障。故障診斷：對定位的故障進行進一步的分析和判斷，確定故障出現(xiàn)的原因。例如，判斷剎車盤磨損是由于長時間高溫使用還是制動力分配不均勻?qū)е碌?。故障修復：根?jù)故障診斷結(jié)果，采取相應(yīng)的措施進行修復?？赡艿拇胧┌ǜ鼡Q磨損的部件、修復漏液的位置或重新校準控制單元。故障驗證：重新測試制動系統(tǒng)，確認故障已經(jīng)修復，并確保系統(tǒng)能夠正常工作。3.4新能源汽車制動系統(tǒng)故障類別剎車片磨損嚴重：會造成導致剎車距離變長，噪音變大，對剎車盤的傷害變大。剎車油液過低：制動液是汽車制動系統(tǒng)當中起至關(guān)作用的一個東西，當駕駛?cè)瞬忍ぶ苿犹ぐ宓臅r候，踩踏制動踏板的能量會隨著制動液轉(zhuǎn)遞到車輪的各個制動分泵中，使制動片與車輪接觸，從而達到減速或者停車的目的。制動液確實會造成制動力明顯不足，嚴重的可能會出現(xiàn)失去制動力的現(xiàn)象。真空泵噴油：油路堵塞，導致濾芯過濾出來的油不能及時回到油箱內(nèi)，而是聚集在排氣口，在真空泵抽取空氣時，這些聚集在排氣口的油會被吹出來?？偙枚氯簳斐商ぐ逦恢米兊?、發(fā)硬，需要用力踩踏板。其他的情況可能會有剎車系統(tǒng)漏油和制動系統(tǒng)假報警等現(xiàn)象。3.5新能源常見制動系統(tǒng)故障解決辦法（1）剎車片磨損嚴重，駕駛員要根據(jù)駕駛習慣和行駛路況定期更換剎車片，養(yǎng)成好的駕駛習慣。（2）剎車油位過低，車主要經(jīng)常檢查剎車油，如果沒有了，就需要加注一定量符合規(guī)格的剎車油。（3）剎車系統(tǒng)漏油，駕駛員要定期檢查車況，發(fā)現(xiàn)哪里不對，應(yīng)采取相應(yīng)的措施修復。（4）總泵堵塞，駕駛員發(fā)現(xiàn)這種情況應(yīng)立即到4s店進行維修，嚴重應(yīng)更換總泵。（5）如果新能源汽車在行駛過程中發(fā)生剎車失靈這種情況下，我們首先要做的是沉著冷靜，不用太過于驚慌，打方向盤。其次利用車輛帶的手剎來實現(xiàn)減速，雖然現(xiàn)在很多的電動汽車搭載了電子手剎在使用的時候，遇到緊急的情況，可以連續(xù)拉起電子手剎按鈕來實現(xiàn)減速，對于裝有電子手剎的車輛，由于電子手剎由電控模塊控制，緊急情況下可直接開啟，再一個這時可以長按檔桿上的P擋，實