你可以不認(rèn)同當(dāng)下的汽車企業(yè)為電動車配以鼓剎的說辭,卻也可以從另一角度去客觀看待。因為“孰優(yōu)孰劣”從來都是一個需要辯證看待的問題。
時代在變,江湖的恩怨紛爭卻從未被拭除。當(dāng)汽車從燃油時代跨入純電時代,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力,和以大眾、豐田為核心的傳統(tǒng)車企博弈時,滋生的差異總會引起主機(jī)廠、消費者、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),甚至到各級零部件間的異同,人們關(guān)注的焦點從未放過任何一個可供聲討的地方。曾搭載松下“5號電池”組的特斯拉尚且如此,如今選用鼓式制動的大眾ID系列,又豈能在短期內(nèi)消除外界對這一舉動的質(zhì)疑?
雖說大眾集團(tuán)早就用官方口吻對此進(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,電動車之所以“愛上”鼓剎,似乎在其推動的制動解決方案 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端的言語封鎖。放在剎車系統(tǒng)的評判上就是,相比碟剎(盤式制動器),廉價、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系列電動車依靠單電機(jī)就足以實現(xiàn)減速,對后輪剎車的依賴程度遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)汽車。而據(jù)大眾對電動車消費者的使用情況調(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層面。換言之,雖然碟剎的優(yōu)點在于能在任何場景下都能進(jìn)行較好的制動,可面對電動車的真實使用場景時,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)消費者的認(rèn)同。特別是在大多數(shù)的電動車企依舊遵循著以往的認(rèn)知而選擇碟剎時,大眾汽車這樣的回應(yīng)也就更顯無力??杉幢闳绱?,基于各大車企對旗下電動車的定位,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)汽車和電動車在機(jī)械結(jié)構(gòu)上的差異,僅以汽車制動系統(tǒng)的主要功能為基礎(chǔ)來看。使用不同的制動器,其目的都跳脫不了兩個方面:其一是使得其汽車能完成從動態(tài)減速至完全靜止的行車制動功能;其二就是我們通常使用手剎來完成能時刻保持在靜止?fàn)顟B(tài)的駐車制動。
但與此同時,當(dāng)電動車不再使用傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)+變速箱為核心的動力總成時,其一并出現(xiàn)的新特點就促使各大車企在評價整車制動系統(tǒng)的優(yōu)劣上,需要做出新的權(quán)衡。
畢竟和傳統(tǒng)汽車的動力輸出特性不同,電動汽車所使用的驅(qū)動電機(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不用贅述,后者通常就演變成了電動車的制動能量回收技術(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)中制動的過程中時,對制動器的負(fù)擔(dān)自然會降低不少。
對于以美觀、行車制動效力高為賣點的碟剎,強(qiáng)力制動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)用在電動車上豈不是合情合理?但事實上,從電動車的行駛特性和使用場景來分析,在達(dá)到和碟剎相同效果的情況下,若能降本和減少對動能回收的影響,想必鼓剎應(yīng)用在電動車上就有了意義。
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)能對剎車進(jìn)行有效散熱亦是其最大的優(yōu)勢。制動過程中,由于摩擦材料與制動盤摩擦而產(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正名的機(jī)會?;陔妱榆嚹芰炕厥盏脑?,盡量減少能量的損耗是第一要義。電動汽車的車輛加速使用驅(qū)動電機(jī)實現(xiàn)是明確的,可通過電動機(jī)來完成減速也是實打?qū)嵈嬖诘摹?/p>
在已定義的“電動機(jī)四象限”運行過程里,在進(jìn)入第二象限后,電機(jī)運轉(zhuǎn)方向和力矩輸出的方向相反,并以此不斷向驅(qū)動軸提供反向的力矩,可以使得車輛能在剎車介入的同時通過電動機(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),使用動能回收技術(shù)的電動車,從能量角度來說對摩擦制動的需求減少90%,而減少的這部分制動能量也就是僅通過剎車來達(dá)到制動目的時由摩擦釋放出的熱能。
在針對整車的格洛克納山路長下坡實驗中,哪怕在有著路線長度15km,海拔差1500m,平均坡度9.5%,每一輪測試時間是40分鐘的苛刻條件下,一旦打開能量回收系統(tǒng)后,摩擦制動產(chǎn)生的熱量就會大幅度降低,相比同種駕駛屬性未開動能回收功能的情況下,制動盤溫度僅僅上升到21度。
其次,在名為“E-Taunus”,包括山路和城市路況且單圈全長85km的綜合路況測試中,也能發(fā)現(xiàn)在能量回收技術(shù)的應(yīng)用下,電動車在這條線路中摩擦制動次數(shù)相比燃油汽車會大幅度減少,大部分情況下只需依靠電機(jī)制動就能夠滿足當(dāng)時的減速要求。
而對于電動車而言,為了盡可能地減小剎車對續(xù)航的影響,控制輪端制動的拖滯力矩,本來就是非常重要的一點。有評估方法顯示,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)對制動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)一輕型汽車測試規(guī)程(WLTP)”的測試方法,來合理控制動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)對熱衰減問題的惰性,在電動時代不會就此凸顯。而合理控制車輪拖滯力矩的潛力也在無形中加強(qiáng)其在電動車領(lǐng)域的存在感。當(dāng)然,在其他的優(yōu)勢中,事關(guān)駐車制動效力的強(qiáng)弱也是鼓剎能體現(xiàn)自身價值的地方。
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機(jī)械鎖止結(jié)構(gòu)的來實現(xiàn)的。而當(dāng)電動汽車大幅度簡化了變速箱設(shè)計,鎖止機(jī)構(gòu)不再是一個必備的設(shè)計選項時,擁有更有力的駐車制動效力無疑是電動車研發(fā)中會涉及的關(guān)鍵之一。
此時,制動系統(tǒng)要充當(dāng)起一個更為重要的角色,那鼓剎物理特性的優(yōu)勢勢必會因此顯露出來。熟悉不同制動器結(jié)構(gòu)的人都知道,鼓剎制動的原理在于,駕駛者踩下制動踏板后,液壓機(jī)構(gòu)會將踏板力傳遞給安置在制動鼓內(nèi)的兩組制動蹄片。在受到壓力向外膨脹擠壓時,其便能在與制動鼓接觸時形成強(qiáng)烈的摩擦制動力。
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)特性還會帶來制動力放大的效果。當(dāng)制動蹄片緊壓制動鼓,本身固定的蹄片由于反作用力抑制了制動蹄片向制動鼓轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動,從而產(chǎn)生一定的扭曲變形。此時固定的蹄片受到制動鼓轉(zhuǎn)動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)部是一個組件旋轉(zhuǎn)布置的結(jié)構(gòu),產(chǎn)生的自增力會隨著車輪的轉(zhuǎn)動把這部分壓力傳遞到制動蹄上,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?,實現(xiàn)相對于盤式制動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)整鼓剎配置來實現(xiàn),很明顯會更為行之有效。至于針對像制動粉塵排放此類環(huán)保方面,采用封閉結(jié)構(gòu)的鼓剎,其優(yōu)勢也能不言自明。
時至今日,“電動車是未來”早已是全球汽車行業(yè)所達(dá)成的共識。只是在這個行業(yè)面臨變遷與轉(zhuǎn)型的過程中,固有的發(fā)展模式和認(rèn)知也在時不時地被打破。剎車系統(tǒng)在電動時代的身份轉(zhuǎn)變,只是眾多表象變動中的一個縮影。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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