某纯电动车型配电动真空泵高原制动试验研究

张晓明 刘泉 余云龙 吴亚林

摘  要：结合某新开发纯电动车型配制动系统电动真空泵这一开发项目，来阐述整车制动系统高原试验的方案制定、试验设备以及试验方法的确认和实施，进而得出高原制动系统试验结果。根据试验结果数据分析从而得出该车型所配置电动真空泵对整车制动性能影响，为这款纯电动汽车配备电动真空泵的改进和优化提供准确的试验数据支持。

关键字：电动真空泵;控制策略;高原制动试验

中图分类号：U467.1+       文献标识码：A       文章编号：1005-2550（2022）01-0072-04

Experimental Study on Plateau Braking of a Pure Electric Vehicle Equipped with Electric Vacuum

ZHANG Xiao-ming， LIU Quan， YU Yun-long， WU Ya-lin

（ Chery Automobile Co.， Ltd， Wuhu 241006， China ）

Abstract： Combined with the development project of a newly developed pure electric vehicle equipped with electric vacuum pump for braking system， this paper expounds the scheme formulation， test equipment and confirmation and implementation of test method for plateau test of vehicle braking system， and then the test results of plateau braking system are obtained. According to the data analysis of test results， the influence of electric vacuum pump on vehicle braking performance is obtained， It provides accurate test data support for the improvement and optimization of electric vacuum pump for the pure electric vehicle.

Key Words： Electric Vacuum Pump;  Control Strategy;  Plateau Braking Test

1    引言

海拔越高，氣压越低，真空泵等装置提供给汽车制动系统的真空度也就越低。为了确保所开发的车型能够满足不同海拔区域客户群的驾驶需求，这要求汽车制动性能开发工程师在车型制动系统开发时需将因真空度降低对车辆制动性能影响降至最低，因此汽车在高原地区制动性能的开发及验证成为汽车制动系统整体开发过程中的必不可少的工作。本文将重点对某纯电车型制动系统配置的电动真空泵在高原地区开展相关整车制动工况试验，以此用来评估汽车制动系统因真空度变化带来的整车制动性能的影响，为车辆制动系统配备电动真空泵以及控制策略的进一步优化提供重要参考。[1]

2    整车真空伺服系统组成及基本工作流程

2.1   整车真空伺服系统组成

电动汽车真空伺服系统的构成主要包括电动真空泵、真空储存罐、单向阀体、真空度传感器以及真空助力器。测试车型的电动真空泵在整车真空伺服系统中的布置，见图1：

2.2   真空伺服系统基本工作流程

驾驶人员踩制动踏板的过程中，真空助力器会持续性地消耗系统真空度VACb。当系统真空度VACb被真空度传感器检测到其数值已经达到设定的最低值VACon时，自行启动真空泵进行系统真空的补充;当系统真空度达到设定最高值VACoff时，真空泵立即停止工作。[2]

依据整车状态，系统低压上电后先进行自检，如果所有信号正常，控制策略按图2流程执行。

3    高原制动试验方案

通过在2800m、4100m和4700m不同海拔高度的高原地区开展整车制动系统试验，评估车辆随着海拔高度的上升，车辆制动系统真空度下降对整车制动性能的影响。

以下试验方案中相关试验项目按照公司企业标准相关条款执行。

3.1   真空助力器真空度检查试验

3.1.1 车辆静态

车辆静止不启动，连续深踩制动踏板多次，只至消耗完真空助力器内真空，然后启动测试车辆，从操控制动踏板开始，全过程地记载制动系统的真空度变化曲线和稳定后的真空度。

3.1.2车辆匀速行驶工况

启动车辆后，分别以30km/h、60km/h车速进行匀速行驶，先预制动一次（达到电动真空泵工作的点），然后加速至需要试验的车速并保持匀速行驶，同时记录下真空度随着时间变化的曲线和稳定后的真空度。[3]

3.2   特殊工况制动试验

3.2.1急加速紧急制动工况

启动车辆，挂入前进挡，油门全开急加速到30km/h，以最大的制动力进行制动直至车速为0km/h，重复4次并全程记录真空度变化。

急加速至60km/h，重复上述操作。

3.2.2模拟移库制动工况

啟动车辆，挂入前进挡，松开制动踏板怠速行驶（如车辆无法行驶，以最小油门使车辆起步后松开油门），进行低减速度的制动，直到车停时松开制动踏板，同样的试验连续进行四次（每次制动间隔时间≤3s）;挂倒车挡重复以上操纵。

3.3   试验设备

本次试验使用Vector CANape设备采集整车CAN总线相关信号，主要包括制动踏板信号、真空助力器的真空度信号、车速信号和电动真空泵开关信号。

3.4   试验场地

该车型高原制动试验开展地点在青海省格尔木市周边、西大滩及昆仑山口附近，是典型的青藏高原地区，海拔高度覆盖2800m～4700m区间。

试验开展地点分布图，见图3：

4    高原制动试验结果

4.1   真空助力器真空度检查试验结果

4.1.1车辆静态真空助力器真空度检查试验结果，见表1：

4.1.2车辆匀速行驶真空助力器真空度检查试验结果，见表2：

4.2   特殊工况制动试验结果

4.2.1急加速紧急制动工况试验结果，见表3：

4.2.2模拟移库制动工况试验结果

在开展模拟移库制动工况试验过程中，当连续踩踏制动踏板时真空助力器真空压力会上升至-10kPa以上，且若不松开制动踏板，真空助力器真空压力不下降（电动真空泵不工作），导致驾驶人员会感觉制动踏板很硬，制动效果很差，测试结果的曲线见图4：

真空助力器真空压力信号关系图

5    高原制动试验结果分析

5.1   真空助力器真空度检查结果分析

从表2、表3的试验数据表明：1.在海拔高度2800m时，车辆在静态和低速工况下，制动系统的真空度数值是一致的，即电动真空泵停止工作的控制策略阀值一致;中高速工况下，制动系统可达到的真空度要比静态和低速工况的大。2.在海拔高度4100m和4700m时，整车制动系统可达到的最大真空度数值相同。3.随着海拔的上升，测试车辆的制动系统的真空度出现下降趋势。[4]

5.2   特殊工况制动结果分析

从表4的试验数据表明：1.在海拔高度2800m，连续4次紧急制动工况下，第2脚、第3脚、第4脚制动时，制动系统的真空度都可以恢复到第一脚制动时的状态。2.在海拔高度4100m和4700m，连续4次制动时，制动系统真空度呈现下降状态，不能恢复到第1脚制动时的真空度。

从图4的曲线表明：制动系统真空助力器端的压力接近为0kPa，踩制动踏板时，制动系统真空度不恢复也就是说电动真空泵未开始工作。

从真空度助力器真空度检查试验和特殊工况制动试验结果的分析可知：1.在海拔2800m时，制动系统电动真空泵抽气效率表现良好;2.在海拔高度4100m和4700m时，制动系统电动真空泵抽气效率表现一般;3.电动真空泵启动阀值即使已经达到，但在不松开踩制动踏板的情况下，电动真空泵同样不工作。[5]

6    结论

该车型所配的电动真空泵抽气效率需要进一步提升，以便更好地满足高原地区使用需求;电动真空泵的控制策略同样需要进行优化调整，踩制动踏板模式下，制动系统真空度已经达到电动真空泵启动阀值，应允许电动真空泵工作。建议在电动真空泵抽气效率得以提升以及控制策略优化后，开展整车验证。

参考文献：

[1]王变变. 新能源汽车制动系统的发展趋势[J]. 时代汽车2021，（08）：103-104.

[2]韩厚禄.EV车制动真空助力系统设计[J]. 天津科技，2017，44（11）：66-67.

[3]祝浩.电动汽车制动真空助力系统不能够真空度值可信度故障检测方法研究[J]. 汽车科技，2020，（04）：17-19.

[4]韦光.电动真空泵布置匹配研究[J].汽车零部件， 2018，44（11）：29-33.

[5]杨海斌.关于新能源汽车真空罐性能的研究[J].汽车实用技术，2020，（06）：1-3.

专家推荐语

孙立清

北京理工大学中关村校区

机械与车辆学院   副教授   博士（后）

论文结合某新开发纯电动车型配制动系统电动真空泵这一开发项目，阐述了整车制动系统高原试验的方案制定、试验设备以及试验方法的确认和实施。论文获得了高原制动系统试验结果，并得出了其所研究车型所配置电动真空泵对整车制动性能影响，这为配备电动真空泵的改进和优化提供准确的试验数据支持。论文结合实际，理论与实际相结合，有一定学术水平，论述科学，设计合理，方法可靠，数据可信，有实用价值;论文语言通顺，条理清楚，符合逻辑，同意全文发表。