唐繼光，張寶紅，唐豐歡

(柳州延龍汽車有限公司，廣西 柳州 545006)

電動汽車作為一種節(jié)能、無污染的理想“零排放，零污染”車輛，正日益受到世界各國的普遍關(guān)注與重視。

傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的制動系統(tǒng)真空助力裝置的真空來源于發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管，真空度一般約為0.06MPa，而對于純電動汽車，如果沒了發(fā)動機(jī)，而僅依靠人力產(chǎn)生的制動力是無法滿足行車制動，因此，需在電動汽車上加裝電動真空助力制動系統(tǒng)；而電動汽車制動性能好壞直接影響了車輛行駛安全。

以LZL5021XXYBEV車型為例，對其真空助力制動系統(tǒng)常見故障進(jìn)行分析及優(yōu)化，以提高電動車的可靠性，降低故障率及故障維修難度。

1 優(yōu)化前系統(tǒng)原理

電動汽車真空助力系統(tǒng)優(yōu)化前工作原理如圖1所示。

圖1 優(yōu)化前真空助力制動系統(tǒng)

此系統(tǒng)分別由動力電池、DC轉(zhuǎn)換器、輔助蓄電池、真空泵、儲氣罐、延時繼電器、壓力開關(guān)等組成。DC/DC轉(zhuǎn)換器將動力電池組電壓轉(zhuǎn)換為13.8 V，為輔助蓄電池充電。當(dāng)電動汽車鎖匙打在啟動檔時，輔助畜電池為真空泵提供電能，由真空泵運轉(zhuǎn)工作產(chǎn)生負(fù)壓，負(fù)壓隨著連接管傳送到真空罐內(nèi)。當(dāng)真空罐內(nèi)壓力低于0.06MPa時，壓力開關(guān)將閉合開始傳送信號給延時繼電器，真空泵將在延時繼電器的幫助下開始運轉(zhuǎn)工作，起到繼續(xù)傳送壓力的作用。當(dāng)真空罐內(nèi)壓力大于0.08MPa時，壓力開關(guān)將敞開并開始傳送信號給延時繼電器，真空泵將在延時繼電器的作用下停止工作。周而復(fù)始，為制動系統(tǒng)提供真空助力。

2 常見故障分析

2.1 DC/DC轉(zhuǎn)換器失效

DC/DC轉(zhuǎn)換器作用是將動力電池組72 V直流電轉(zhuǎn)換為13.8 V直流電壓對輔助蓄電池充電，確保輔助蓄電池電量充足。故障主要表現(xiàn)為：DC/DC轉(zhuǎn)換器無電壓輸出，輔助蓄電池虧電且電壓持續(xù)下降，導(dǎo)致真空泵無法向制動系統(tǒng)提供真空助力使車輛制動失效。

產(chǎn)生該故障有幾種原因：

（1）DC/DC保險燒壞；

（2）DC/DC連接線路故障；

（3）DC/DC本身內(nèi)部故障；

（4）DC/DC轉(zhuǎn)換器輸入端電源故障。

故障排除方法：啟動車輛，用萬用表電壓檔測量DC/DC轉(zhuǎn)換器輸入端電壓是否符合要求。如果輸入端正負(fù)極電壓正常，而信號端無電壓，則說明保險燒了，更換保險即可；如果測量輸入端電壓小于DC/DC的額定值，則說明動力電池組欠壓；如果DC/DC輸入端電壓及信號線正常，DC/DC輸出端無電壓輸出，說明DC/DC本身故障需及時更換以保證車輛的正常使用。

2.2 管路泄漏

出現(xiàn)這種現(xiàn)象有兩種可能：一種是管路連接部分不牢固，另一種是管路老化有裂紋。

故障排除方法：檢查真空管路是否有老化現(xiàn)象，主要檢查連接固定位置，如果有該現(xiàn)象應(yīng)及時更換；如果沒有請檢查管路連接部位固定是否牢固。

2.3 真空壓力開關(guān)失效

觸點式真空壓力開關(guān)安裝位于真空儲氣罐內(nèi)，出現(xiàn)該故障的原因多由于開關(guān)內(nèi)部老化，彈力減弱，觸點無法捏合或捏合不良，導(dǎo)致儲氣罐真空度在低于0.06MPa時開關(guān)未閉合，持續(xù)工作時間不足18 S時開關(guān)斷開，從而引起制動系統(tǒng)真空助力不足，車輛制動不理想，嚴(yán)重的會導(dǎo)致制動失靈。

解決該故障的辦法為更換真空壓力開關(guān)，同時過濾器需要經(jīng)常更換，以保證系統(tǒng)中的干燥，從而延長真空壓力開關(guān)的使用壽命。

3 電動汽車真空助力制動系統(tǒng)優(yōu)化

從以上分析可以看出，該真空助力制動系統(tǒng)存在的主要問題有：

（1）在車輛行駛中，無法判斷DC/DC是否正常工作；

（2）無法監(jiān)測真空助力系統(tǒng)是否有泄漏情況發(fā)生；

（3）無法判斷真空儲氣罐內(nèi)真空度是否在合理范圍。

要從本質(zhì)上解決真空助力制動系統(tǒng)的安全可靠性，確保電動汽車在行車過程中的安全性，經(jīng)仔細(xì)研究，對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，通過增加制動模塊來檢測DC/DC、壓力開關(guān)、真空度是否正常，在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時采取相應(yīng)措施，確保車輛安全。

電動汽車真空助力系統(tǒng)優(yōu)化后工作原理如圖2示。

圖2 優(yōu)化后真空助力制動系統(tǒng)

3.1 輔助蓄電池電壓實時監(jiān)控

為了消除DC/DC失效導(dǎo)致的制動失靈現(xiàn)象，制動模塊內(nèi)設(shè)ADC電壓監(jiān)測電路，實時對輔助蓄電池電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)電壓低于12.5 V時，制動模塊向儀表傳輸故障信息，提醒駕駛員系統(tǒng)出問題，應(yīng)小心駕駛并及時檢查。當(dāng)蓄電池電壓低于11 V時，制動模塊向整車控制系統(tǒng)發(fā)出信號，由整車控制器在策略規(guī)定范圍內(nèi)限制電機(jī)動力輸出來保護(hù)車輛的行駛安全。通過此方法可以避免因DC/DC失效、輔助蓄電池?fù)p壞等原因而導(dǎo)致的制動失靈。

3.2 真空壓力開關(guān)實時監(jiān)控

真空壓力是否在合理范圍內(nèi)直接影響到制動性能的好壞，為了避免壓力開關(guān)失效而導(dǎo)致的制動系統(tǒng)失靈現(xiàn)象產(chǎn)生，制動模塊對壓力開關(guān)、制動開關(guān)、行車速度變化率情況進(jìn)行綜合性實時監(jiān)控，判斷車輛行駛狀態(tài)及駕駛員是真制動還是假制動，估算出制動力矩，從而判斷助力系統(tǒng)真空壓力，得知真空壓力開關(guān)是否失效，當(dāng)系統(tǒng)檢測出壓力開關(guān)失效時，制動模塊將啟動應(yīng)急程序，每檢測制動開關(guān)工作，持續(xù)讓真空泵工作30秒，同時向儀表及整車控制器發(fā)送故障信息，由整車控制器采取相應(yīng)策略來限制行車速度。從而防止因真空壓力開關(guān)失效而導(dǎo)致的交通事故發(fā)生。圖3為H825型真空泵持續(xù)工作時間與助力制動系統(tǒng)真空壓力的關(guān)系曲線圖。

圖3 H825真空泵工作時間與真空壓力關(guān)系曲線

3.2 真空泄漏實時監(jiān)控

制動模塊根據(jù)制動開關(guān)與真空壓力開關(guān)的工作情況，判斷真空助力系統(tǒng)是否存在真空泄漏現(xiàn)象，若超出系統(tǒng)設(shè)定范圍，說明真空助力系統(tǒng)出現(xiàn)了緩慢泄漏現(xiàn)象，此時制動模塊向儀表傳送故障信息，由儀表通過故障形式提醒駕駛員注意安全；若制動開關(guān)不工作的情況下真空泵長時間工作，說明真空助力系統(tǒng)存在嚴(yán)重泄漏現(xiàn)象，此時制動模塊向儀表及整車控制器發(fā)送信息，由整車控制器做出相應(yīng)策略，保護(hù)車輛行駛安全，從而避免因制動失靈而發(fā)生的事故。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文對電動車真空助力制動系統(tǒng)常見故障進(jìn)行分析，并對系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，可以提前預(yù)知制動系統(tǒng)故障并做出相應(yīng)保護(hù)措施，解決了因DC/DC失效、真空壓力開關(guān)彈力減弱及管路泄漏等問題而引起的意外故障，提高了車輛品質(zhì)和人員的安全，相比采用高精密元器件作壓力開關(guān)的助力制動系統(tǒng)，節(jié)約了成本，同時也大大縮短了維修時間，提高維修效率。

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