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技术讨论,探讨eabs的刹车力度及能量回收(关心电动车的朋友都来看下)

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发表于 2013-9-22 09:46:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
eabs功能在电动车上是个仅次于正常电机驱动(正转或倒转)的功能,它的意义很大。下面我谈下自己的看法,肯定有错误的地方。希望大家一起讨论。并且我也有些认识不足的地方,会提出问题,希望能得到指点。

电动车起步效率低,消耗很大电能,尤其是高速电机起步消耗电流和电能更大,当电机在高速下需要减速或刹车时,如果没有eabs,这个高速的动能全部转化成刹车片的热能消耗掉,非常浪费,尤其是市区频繁刹车,严重影响电动车的续航。

所以有的车友在车子需要减速时不舍得提前减速,希望前面路况等车子到时变好再直接加速(这样会省电),问题是这样带来了安全隐患,有时到跟前的急刹都来不及,所以从安全上来说,还是需要提前减速的。但又不想浪费高速时车子的动能,怎么办呢。对电动车来讲,当然是启动eabs,把很大部分动能转化成电能反充给电池。

eabs是电动车的天然优势(普通的内燃机想用也没法用),从电动汽车角度考虑,商家只要注重市区巡航里程的,无不想尽办法提高eabs的刹车效能,把尽量多的制动动能转化成电能反充给电池。

eabs优点:刹车反充电(减少制动时动能浪费),制动平稳防抱死,降低刹车片磨损甚至可以完全抛弃普通机械刹车。
缺点:eabs本身没缺点,唯一的缺点是对控制器的功率器件(mos或igbt)造成挑战。

我心目中理想的eabs:刹车力度可调,制动迅速,反充电效率高。
普通2轮电动车上的eabs:刹车力度不可调,并且一般刹车力度小,尤其是低速下。这样的结果当然是不能迅速制动。所以用户体验不太好(当然是比没有eabs控制器的好很多)。

需要讨论问题:1  普通eabs刹车为啥制动力弱,尤其是低速下
                   2  eabs的反充电效率和哪些因素有关
                   3  eabs的改善方法

我试着自己的理解:1,普通的电子刹车一种是以前的那种把下臂完全打开(不进行pwm控制),这样刹车力度最大,并且一直很大,但是没任何反充电效果。动能全转变成电机绕组内阻发热(当然还有控制器mos管和线路损耗,占比小,在此忽略)。还有一种是目前常用方法,pwm控制下臂,但是为啥刹车力度小呢,我想原因应该是厂家把最大占空比给限制了,目的可能只有一个就是怕控制器下臂mos烧掉。所以所谓的柔性刹车我认为有忽悠的成分,因为刹车力度大了控制器会坏可能是最根本原因。不得已才搞柔性刹车,并且成了卖点(在此如果有得罪控制器设计行业的朋友先道歉,也许我理解的是不对的,更希望能来指正讨论)。

2,当下臂完全打开(pwm是100%)时,刹车力度最大,eabs反充电效率为0. eabs制动时,电机就是变压器,和控制器一起可以看做开关电源,所以效率的评价可以按照开关电源原理来猜想。可能在50%占空比左右反充电效率比较高。
3,eabs的改善,我觉得理想情况是恒流制动,这样保持恒定的制动力矩,车子减速为线性减速。(就像加速时控制电机相线电流恒定,这样加速为线性加速一样),并且根据用户需要,制动电流可调(就是刹车制动力矩可调),这样就做到了车速高低制动力矩一样,不会车速低时制动力很小或基本没制动力矩了(当然我之前说了,这样肯定对mos管带来了挑战,我在此不讨论mos管的问题,那是控制器设计人员该考虑的问题)。做到这些,基本就可以把电机轮的机械刹车给去掉了(即使不去掉平时也用不到它或只起辅助作用。目前的情况相反,eabs往往只起辅助作用)。在需要急刹车时,整车重心前移,前轮担负大部分车重,所以刹车以前轮为主,后轮eabs刹车能防抱死并且有可调的刹车力度(用户可根据自己轮胎和地面摩擦力调整eabs制动力矩,做到制动力次于抱死时的滑动摩擦力),能做到完美急刹车。

eabs对控制器的挑战(简要讨论),有eabs功能的控制器肯定要求上比没eabs的高了很多。所以同样的设计下,返修率应该会提高。或者假如一个控制器没eabs,返修率5%,有了eabs,返修率50%都有可能(不过如果真有这么高,厂家会直接去掉eabs功能)。所以目前好多高压高功率的控制器没eabs,因为如果有的话,返修率厂家可能接受不了。(凯利有eabs的也比没eabs的控制器贵点)。这里的eabs还是常规意义的柔性刹车的eabs。如果换成我说的理想中的eabs,高压高功率的可能就100%返修率了。
顺便说下,锁电机功能比eabs还容易坏控制器,所以高压高功率的基本都没有。是这个功能不好吗,应该不是,而是它更容易坏控制器。
上面说了一堆,肯定会有不同的意见,大家一起讨论。尤其是有控制器设计经验的来说下。这里面的都是我的理解,我也觉得有错误的地方,比如我不知道控制器设计人员是怎么来控制eabs的占空比的。

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发表于 2013-9-22 10:26:14 | 显示全部楼层
现在整车厂对控制器的方案,用管都有硬性规定,小功率控制器带电子刹没有升高返修率。大功率本身技术,就不成熟,何况带电子刹(指一般控制器方案),没有讨论的必要。电子刹要回收电能,必须发电电压大于电瓶电压。发电转速要大于电瓶给压的转速。这个情况很少。即使可以冲电,电子刹的刹车力度受充电电流大小影响。要想可控电子刹力度,只有控制器程序给个反作用力给电机,目前很多控制器都采用这个方法。这个是要耗电的。

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发表于 2013-9-22 10:26:41 | 显示全部楼层
个人理解理想的是恒流源(升降压)加大功率刹车泄放电阻(不要直接短路)

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发表于 2013-9-22 10:34:08 | 显示全部楼层
现在整车厂对控制器的方案,用管都有硬性规定,小功率控制器带电子刹没有升高返修率。大功率本身技术,就不成熟,何况带电子刹(指一般控制器方案),没有讨论的必要。电子刹要回收电能,必须发电电压大于电瓶电压。发 ...
毒神 发表于 2013-9-22 10:26

兄弟,你应该不是做控制器设计的吧。就你说的这句话“电子刹要回收电能,必须发电电压大于电瓶电压。发电转速要大于电瓶给压的转速。这个情况很少”,应该可以说明你没搞清楚eabs的原理。 发电转速要大于电瓶给压的转速,这时所有的控制器都会给电池反充电。比如一个48v下50速度的电动车,如果前面一个摩托车以70km时速的速度拉着它跑,想不给电池反充电都难(除非切断电池回路),电流会顺着mos内部的体二极管给电池反充电。这不叫eabs。

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发表于 2013-9-22 10:38:22 | 显示全部楼层
个人理解理想的是恒流源(升降压)加大功率刹车泄放电阻(不要直接短路)
zqdna 发表于 2013-9-22 10:26

嗯,你说的这种做法确实能做到很好的刹车效果。不过没反充电能力(其实都既然做了升压,干嘛不直接升压给电池充电呢,不需要用泄放电阻。关键的是这个升压电路比控制器都贵了。之前的帖子有讨论类似的通过相线升压再给电池充电的方案。方案可行,适合用户自己搞。厂商都不会干)。所以还是白白浪费了。注意我这里讨论的话题很关键的不只是要用eabs的刹车,而是必须建立在反充电的基础上。 要充分利用刹车时的制动能量。 在市区,频繁制动损失的能量能超过总消耗能量20%以上。

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发表于 2013-9-22 10:51:37 | 显示全部楼层
4# frh206 MOS体2级管可以直接整流吃冲电,这个我想我应该还是知道的。但并不影响我说冲电电压必须高于电瓶电压。一般控制器内部没有升压电路,这个时候只有提高转速了。转速高了和控制器电子刹没有关系了,直接冲电了。另只要启动控制器管来强制刹车,那就冲电就假了 。说讨论,看语气我不在列了,走了,水平有限

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发表于 2013-9-22 11:09:01 | 显示全部楼层
我说说晶汇电子刹的实际感受:捏刹把时无延时,速度越快力度越大,电子刹持续六七秒就无反应(可能是为了保护控),要再次捏下刹把才行,速度降到20码时力度很弱,速度再低点就无反应了。试验过保持35码电子刹返充电效率40%左右(双电机前后都有电流表)。晶汇控还有款滑行充电的,电子刹在浅刹车力度时效率应是可以的。   宇阳小24管刹把大约有1秒延时,高速时力度不强,低速时刹力很牛一直保持到停下,低速可不用机械刹能很快停下(估计是下三桥直通) 。 看来方案的不同,电子刹的效果多种多样。
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发表于 2013-9-22 11:11:32 | 显示全部楼层
4# frh206 MOS体2级管可以直接整流吃冲电,这个我想我应该还是知道的。但并不影响我说冲电电压必须高于电瓶电压。一般控制器内部没有升压电路,这个时候只有提高转速了。转速高了和控制器电子刹没有关系了,直接冲电 ...
毒神 发表于 2013-9-22 10:51

不好意思,让你感觉我的语气不像讨论了。对不起。
我的理解eabs就是控制器内部的升压电路。当然不带eabs功能的控制器(其实应该是软件没这个功能,硬件都在那摆着呢)肯定不能反充电。在电机转速很低时,确实pwm短路相线后的充电电流应该很小,不能做到恒转矩制动。如果这时仍想很大制动力,则必须给电机反转驱动信号了,类似锁电机功能。在eabs时,电机绕组和控制器构成了和dc升压开关电源一样的结构。

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发表于 2013-9-22 11:13:03 | 显示全部楼层
能刹车到停下,肯定是下臂直通的结果。

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发表于 2013-9-22 11:13:07 | 显示全部楼层
我对能量回收也非常着迷,那天咨询了小文。发现他家的所有控制器均取消了能量回收功能。问及说是刹车力道太大,不易控制。

现在能做到线性可控的控制器好像只有K9 ?

另外一个问题是: 锂电到底适不适合反充电,电压太高会不会折寿(当然是指用同口保护板的电池)

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