2024年3月14日发(作者：奇瑞轿车系列全部车型)
新能源
Industry Focus
行业聚焦
宝马BMWi电动汽车制动系统
王 超，曹砚奎
（禹城市职业教育中心，山东 德州 251200）
摘要：宝马BMWi电动汽车制动系统是在普通液压制动系统的基础上，增设了电子真空制动助力系统，制动时
实现制动能量回收，同时满足制动时对汽车舒适性的要求。文章还介绍了该电动汽车制动系统的主要部件和电子
驻车制动器。
关键词：液压制动；制动能量回收；真空制动助力?
中图分类号：U463.5 文献标志码：A 文章编号：1003-8639（2018）04-0006-03
Introduction to BMWi Electric Vehicle Braking System
WANG?Chao，?CAO?Yan-kui
（Yucheng?Vocational?Education?Center，?Dezhou?251200，?China）
Abstract
：BMWi?electric?vehicle?braking?system?has?extra?electric?vacuum?braking?assist?system?based?on?the?ordinary?
hydraulic?braking?system，?thus?achieves?the?braking?energy?recycle，?as?well?as?passenger?comfortability?during?the?brake.?this?
article?also?introduces?main?components?of?this?electric?braking?system?and?the?electric?parking?brake.
Key words
：hydraulic?braking；?braking?energy?recycle；?vacuum?braking?assist
宝马BMWi是宝马集团全新的子品牌
，
代表创新型汽车
和机动性服务
，
通过对高端品质的全新解读
，
增加个性化
车辆方案的机动性方案
，
以提高整个增值链中产品与品牌
的可持续平衡发展
。
宝马BMWi3为宝马集团第一款纯电动
批量生产的车型
，
已于2013年的第4季度上市
。BMWi
8
（
代
码I12
）
以其独特的插电混合动力方案
，
使内燃机和电机驱
动装置共同形成独特的驾驶体验
，
同时实现了非常低的油
耗和排放量
。
这2种车型都采用了高电压系统和制动能量反
馈回收系统
。
1?液压制动系统
宝马BMWi电动汽车制动系统采用对角分布式双回路液
压制动系统
，
即左前制动器和右后制动器共使用一组制动
回路
；
右前制动器和左后制动器共使用另一组制动回路
。
当一个制动回路失灵时
，
可通过另一组回路产生制动力
，
还可在制动过程中进行车桥负荷的动态分配
，
使前桥较后
桥承担更多的制动压力
。
制动系统液压回路如图1所示
，
由
制动总泵
、
制动液压控制总成和4个制动分泵组成
。
液压制动系统的一般工作原理
：
当驾驶人员踩下制动
踏板时
，
制动总泵内的油压上升
，
通过管路和阀门到达车
轮制动器制动分泵
，
制动分泵内的油压升高使制动摩擦片
紧压在制动盘上
，
使车轮带动旋转的制动盘转速减慢
，
直
至停止运转
。
宝马BMWi电动汽车制动系统
，
在普通液压制动
系统的基础上增设了制动能量回收功能
，
下面以一个
车轮制动器为例
，
介绍制动能量回收时液压控制总成
收稿日期：2017-06-13；修回日期：2018-01-11
图1 宝马BMWi制动液压系统回路
DSC单元内的工作原理流程
，
如图2所示
，
图2中红色箭头表
示具体制动时液压系统内的压力增加情况
。
其工作原理分
为ABC?3种情况
。
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《汽车电器》
2018年 第4期
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情况A：纯制动能量回收阶段
，
当踩下制动踏板时由制
动总泵的串联制动主缸排出的制动液
，
通过隔离阀
、
输入
阀
、
输出阀收集在液压控制总成DSC单元的一个低压蓄压器
内
；
通过制动踏板角度传感器读取驾驶员的制动要求
，
再通
过FlexRay数据总线将相关信息发送至动力电子系统DME，
DME将制动力矩分配给高电压的动力发电一体机
，
将制动力
矩转换成电能进行回收
。
液压压力情况如图2a所示
。
情况B：能量回收和液压制动同时进行阶段
，
如果达
到了发电模式下的最大制动功率
，
且制动踏板行程继续增
大
，
就会关闭输出阀并产生液压压力
，
这样会使电机和液
压制动器的制动效果叠加
。
液压压力情况如图2b所示
。
情况C：关闭制动能量回收阶段
，
如果出现故障导致
能量回收式制动突然失效
，
系统就会立即通过液压控制总
成DSC液压单元内的活塞液压泵将收集在低压蓄压器内的
制动液输送至车轮制动器
，
并产生与当前减速度要求所需
要的制动压力
。
由于隔离阀的单向关闭作用
，
使驾驶员在
操作脚制动时不易觉察
，
并随时可提高制动力达到车辆的
减速制动停车需求
。
液压压力情况如图2c所示
。
确保行驶的舒适性
。
在车速10~160?km/h运行区间通过前后
2个车桥进行制动能量回收时
，
利用纯电机制动方式可以实
现最高约2.5?m/s
2
的制动减速度
，
同时仪表盘上会点亮制动
系统能量回收报警灯
。
2?制动真空助力系统??
宝马BMWi电动汽车制动系统以纯电动方式产生真空
来实现真空制动助力
。
由一个电动真空泵
、
制动稳态控制
系统DSC、真空度传感器
、
真空管路和制动助力真空气室
等组成
，
如图3所示
。
其工作原理是
，
电机控制装置EME
为制动真空度传感器供电
，
传感器将大气压力和检测到的
制动助力真空气室内的压力差信号转换为电信号
，
发送至
EME控制器进行处理
。EME
根据分析真空度传感器信号
和不同行驶状态参数
（
车速
）
决定是否接通电动真空泵
，
EME控制电动真空泵不会持续接通或关闭
，
而是在达到所
需最小真空压力前保持接通状态
。
图3 制动真空助力系统
电机控制装置EME用一个输出级
（
半导体继电器
）
用
于接通或关闭电动真空泵的12?V电源
，
接通电流最高可达
30?A。EME为了保护输出级和电源线
，
通过电子方式限制
电流强度
。EME
仅负责接通和关闭电动真空泵
，
不对电动
真空泵进行功率和转速控制
。
制动真空助力系统的控制逻
辑关系如图4所示
。
图2 制动能量回收时液压控制
宝马BMWi电动汽车制动系统使用较大制动踏板行程
实现制动能量回收
，
但当车速超过160km/h时
，
系统限制不
再进行制动能量回收利用
，
以免相关组件过载
。
在车辆低
于10?km/h时
，
系统限制也不再进行制动能量回收利用
，
来
图4 制动真空助力系统的控制逻辑关系
真空助力系统出现故障时
，
在仪表的制动故障报警灯
下面会出现英文字母BRAKE，以提醒驾驶员制动系统出现
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故障
。
真空助力系统出现故障有2种情况
：
①当制动真空
压力传感器失灵时
，
电机控制装置EME不能收到有关制动
助力器内真空度的信息
，
此时由制动稳态系统DSC通过制
动压力传感器和制动开关信号等信息
，
进行模糊控制真空
泵
。
由于缺少制动真空压力传感器信息
，
无法根据需要进
行调节
，EME
根据时间模型识别出制动要求后接通电动真
空泵开关
，
制动开关信号消失后进行关闭
。
②当电动真空
泵失灵时
，
无法产生真空助力器所需的真空
，
当识别出制
动要求时就会启用制动稳态系统DSC的功能补偿缺少的制
动助力
，
实现DSC液压制动助力
。
3.3?
电子驻车制动器
宝马BMWi电动汽车带有电子式驻车制动系统
，
如图7
所示
。EMF
控制单元接收驻车制动按钮发出的驻车指令
，
要求拉紧电动驻车制动器时
，EMF
控制单元检查当前车辆
状态下是否满足EMF执行机构的工作条件
，
若满足条件
EMF就会指令电机工作对其进行相应的控制
。
3?主要部件介绍
3.1
制动器
宝马BMWi电动汽车制动器采用內通风型结构制动
盘
，
通过减轻摩擦组件所用材料来减轻制动盘和制动摩擦
片的质量
，
如图5所示
。
通过电机模式制动可以实现无磨损
制动运行
，
因此制动盘和制动摩擦片受到的磨损比传统车
辆要小
，
可适当减轻减薄尺寸
。
图7 电子驻车制动系统元件位置图
图5 制动系统及制动器
3.2?
制动总泵
宝马BMWi电动汽车制动总泵由串联式液压制动主
缸
、
带液位传感器的储液器
、
制动助力真空气室及真空度
传感器等组成
，
如图6所示
。
其工作原理是当驾驶员踩制
动踏板
，
总泵活塞向前移动关闭旁通孔
（
活塞前面
）
建立
油压
，
然后通过管路将
油压输送到制动分泵
；
松开制动踏板时
，
总泵
活塞在油压和回位弹簧
的作用下回位
，
制动系
统压力下降
，
活塞回位
后多余的油回到储液器
内
；
连续两脚制动时
，
油壶的油从补偿孔进到
图6 制动总泵
活塞前面
，
使活塞前面
的油增多使制动力增加
。
电子驻车制动器的工作如下
。
1
）
停车后驻车
：
车辆制动静止停车后
，
拉起驻车制动
按钮
，
电动机械驻车制动器的2个执行机构通过驻车制动器
防止车辆溜车
。
2
）
紧急制动
：
在车辆行驶期间向上拉起驻车制动按
钮
，
信号会通过制动稳态控制系统DSC执行规定的动态紧
急制动系统程序
，
实施紧急车辆制动减速停车
。
在行车期
间操作电子驻车制动按钮相对传统机械式拉起手制动停车
是安全可靠的
，
因为操作电子驻车按钮制动稳态控制系统
DSC，进行驻车制动是通过液压制动压力
，
作用在车辆的4
个车轮制动器上
，DSC
功能完全启用且制动信号灯点亮
，
通过4个轮速传感器监控所有车轮的滑移值
，
从而确保车辆
稳定制动直至停车
。
车辆静止后
，
电动机械驻车制动器的2
个执行机构通过驻车制动器防止车辆溜车
。
3
）
松开电子驻车制动器
：
为防止无意操作驻车制动器
而导致意外溜车
，
向下按下驻车制动器按钮后可松开驻车制
动器的条件是接通上电开关
（
点火开关
），
操作制动踏板或
将变速杆置于驻车挡
。
在车辆起步时无需通过操作驻车制动
器按钮
，
即可自动松开驻车制动器
。
驻车制动器松开后
，
组
合仪表内的红色指示灯就会熄灭
。
自动松开驻车制动器的条
件
：
①所有车门关闭
；
②驾驶员系上安全带
；
③接通上电开
关建立行驶准备
；
④挂入行驶挡位
；
⑤操作加速踏板
。
电子驻车制动器的优点
：
①取消了中控台处的驻车制
动拉杆
，
节省了装备空间
；
②可随时正确调节制动摩擦片
的压紧力
；
③在起步时自动松开驻车制动器
，
省去了手动
操作步骤
；
④在脚制动失灵时可通过驻车制动开关
，
实施
平稳的紧急制动
。
作者简介：王超（1988-），汽车维修技师，实习教师；曹
砚奎（1973-），高级技师，新能源电动汽车研发工程师。?
（
编辑?
凌 波）
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