新能源汽车制动系统故障诊断探讨

绪论二十世纪九十年代，我们国家意识到新能源汽车在缓解能源危机和环境治理方面的突出贡献和作用，逐步启动对于新能源汽车研发的鼓励政策。经历了“十五”期间研发布局、“十一五”期间的产业化准备、“十二五”期间示范推广，我国新能源汽车产业度过了技术和产业链飞速发展的形成期。2016年至今，我国新能源汽车产业初具规模。新能源汽车的发展越来越快，同时，面临的安全问题也越来越多。新能源汽车在制动系统这方面面临着巨大的挑战，目前新能源汽车主流的制动系统有电子控制制动系统和液压助力制动系统，我们需要了解和认识新能源汽车制动系统的工作原理和存在的麻烦并着手解决这方面的问题，制动系统作为保障汽车安全运行的主要因素之一，在汽车行驶期间起到保证汽车速度稳定的作用。在本论文中，我们主要针对新能源汽车制动系统的发展和研究展开探讨与分析。第一章我国新能源汽车的发展前景和制动系统1.1新能源汽车发展的前景和必要意义从当今的新能源汽车发展现状来看，我国的新能源汽车销量正在逐步上升，并且连续7年新能源汽车销量位居全球第一，具备有很好的发展前景。特别是2021年的新能源汽车发展呈现出快速的增长趋势，市场占有率提高13.4%，如果按照这个增长趋势下去，我国的新能源汽车将会出现一个空前繁荣的未来。从这些数据看，新能源汽车的发展是必然的，而且，新能源汽车将会是将来汽车行业的主流。从汽车产业看，新能源汽车的发展让中国进军汽车强国有了更大的希望。如今的社会环境污染越加严重，各国都在想办法改变当今的社会环境，二十世纪九十年代，我国意识到新能源汽车在缓解能源危机和环境治理方面的突出贡献和作用，逐步启动对于新能源汽车研发的鼓励政策。经历了“十五”期间研发布局、“十一五”期间的产业化准备、“十二五”期间示范推广，我国新能源汽车产业度过了技术和产业链飞速发展的形成期。2016年至今，我国新能源汽车产业初具规模，步入成长期。从产业生命周期理论的角度看，产能扩张、技术创新、产品升级、管理能力提升成为我国新能源汽车产业成长期阶段的标签，也表明我国新能源汽车行业正由高速发展向高质量发展转变。从能源的战略意义看，新能源汽车的发展有力促进了能源的改革。现在的中国面临着从化石能源向可再生能源的能源革命。风力发电、水力发电、光伏发电等等的能源再生技术，给予了我国新能源汽车更好的发展前景。太阳能、风能、生物质能、核聚变能等等新能源的开发，也给予了新能源汽车发展的希望。所以说，新能源汽车的发展的必要的，而且前景非常宽广。1.2新能源汽车制动系统的概念制动系统是使汽车的行驶速度可以强制降低的一系列装置，制动系统主要由供能装置、控制装置、传动装置、制动器四个部分组成。主要的功能是使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡的汽车保持稳定，让泊好车的车辆保持不动。新能源汽车大多采用电子液压制动系统和电子机械制动系统，作为从人工驾驶到自动驾驶的桥梁，既保证了制动的有效性和可靠性，同时也满足了自动紧急制动和自动驾驶对制动系统的要求。这两个制动系统替代传统机械制动，其中的电子主力装置替代了传统的真空助力装置，减少了机械结构的重量，而且体积小、反应快、可靠性高。汽车上一套或者多套制动装置便将其称为汽车制动系统，其主要功能是在汽车的行驶过程中根据驾驶员的要求适当进行减速、停车或者驻车，并参与到汽车行驶速度的辅助控制中，协同保证汽车行驶速度的稳定性。汽车制动系统通常由两套独立的制动装置构成，第一套制动装置为行车制动装置，该装置主要由制动踏板、制动分泵、液压制动总泵、制动盘或者制动鼓、制动摩擦片等构成。1.3新能源汽车制动系统的主要部件及识别主要部件：制动器、真空助力器、电动真空泵、卡钳、刹车盘、刹车片、制动卡钳、制动踏板、ABS控制器等。装置主要分为控制装置、传动装置、供能装置等。控制装置由制动踏板、、万向节、转向器等产生制动动作和控制制动效果各个部件组成。供能装置：由供给、调节制动所需能量以及改善传动介质状态的部件组成传动装置：将制动能量传送到制动器的各个部件如主缸、轮缸等等。

第二章新能源汽车制动系统的构造和工作原理2.1新能源汽车制动系统的构造新能源汽车的刹车系统主要由电源、真空助力器、真空罐、真空助力泵、和真空控制器。当我们踩下制动踏板时，踏板下的行程传感器将会检测到此时踏板的动作信号，VCU接收到刹车信号后，会切断动力输出，从而进入制动程序。由真空罐提供真空度，为真空助力器提供助力，推动刹车总泵内部的活塞进行制动液压缩，经由ABS进行制动力分配，此时四个车轮刹车分泵内的制动液接收到不同的制动压力，使刹车片向刹车盘施加不同的摩擦力，从而使车辆进行刹车动作。图2-1制动系统结构图ABS系统：ABS俗称防抱死制动系统，意思就是刹车时防止车轮抱死，避免车辆失控。在汽车制动时，ABS会自动控制制动器制动力的大小，保证车轮与地面附着力的最大值。正常行车刹车时ABS是不会介入的，只有在急刹车，例如遇到紧急情况需要大力踩刹车时，在车轮抱死之前ABS才会介入，当ABS介入后，刹车踏板会有震动，这是ABS启动的一种反馈。车辆为什么要设置ABS防抱死制动系统：没有搭载ABS功能的车辆，在遇到紧急情况大力刹车时，车轮是会抱死的，车轮在抱死后，汽车会失去转向能力，径直撞向正前方的人或物。前轮抱死会失去转向能力，无法避让前方障碍物。后轮抱死容易出现侧滑，增加行车的危险性。设置ABS功能是为了在刹车时让车轮处于“边滚边滑”的状态，车辆既不会失控，还能取得最佳的刹车效果。2.2新能源汽车制动系统的工作原理制动系统工作原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，液体将压力通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上，活塞驱动刹车卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速或停车。新能源汽车增加了一个智能回收系统，就是制动能回收系统，相当于是利用驱动电机的一个，转动的同时，来回收能量，从而达到，一个自动回收能量的一个目的。图2-2制动系统工作原理图新能源汽车在刹车构造上面和传统的燃油车不同，新能源汽车刹车系统的特点是采用电动助力装置替代了传统机械制动系统的真空助力装置,传统的燃油汽车的真空助力器需要发动机进气歧管来提供真空环境，而新能源电动车没有发动机，无法提供真空环境。需要通过自带一个真空罐来实现，真空罐通过电机来进行驱动，一旦使用的时候容易出现真空度不足的情况，而燃油车即便真空助力失效，在纯人力的作用下可以实现一部分的减速，当然由于燃油车有内燃机的存在，可以通过变速箱进行降挡的方式来实现车辆的速度降低。2.3新能源汽车电控制动系统新能源汽车是当今世界汽车的主流势力，要深层次了解新能源汽车中的电动汽车，就要了解电动汽车的三电系统。三电系统指的的是电动车的电池、电机、电控，这三大件也是电动汽车最为核心的技术系统，会影响产品的最终性能表现，也会影响用户的口碑。电控系统是电动车身上最重要的系统之一，电控制动系统又是电控系统的一个重要分类。电控制动系统又有以ABS、TCS、ESC等为代表的成熟电液制动系统，又有电子制动系统、电控液压制动系统、电子机械制动系统、等BBW系统。制动系统的演变史：机械制动-传统液压制动-电子控制-线控制动。除了传统汽车上已有的制动防抱死系统（ABS）、车身稳定系统（ESP）、牵引力控制系统（TCS），在新能源或者智能驾驶汽车上的制动能量回收系统（RBS）、自适应巡航（ACC）、自动紧急制动（AEB）等等功能，都依托于制动系统执行，制动系统是其中最为关键的一个环节，也是未来最有挖掘潜力的地方，所以制动系统在将来也会越来越重要。线控制动系统，简称EWBS。是一种电子控制制动系统，主要分为机械式制动双线系统和液体压式双绞线系统的两种，主要功能可帮助车辆制动助力、主动制动、能量回收、ABS、ESP、AVH、AEB及制动失效安全的制动双线系统。线控制动系统集成了TCS（牵引控制系统）、ESC、ABS、EPB等传统制动功能，安装简单，也可整合为第三胎压监测、EBD、AEB）、AVH、自动停车系统等侧控软件，全面实现智能需求在动力车领域可有效实现动力回收，延长电动汽车行驶里程，首先用电机驱动制动块产生能量，产生的能量由电线传递，信号由数据线传递。线控制动系统是控制制动器的系统，由电子控制，踏板和制动器系统之间不再有物理联系，制动双绞线内部结构比较简单，体积非常轻，有非常敏感的反应力，工作时处于比较稳定的状态，该系统没有工作油管，所以也不用担心工作油泄漏。新能源汽车电控制动系统包括vcu、踏板、踏板模拟单元、受踏板模拟单元控制启动的主缸和若干制动执行单元，所述的踏板模拟单元与vcu之间电连接，所述的制动执行单元分别与vcu电连接，所述的主缸分别与制动执行单元通过制动管路连接。踏板模拟单元用于检测踏板的行程位移量，当踩下踏板时，踏板模拟单元检测到踏板出现位移，此时将踏板位移信息传至vcu，vcu使制动执行单元启动进行制动。优点：汽车想要制动的时候直接通过电信号传送至制动执行单元，响应时间减小，制动响应较快。

第三章新能源汽车制动系统故障3.1新能源汽车制动系统发生故障的危害（1）刹车片磨损严重，刹车片分为带有感应线和不带有感应线两种，带有感应线的会在刹车片磨损到极限位置时，感应线就会自动接通电路，这时就会亮起故障灯。（2）刹车油液位过低，制动液缺失同时还会伴有制动力明显不足，严重甚至会出现失去制动力的状况。这种情况警告灯会亮起。（3）刹车系统漏油、假报警。直接影响到汽车的技术性能，导致润滑油、燃油的浪费，消耗动力，影响车容整洁，造成环境污染，会使故障灯亮起。（4）制动系统管路堵塞故障问题也较经常遇见，假如空压机回油管堵塞将导致充气量降低，气泵V带吃劲，储气筒至气压表的管路堵塞导致气压表失灵。（5）空压机至湿储气筒管路堵塞会影响到管路爆裂，空压机接头管路堵塞会影响到空压机过热，作用压缩空气的生产效率，加速机件磨损和发动机油变质。（6）在冬天压缩空气将壹些水分带入管路，随温度降低，水和污渍结成冰块堵塞管路会导致制动失灵。因而，应重视制动系统的各级维护，发觉脏物立刻清洗，以维持制动管路的清洁及畅通。3.2新能源汽车制动系统常见故障分析（1）刹车故障：在行驶过程中踩下制动踏板，车辆没有减速或停止，则制动器将失效。制动故障的最常见原因是制动系统泄漏、制动液不足、制动液过早更换、车轮或主缸磨损或损坏、用的密封圈是有缺陷的产品等。（2）刹车锁死：当驾驶员松开制动踏板时，汽车的一个或全部车轮的制动作用不能及时完全逆转，影响汽车的重新启动、加速或怠速。刹车卡死的主要原因有：刹车踏板自由度不足、刹车油泵回位弹簧断裂或卡住、刹车油泵或软管有污垢堵塞、刹车油封损坏、刹车片回位弹簧断裂或软化、摩擦、摩擦或断裂碎屑松动制动鼓。（3）刹车打滑：制动打滑是车辆在制动过程中的转向和打滑。刹车漂移一般分为以下几种情况：左右漂移不均匀、刹车时突然漂移、一侧正常漂移。左右运动不均匀主要是由于车轮磨损高度不均匀，尤其是后轮内外径差。（4）空气压力异常：汽车制动系统是由多个设备元件组成的动力系统，其自身的制动水平会受到系统内部各个设备运行质量的直接影响。而室气压缩机，在制动系统中的主要作用是：在系统内部对室气进行施压操作，从面为制动系统提供一定的动力供应。然而，在室气压缩机无法正常工作的情沉下，就会导致空气压力不足，进面影响制动系统的运行质量。（5）摩擦力矩受到影响：制动系统中的制动蹄与制动鼓间的缝隙发生了变化，制动蹄片上有油污或质量不合格，蹄片铆钉未固定好，制动轴与轴套件出现了磨损或绣蚀现象，蹄片变薄等都会对制动摩擦力矩造成影响，使制动功能无法发挥出来。3.3新能源汽车制动系统故障诊断方法：故障代码读取、故障模式识别和故障现象分析。诊断步骤：故障检测：利用传感器和控制单元对制动系统进行实时监测，检测可能存在的故障信号和异常情况。故障识别：通过分析检测到的故障信号，确定制动系统中可能发生的故障类型。例如，判断是刹车盘磨损、刹车液泄漏或其他系统故障。故障定位：确定故障发生的具体位置，找出造成故障的部件或组件。例如，通过检查刹车盘与刹车片之间的间隙或检测刹车液的泄漏位置来定位故障。故障诊断：对定位的故障进行进一步的分析和判断，确定故障出现的原因。例如，判断刹车盘磨损是由于长时间高温使用还是制动力分配不均匀导致的。故障修复：根据故障诊断结果，采取相应的措施进行修复。可能的措施包括更换磨损的部件、修复漏液的位置或重新校准控制单元。故障验证：重新测试制动系统，确认故障已经修复，并确保系统能够正常工作。3.4新能源汽车制动系统故障类别刹车片磨损严重：会造成导致刹车距离变长，噪音变大，对刹车盘的伤害变大。刹车油液过低：制动液是汽车制动系统当中起至关作用的一个东西，当驾驶人踩踏制动踏板的时候，踩踏制动踏板的能量会随着制动液转递到车轮的各个制动分泵中，使制动片与车轮接触，从而达到减速或者停车的目的。制动液确实会造成制动力明显不足，严重的可能会出现失去制动力的现象。真空泵喷油：油路堵塞，导致滤芯过滤出来的油不能及时回到油箱内，而是聚集在排气口，在真空泵抽取空气时，这些聚集在排气口的油会被吹出来。总泵堵塞：会造成踏板位置变低、发硬，需要用力踩踏板。其他的情况可能会有刹车系统漏油和制动系统假报警等现象。3.5新能源常见制动系统故障解决办法（1）刹车片磨损严重，驾驶员要根据驾驶习惯和行驶路况定期更换刹车片，养成好的驾驶习惯。（2）刹车油位过低，车主要经常检查刹车油，如果没有了，就需要加注一定量符合规格的刹车油。（3）刹车系统漏油，驾驶员要定期检查车况，发现哪里不对，应采取相应的措施修复。（4）总泵堵塞，驾驶员发现这种情况应立即到4s店进行维修，严重应更换总泵。（5）如果新能源汽车在行驶过程中发生刹车失灵这种情况下，我们首先要做的是沉着冷静，不用太过于惊慌，打方向盘。其次利用车辆带的手刹来实现减速，虽然现在很多的电动汽车搭载了电子手刹在使用的时候，遇到紧急的情况，可以连续拉起电子手刹按钮来实现减速，对于装有电子手刹的车辆，由于电子手刹由电控模块控制，紧急情况下可直接开启，再一个这时可以长按档杆上的P挡，实