Блог

Jul 05, 2023

Торможение для большего

Электромобили с аккумуляторной батареей предъявляют новые требования к шасси, особенно когда оно

Электромобили с аккумуляторной батареей предъявляют новые требования к шасси, особенно когда дело касается торможения и рекуперации энергии. Разработчики Porsche Group работают над новыми концепциями распределения тормозных усилий, которые позволят улучшить рекуперацию без ущерба для комфорта.

Разработчики шасси сталкиваются с проблемой электрификации по двум направлениям: аккумуляторы утяжеляют автомобили, но, с другой стороны, автомобили часто демонстрируют лучшую динамику вождения. Оба этих фактора обычно требуют более мощного гидравлического тормоза колес. Однако это снижает эффективность и снижает дальность действия, поскольку увеличивается вес и увеличивается потребление.

Porsche Taycan обходится без тормозной системы большего размера — благодаря рекуперации: как только водитель нажимает педаль тормоза, электродвигатели переключаются в режим генерации. Как только они это сделают, уже не двигатели будут вращать колеса, а наоборот. Это тормозит автомобиль и одновременно вырабатывает электричество, которое можно использовать для зарядки аккумулятора. Что важно для разработчиков шасси, так это то, что рекуперация не требует увеличения тормозов, несмотря на увеличение динамики движения. Таким образом, тормоз не оказывает негативного влияния на запас хода.

В Taycan в 90 процентах случаев водитель в повседневных ситуациях тормозит, причем это можно сделать, используя только электроэнергию, то есть без участия гидравлической системы. Последний используется только на скорости ниже 5 км/ч, когда электродвигатели практически не развивают тормозную мощность. Кроме того, фрикционный тормоз срабатывает, когда электродвигатели не обладают достаточной мощностью торможения, например, при полном торможении с высоких скоростей. Taycan Turbo S (Потребление электроэнергии* в комбинированном режиме (WLTP) 23,4–22,0 кВтч/100 км, выбросы CO₂* в комбинированном режиме (WLTP) 0 г/км, запас хода на электродвигателе* в комбинированном режиме (WLTP) 440–467 км, запас хода на электродвигателе* в городе (WLTP) 524 – 570 км) может генерировать до 290 кВт электроэнергии при торможении. На этом уровне мощности двух секунд замедления достаточно, чтобы выработать электроэнергию и проехать около 700 метров. В целом рекуперация увеличивает запас хода до 30 процентов.

Одной из основных технических проблем при разработке шасси для аккумуляторных электромобилей (BEV) является сочетание рекуперативного и гидравлического торможения. «Водитель не должен чувствовать переход между системами», — подчеркивает Мартин Райхенекер, старший менеджер по тестированию шасси Porsche Engineering.

Обеспечение плавного перехода предъявляет высокие требования к технологии, поскольку тормозные системы работают по-разному: хотя электродвигатель всегда обеспечивает одинаковый тормозной момент, крутящий момент его гидравлического аналога может каждый раз меняться из-за воздействия окружающей среды, например температуры и влажности. Поэтому может случиться так, что мощность гидравлического торможения отличается от мощности электрического торможения в точке перехода. Водитель ощущает это как толчок.

Porsche разработала для Taycan алгоритмы, которые не позволяют этому случиться. Они постоянно контролируют гидравлическую систему: во время каждого процесса зарядки тормоз калибруется для определения текущего соотношения хода педали тормоза и усилия на педали тормоза. Это позволяет алгоритму оценить, какую мощность выдаст гидросистема при следующем торможении автомобиля, и задействовать ее именно так, чтобы переход в режим рекуперации оставался плавным.

В транспортных средствах тормозная мощность обычно распределяется неравномерно: две трети приходится на переднюю ось, одну треть на заднюю ось. То же соотношение применимо и к электрической системе Taycan: передний электродвигатель обеспечивает две трети тормозной мощности, задний — одну треть, хотя задний двигатель больше и теоретически может вносить (и рекуперировать) больше. Этот потенциал можно было бы использовать, изменяя распределение тормозной силы между осями. В этом контексте важно отметить, что из соображений устойчивости движения максимальная нагрузка задней оси должна быть ограничена в зависимости от ситуации, чтобы обеспечить достаточный запас устойчивости. «Электродвигатель, который может поглощать больше всего энергии, будет затем обеспечивать наибольший тормозной момент», — объясняет Улли Траут, разработчик функций и инженер по интеграции рекуперативного торможения в Porsche AG.