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    不聊特斯拉是否剎車失靈,只聊特斯拉的iBooster如何工作

    拆車坊

    拆車坊 報道不久前的上海車展中,特斯拉維權事件鬧得沸沸揚揚,甚至一度上了熱搜,至今仍未徹底平息。

      維權車主稱「特斯拉剎車失靈」,導致自己父親發生交通事故。特斯拉則通過公布并解讀事故發生前1分鐘的行車數據來說明自己的產品剎車并未失靈。值得注意的是,這份行車數據吸引了眾多相關專業人士進行解讀,希望可以搞清楚事情的真相,但特斯拉公布的數據并不完整,因此不僅難下定論,而且引發了大家的各種猜想。

    ↑特斯拉公布的行車數據

      借此機會,我也潛心鉆研了幾日,并請教了幾位業界相關專業人士,雖然根據現有信息不太可能搞清事故的真相,但至少已經對于特斯拉剎車系統所使用的助力機構iBooster卻有了更為深入的了解。故整理成文,與大家分享。

      關于特斯拉車主維權的前因后果,我會在文章后面按照時間軸的順序進行簡要回顧,大家可以按需閱讀。

    1、什么是iBooster

      iBooster是由博世研發的汽車剎車系統中的助力機構。與傳統內燃機汽車中廣泛應用的真空助力剎車系統有所不同,iBooster并不依靠真空助力器提供助力,而是依靠電機伺服提供助力。

    2、為什么用iBooster

      如果繼續使用上文提及的真空助力的話,真空助力泵需要發動機提供動力,因此會拉高油耗,也就是會更費油,此外,傳統真空助力器只能實現有限的能量回收,無法滿足電動車對于能量回收的需求。而iBooster除了不額外消耗發動機功率、可以滿足電動車能量回收需求之外,還可以通過軟件調整助力性能曲線從而實現踏板力度可調、與ESP hev系統組合實現幾乎100%制動能量回收、滿足完全自動駕駛對于冗余制動系統的要求、通過省去非必要的硬件從而降低安裝成本、節省安裝空間且安裝方式靈活等,因此,iBooster尤其適用于混動車和電動車,當然,還需要說明一點,iBooster是可應用于所有動力系統的。

    ↑通過調整助力性能曲線從而實現踏板力度可調

    3、事故車輛所使用的第二代iBooster與第一代相比有何不同?

      第一代iBooster采用的傳動方式為蝸輪蝸桿+雙側齒輪齒條,且均為金屬材料。第二代iBooster采用的傳動方式為齒輪+絲桿,其中齒輪主要使用塑料材質。因此,iBooster二代相比一代在輕量化、成本、噪音、工藝等方面具備一定優勢。

      ↑第一代iBooster

      ↑第二代iBooster

    4、由iBooster助力的液壓制動與制動能量回收系統,二者如何配合工作?

      在解答這個問題之前,我們先來了解一下迭加式再生制動系統(RBS)和協作式再生制動系統(CRBS)分別是什么意思。

      RBS——制動踏板力和制動輪缸液壓力是非解耦的,也就是說,二者是相互關聯無法各自獨立動作的。在制動過程中,只要踩下制動踏板,制動輪缸就會產生液壓制動力,而電機制動(即制動能量回收)僅是疊加在此制動力上。所以還是有一部分能量損失掉了,能量回收率較低。不過,由于電機制動力與液壓制動力是按比例分配的,因此控制起來較為簡單。

      CRBS——制動踏板力和制動輪缸液壓力的解耦的,與上文的非解耦相反,二者是可以各自獨立動作的。在踩下制動踏板后,控制器通過采集當前制動踏板開度及其變化率識別駕駛員的制動需求,并計算出所需求的制動力,然后以電機制動力為主,液壓制動為輔,二者動態協調控制,以提高電機制動的占比,增加能量回收。當駕駛員制動強度需求較小且電機制動力滿足制動力需求時,僅靠電機制動;當駕駛員制動強度需求中等時,考慮到法規限制,電機制動為主,液壓制動補償;當駕駛員制動強度需求較高時,電機制動力達到最大,同時液壓制動補償。

      博世的第二代iBooster產品采用的是非機械解耦式線控制動系統原理,由于制動踏板推桿與制動主缸活塞無間隙固定連接,因此機械結構非解耦,而制動主缸可以通過與ESP hev系統配合可實現0.3g 減速度的能量回收,因此,當車輛減速度不超過0.3g時,從主缸傳遞至制動輪缸的液壓力可以與電機制動力相互獨立,因此二者解耦。該過程中,車輛優先利用驅動系統反拖發電進行能量回收并實現減速制動。駕駛員實施制動時,ESP hev能量回收裝置將主缸過來的部分或全部制動液移到蓄能器,但由此會使得制動回路液壓降低,從而影響制動踏板力,為確保駕駛員察覺不到踏板力的變化(可理解為沒有能量回收的真空助力器踏板感),第二代iBooster會自動調節助力器的伺服力。

    不聊特斯拉是否剎車失靈,只聊特斯拉的iBooster如何工作

    5、制動能量回收控制策略的退出/介入機制是什么?

      因為各個廠家的控制策略不同,存在如下若干種可能的機制:

     ?。?)電池實際SOC小于某值(標定),即電池允許充電;

     ?。?)回收負扭矩小于電機允許的回收扭矩;

     ?。?)ESP降級/ABS故障;

     ?。?)ABS等主動安全系統是否介入(此處估計只與ABS狀態標志位有關,與實車減速度無關)。

     ?。?)檢測到ESP內部蓄能器未排空;

     ?。?)iBooster本身失效,制動系統功能降級;

     ?。?)iBooster踏板感補償模塊降級/故障等;

     ?。?)VCU電機故障、車輛其它關鍵狀態量故障等。

    6、假如ABS啟動,制動能量回收系統是瞬時退出么?制動踏板腳感會變硬么?

      正常情況下(即ABS未激活),車輛都有舒適性要求,能量回收系統的制動力是實時變化的,液壓制動力需要實時調整和補償,但是制動過程中要求整車的減速度不變,車速平穩下降,因此,iBooster通過自身內部的踏板感補償模塊進行調整,使制動踏板腳感無變化。

      非正常情況下(即ABS激活),制動能量回收退出,iBooster進行液壓力快速補償(該過程比較快,預計是在50-150毫秒之間,與制動強度有關),由于ABS已激活,iBooster制動踏板推桿和制動主缸活塞連接,因此該過程中,駕駛員是可以感受到明顯的制動踏板力波動變化的,如頂腳感(與真空助力器出現ABS時類似)等,車輛減速度也會有較大波動。

    編輯點評

      雖然目前特斯拉仍未公布完整的行車數據,我們也無法得知事發時的真相,但該事件確實引發了大家對于特斯拉制動系統以及博世第二代iBooster的廣泛討論和科普,我也希望通過本篇文章令更多的人對iBooster有更深的理解。對于每天都需要開車的人來說,對于汽車的認知和理解越透徹,越有利于我們去更好地駕馭汽車,從而提升行車安全。

    特斯拉維權事件回顧

    1、事故發生

      2021年2月21日18點14分,張女士父親駕駛特斯拉Model 3行駛在安陽341國道南段村段與其他車輛發生追尾碰撞事故。

    不聊特斯拉是否剎車失靈,只聊特斯拉的iBooster如何工作

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    2、事故車主與特斯拉雙方各執一詞

     

    ↑張女士方對事故描述

    ↑特斯拉方對事故描述

      張女士方:希望特斯拉方公開道歉并退車。

      特斯拉方:保險理賠修車,把車修好,盡快地去找到一個比較理想的價格幫她出售。

           張女士方:不同意(不認可現有的)第三方進行技術鑒定,要求「提供車輛發生事故前半小時完整行車數據」。

           特斯拉方:因擔心數據被當事人用來炒作宣傳造成不良影響,拒絕提供相關數據。

    3、雙方未達成一致,張女士走上「維權之路」

     

    3月9日,在特斯拉4S店門口坐車頂維權

    4月8日,在 2021第十七屆春季大河國際車展維權

    4、上海車展「置頂」爆發

      4月19日上海國際車展開幕當天,激動的張女士站上特斯拉展車車頂大喊「特斯拉剎車失靈」及被安保拖離的圖片迅速傳播,得到大范圍關注。

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    5、特斯拉表態決不妥協

      4月19日當天,特斯拉對外事務副總裁陶琳在接受媒體采訪時表示:“車主不配合,專業維權,背后有人;對不合理訴求不妥協!”

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    6、張女士被刑拘

      4月20日,上海警方通報,特斯拉維權張女士因擾亂公共秩序被處以行政拘留五日。

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    7、央媒帶頭批特斯拉

      4月20日,隨著事件的發酵,新華社等眾多媒體,接連點名批評特斯拉態度傲慢。

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    8、特斯拉道歉

      特斯拉20日深夜發文“深表歉意”,成立專門處理小組,專事專辦。

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    9、特斯拉公布部分數據

      4月22日,特斯拉表示已將數據通過郵件發給客戶。并向中國市場監管報提供了車輛發生事故前一分鐘的數據。

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      數據說明:“在駕駛員最后一次踩下制動踏板時,數據顯示,車輛時速為118.5千米每小時。在駕駛員踩下制動踏板后的2.7秒內,最大制動主缸壓力僅為45.9bar,之后駕駛員加大踩下制動踏板的幅度,制動主缸壓力達到了92.7bar,緊接著前撞預警及自動緊急制動功能啟動(最大制動主缸壓力達到了140.7bar)并發揮了作用,減輕了碰撞的幅度,ABS作用之后的1.8秒,系統記錄了碰撞的發生。駕駛員踩下制動踏板后,車速持續降低,發生碰撞前,車速降低至48.5千米每小時。”

     

    10、車主出獄

      4月25日,特斯拉維權女車主被釋放。張女士微博表態:為自己的過激行為表示道歉,并提出多處質疑,表示要繼續維權到底。

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    11、馬斯克表態

      4月29日 馬斯克在推特上發言回應雇傭公關的提議:“其他公司花錢在廣告和操縱公眾輿論上,但特斯拉專注于產品。我相信人民。”

     

    12、引發熱議

      該事件引發了眾多汽車媒體和汽車從業者的熱議——“到底特斯拉的剎車有沒有問題?”

    13、真相仍舊撲朔迷離

      目前雙方仍未就此事達成一致意見,三方檢測也未啟動,孰是孰非,真相仍舊撲朔迷離。

    責任編輯:呂程

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