制動系統是實現車輛減速、停車功能的重要系統。電動汽車的制動系統按照制動實現方式分為機械制動和電機再生制動，機械制動根據制動力實現方式不同又可分為液壓機械制動系統、氣壓機械制動系統和電子機械制動系統。目前，電動汽車的制動系統實現一般為協調機械制動和電機再生制動的復合制動系統。本文介紹電動汽車機械制動、電機再生制動及復合制動系統的基本原理和實現方式。

目錄

?一、機械制動

1、液壓機械制動

2、氣壓機械制動

?3、 電子機械制動（EMB, Electro-Mechanical Brake）

?二、電機再生制動

1、電機再生制動工作原理

2、電機再生制動的特點

3、電機再生制動的應用場景

三、復合制動系統（Blended Braking System）

1、復合制動系統工作原理

2、再生制動與液壓制動的協同控制

3、不同制動情況復合制動協同工作

四、總結

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?一、機械制動

機械制動根據實現制動力的介質不同分為液壓機械制動、氣壓機械制動及電子機械制動。

1、液壓機械制動

1）液壓制動系統工作原理?

液壓制動系統的工作原理基于帕斯卡定律（液體傳遞壓強），通過液壓油將駕駛員施加的制動力放大并傳遞到車輪制動器，實現車輛減速或停車。以下是其核心工作流程：

a、制動觸發階段

制動踏板：駕駛員踩下踏板，通過杠桿原理放大作用力，推動制動主缸（總泵）的活塞。

b、液壓壓力建立

主缸工作： ?主缸活塞壓縮制動液，將機械力轉換為液壓壓力。制動液通過管路傳遞到各車輪的制動輪缸（分泵）。

雙回路設計：現代車輛采用X型或前后分置的雙管路系統，確保一個回路失效時仍能部分制動。

c、制動力放大與執行

鼓式制動器：液壓壓力推動輪缸活塞，使制動蹄外擴摩擦制動鼓。

盤式制動器：液壓壓力推動卡鉗活塞夾緊制動盤（常見于前輪）。

d、制動力釋放

踏板回位：松開踏板后，主缸活塞復位，液壓油流回主缸；制動蹄/片依靠彈簧或密封圈回位，摩擦解除。

2）液壓制動助力系統

（1）電子真空泵（EVP）輔助系統

工作原理：通過電動真空泵產生負壓，為真空助力器提供動力（類似燃油車的發動機真空）。真空壓力傳感器監測儲氣罐壓力，當壓力不足時自動啟動真空泵補壓。 ?

優點：兼容傳統液壓制動結構，成本較低。

缺點：存在機械磨損、噪音，且無法與再生制動深度協同，逐步被淘汰。

（2）電子液壓助力系統（EHB, Electro-Hydraulic Brake）

a、工作原理

由電機驅動液壓泵建立高壓制動液，通過電磁閥控制助力力度（無需真空）。

b、優點

快速響應：電信號傳輸速度遠超液壓系統， 提升緊急制動安全性（如AEB自動緊急制動）。

高效能量回收：與再生制動無縫協作（與ESP/ABS協同），最大化能量回收效率。?

踏板感可調：支持自定義制動腳感（如運動模式/舒適模式）。 ??

支持線控制動（Brake-by-Wire）

c、工作模式

正常制動：iBooster根據踏板信號提供助力。

能量回收：電機反拖發電，液壓制動按需補足制動力。 ?

2、氣壓機械制動

在電動汽車領域，氣制動系統（Pneumatic Braking System）主要應用于中重型商用車（如電動巴士、卡車等），以滿足大載荷、長距離制動需求。與傳統燃油車氣制動相比，電動汽車通過電動空壓機替代發動機驅動空壓機，并結合電控技術實現智能化制動管理。

1) 氣制動系統工作原理

a. ?常規制動過程

? ? 充氣階段：電動空壓機啟動，壓縮空氣經干燥器進入儲氣罐，壓力達標后停機。 ?

? ? 制動觸發：駕駛員踩下制動踏板，電信號傳輸至ECU，同時腳制動閥開啟；儲氣罐釋放壓縮空氣至制動氣室，推動推桿使制動蹄片壓緊制動鼓。

? ? 制動力分配：ECU根據踏板行程、車速、載荷計算總需求制動力；優先調用電機再生制動（如電動卡車下坡時回收能量），不足部分由氣壓制動力補充。

b. ?ABS介入（防抱死控制）

? ?輪速監測：各車輪轉速傳感器實時反饋數據至ECU；

? ?氣壓調節：當檢測到車輪抱死趨勢時，ABS電磁閥快速切換制動氣室氣壓（增壓-保壓-減壓循環），維持最佳滑移率（10%~30%）；調節頻率可達15~20次/秒，避免輪胎打滑。

c. ?駐車制動（手制動）

? ?彈簧儲能式制動氣室：

? ?充氣時壓縮彈簧，解除制動；

? ?放氣時彈簧釋放能量，推動制動蹄片鎖死車輪。

? ?電控化改進：通過電子手剎按鈕控制電磁閥，實現一鍵駐車。

?3、 電子機械制動（EMB, Electro-Mechanical Brake）

1）電子機械制動工作原理

電子機械制動完全摒棄液壓系統，每個車輪配備獨立電機驅動制動鉗。制動指令通過電控單元直接控制電機制動力，實現精準調節。

2）優勢與挑戰

a、結構簡化：取消液壓管路，輕量化且易于維護。

b、高控制精度：支持高級駕駛輔助（如自動泊車、ACC自適應巡航）。

c、依賴冗余電源：需備用電源確保斷電時制動安全，目前尚未大規模普及。

?二、電機再生制動

電動汽車由于其特殊結構，驅動電機在需要減速制動時亦可作為制動力來源提供再生制動力，并將機械能轉換為電能給電池充電。

1、電機再生制動工作原理

利用電動機的“反向工作”特性，在車輛減速或制動時，將電動機切換為發電機模式。車輪的動能通過傳動系統驅動電動機轉子旋轉，切割磁感線產生電能，存儲到動力電池中。再生制動力通過電機控制器調節，制動力大小與電機發電功率相關。

2、電機再生制動的特點

1）能量回收：可回收約10%-30%的行駛能耗，顯著提升續航里程。

2）協同控制：與機械制動系統聯動，優先使用再生制動，不足時補充機械制動力。

3）限制條件：電池接近滿電或低溫時，再生制動可能受限，需機械制動介入。

3、電機再生制動的應用場景

日常減速（如紅綠燈）、下坡路段、單踏板駕駛模式（松開油門即觸發制動）。

三、復合制動系統（Blended Braking System）

為了充分利用機械制動與電機再生制動協同優勢，目前電動汽車一般結合兩種制動方式進行協同控制，形成復合制動系統。

1、復合制動系統工作原理

通過整車控制器（VCU）協調再生制動與機械制動，實現平順過渡。其基本控制思路如下：

? 1）駕駛員踩下制動踏板時，優先使用再生制動提供大部分制動力。?

? 2）當再生制動力不足（如急剎車）或電池無法充電時，液壓制動自動補充。 ?

? 3）通過模擬器提供與傳統制動一致的踏板反饋，避免駕駛員不適感。

2、再生制動與液壓制動的協同控制

? ? 1） 需求拆分：總制動力 = 再生制動力 + 液壓制動力；

? ? 2） 約束條件：

? ? ? ?電池SOC（電量）>95%時，限制再生制動力；

? ? ? ?低溫環境下，電池充電功率下降，液壓制動力比例增加；

? ? ? ?急剎車時，再生制動響應延遲，液壓系統快速補足。

? ? 3）平順性優化：通過PID控制液壓壓力，消除制動力切換時的頓挫感。

? ? 4）ABS/ESP介入

? ? ?輪速監測：四輪獨立傳感器檢測滑移率；

? ? 液壓調節：HCU控制電磁閥快速切換輪缸壓力（頻率15-20 Hz），防止輪胎抱死；

? ? ?再生制動同步退出，避免電機反拖加劇打滑。

3、不同制動情況復合制動協同工作

1）輕度制動：僅再生制動工作，電機發電回收能量。

2）中度制動：再生制動為主，機械制動補充。

3）緊急制動：再生制動與機械制動同時滿負荷輸出，ABS介入防抱死。

4） 低速蠕動（如擁堵路段）：再生制動力降低，機械制動接管以避免頓挫。

四、總結

本文介紹了電動汽車制動系統的類型及工作原理，主要包括機械制動、電機再生制動及兩者結合的復合制動，在控制系統及策略設計中，需要了解制動系統原理，才能給出更優的控制策略。希望能給相關技術人員帶來一些幫助。