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不聊特斯拉是否刹车失灵,只聊特斯拉的iBooster如何工作

拆车坊

拆车坊 报道不久前的上海车展中,特斯拉维权事件闹得沸沸扬扬,甚至一度上了热搜,至今仍未彻底平息。

  维权车主称「特斯拉刹车失灵」,导致自己父亲发生交通事故。特斯拉则通过公布并解读事故发生前1分钟的行车数据来说明自己的产品刹车并未失灵。值得注意的是,这份行车数据吸引了众多相关专业人士进行解读,希望可以搞清楚事情的真相,但特斯拉公布的数据并不完整,因此不仅难下定论,而且引发了大家的各种猜想。

↑特斯拉公布的行车数据

  借此机会,我也潜心钻研了几日,并请教了几位业界相关专业人士,虽然根据现有信息不太可能搞清事故的真相,但至少已经对于特斯拉刹车系统所使用的助力机构iBooster却有了更为深入的了解。故整理成文,与大家分享。

  关于特斯拉车主维权的前因后果,我会在文章后面按照时间轴的顺序进行简要回顾,大家可以按需阅读。

1、什么是iBooster

  iBooster是由博世研发的汽车刹车系统中的助力机构。与传统内燃机汽车中广泛应用的真空助力刹车系统有所不同,iBooster并不依靠真空助力器提供助力,而是依靠电机伺服提供助力。

2、为什么用iBooster

  如果继续使用上文提及的真空助力的话,真空助力泵需要发动机提供动力,因此会拉高油耗,也就是会更费油,此外,传统真空助力器只能实现有限的能量回收,无法满足电动车对于能量回收的需求。而iBooster除了不额外消耗发动机功率、可以满足电动车能量回收需求之外,还可以通过软件调整助力性能曲线从而实现踏板力度可调、与ESP hev系统组合实现几乎100%制动能量回收、满足完全自动驾驶对于冗余制动系统的要求、通过省去非必要的硬件从而降低安装成本、节省安装空间且安装方式灵活等,因此,iBooster尤其适用于混动车和电动车,当然,还需要说明一点,iBooster是可应用于所有动力系统的。

↑通过调整助力性能曲线从而实现踏板力度可调

3、事故车辆所使用的第二代iBooster与第一代相比有何不同?

  第一代iBooster采用的传动方式为蜗轮蜗杆+双侧齿轮齿条,且均为金属材料。第二代iBooster采用的传动方式为齿轮+丝杆,其中齿轮主要使用塑料材质。因此,iBooster二代相比一代在轻量化、成本、噪音、工艺等方面具备一定优势。

  ↑第一代iBooster

  ↑第二代iBooster

4、由iBooster助力的液压制动与制动能量回收系统,二者如何配合工作?

  在解答这个问题之前,我们先来了解一下迭加式再生制动系统(RBS)和协作式再生制动系统(CRBS)分别是什么意思。

  RBS——制动踏板力和制动轮缸液压力是非解耦的,也就是说,二者是相互关联无法各自独立动作的。在制动过程中,只要踩下制动踏板,制动轮缸就会产生液压制动力,而电机制动(即制动能量回收)仅是叠加在此制动力上。所以还是有一部分能量损失掉了,能量回收率较低。不过,由于电机制动力与液压制动力是按比例分配的,因此控制起来较为简单。

  CRBS——制动踏板力和制动轮缸液压力的解耦的,与上文的非解耦相反,二者是可以各自独立动作的。在踩下制动踏板后,控制器通过采集当前制动踏板开度及其变化率识别驾驶员的制动需求,并计算出所需求的制动力,然后以电机制动力为主,液压制动为辅,二者动态协调控制,以提高电机制动的占比,增加能量回收。当驾驶员制动强度需求较小且电机制动力满足制动力需求时,仅靠电机制动;当驾驶员制动强度需求中等时,考虑到法规限制,电机制动为主,液压制动补偿;当驾驶员制动强度需求较高时,电机制动力达到最大,同时液压制动补偿。

  博世的第二代iBooster产品采用的是非机械解耦式线控制动系统原理,由于制动踏板推杆与制动主缸活塞无间隙固定连接,因此机械结构非解耦,而制动主缸可以通过与ESP hev系统配合可实现0.3g 减速度的能量回收,因此,当车辆减速度不超过0.3g时,从主缸传递至制动轮缸的液压力可以与电机制动力相互独立,因此二者解耦。该过程中,车辆优先利用驱动系统反拖发电进行能量回收并实现减速制动。驾驶员实施制动时,ESP hev能量回收装置将主缸过来的部分或全部制动液移到蓄能器,但由此会使得制动回路液压降低,从而影响制动踏板力,为确保驾驶员察觉不到踏板力的变化(可理解为没有能量回收的真空助力器踏板感),第二代iBooster会自动调节助力器的伺服力。

不聊特斯拉是否刹车失灵,只聊特斯拉的iBooster如何工作

5、制动能量回收控制策略的退出/介入机制是什么?

  因为各个厂家的控制策略不同,存在如下若干种可能的机制:

  (1)电池实际SOC小于某值(标定),即电池允许充电;

  (2)回收负扭矩小于电机允许的回收扭矩;

  (3)ESP降级/ABS故障;

  (4)ABS等主动安全系统是否介入(此处估计只与ABS状态标志位有关,与实车减速度无关)。

  (5)检测到ESP内部蓄能器未排空;

  (6)iBooster本身失效,制动系统功能降级;

  (7)iBooster踏板感补偿模块降级/故障等;

  (8)VCU电机故障、车辆其它关键状态量故障等。

6、假如ABS启动,制动能量回收系统是瞬时退出么?制动踏板脚感会变硬么?

  正常情况下(即ABS未激活),车辆都有舒适性要求,能量回收系统的制动力是实时变化的,液压制动力需要实时调整和补偿,但是制动过程中要求整车的减速度不变,车速平稳下降,因此,iBooster通过自身内部的踏板感补偿模块进行调整,使制动踏板脚感无变化。

  非正常情况下(即ABS激活),制动能量回收退出,iBooster进行液压力快速补偿(该过程比较快,预计是在50-150毫秒之间,与制动强度有关),由于ABS已激活,iBooster制动踏板推杆和制动主缸活塞连接,因此该过程中,驾驶员是可以感受到明显的制动踏板力波动变化的,如顶脚感(与真空助力器出现ABS时类似)等,车辆减速度也会有较大波动。

编辑点评

  虽然目前特斯拉仍未公布完整的行车数据,我们也无法得知事发时的真相,但该事件确实引发了大家对于特斯拉制动系统以及博世第二代iBooster的广泛讨论和科普,我也希望通过本篇文章令更多的人对iBooster有更深的理解。对于每天都需要开车的人来说,对于汽车的认知和理解越透彻,越有利于我们去更好地驾驭汽车,从而提升行车安全。

特斯拉维权事件回顾

1、事故发生

  2021年2月21日18点14分,张女士父亲驾驶特斯拉Model 3行驶在安阳341国道南段村段与其他车辆发生追尾碰撞事故。

不聊特斯拉是否刹车失灵,只聊特斯拉的iBooster如何工作

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2、事故车主与特斯拉双方各执一词

 

↑张女士方对事故描述

↑特斯拉方对事故描述

  张女士方:希望特斯拉方公开道歉并退车。

  特斯拉方:保险理赔修车,把车修好,尽快地去找到一个比较理想的价格帮她出售。

       张女士方:不同意(不认可现有的)第三方进行技术鉴定,要求「提供车辆发生事故前半小时完整行车数据」。

       特斯拉方:因担心数据被当事人用来炒作宣传造成不良影响,拒绝提供相关数据。

3、双方未达成一致,张女士走上「维权之路」

 

3月9日,在特斯拉4S店门口坐车顶维权

4月8日,在 2021第十七届春季大河国际车展维权

4、上海车展「置顶」爆发

  4月19日上海国际车展开幕当天,激动的张女士站上特斯拉展车车顶大喊「特斯拉刹车失灵」及被安保拖离的图片迅速传播,得到大范围关注。

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5、特斯拉表态决不妥协

  4月19日当天,特斯拉对外事务副总裁陶琳在接受媒体采访时表示:“车主不配合,专业维权,背后有人;对不合理诉求不妥协!”

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6、张女士被刑拘

  4月20日,上海警方通报,特斯拉维权张女士因扰乱公共秩序被处以行政拘留五日。

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7、央媒带头批特斯拉

  4月20日,随着事件的发酵,新华社等众多媒体,接连点名批评特斯拉态度傲慢。

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8、特斯拉道歉

  特斯拉20日深夜发文“深表歉意”,成立专门处理小组,专事专办。

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9、特斯拉公布部分数据

  4月22日,特斯拉表示已将数据通过邮件发给客户。并向中国市场监管报提供了车辆发生事故前一分钟的数据。

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  数据说明:“在驾驶员最后一次踩下制动踏板时,数据显示,车辆时速为118.5千米每小时。在驾驶员踩下制动踏板后的2.7秒内,最大制动主缸压力仅为45.9bar,之后驾驶员加大踩下制动踏板的幅度,制动主缸压力达到了92.7bar,紧接着前撞预警及自动紧急制动功能启动(最大制动主缸压力达到了140.7bar)并发挥了作用,减轻了碰撞的幅度,ABS作用之后的1.8秒,系统记录了碰撞的发生。驾驶员踩下制动踏板后,车速持续降低,发生碰撞前,车速降低至48.5千米每小时。”

 

10、车主出狱

  4月25日,特斯拉维权女车主被释放。张女士微博表态:为自己的过激行为表示道歉,并提出多处质疑,表示要继续维权到底。

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11、马斯克表态

  4月29日 马斯克在推特上发言回应雇佣公关的提议:“其他公司花钱在广告和操纵公众舆论上,但特斯拉专注于产品。我相信人民。”

 

12、引发热议

  该事件引发了众多汽车媒体和汽车从业者的热议——“到底特斯拉的刹车有没有问题?”

13、真相仍旧扑朔迷离

  目前双方仍未就此事达成一致意见,三方检测也未启动,孰是孰非,真相仍旧扑朔迷离。

责任编辑:吕程

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