为什么燃油车很少刹车失灵,而新能源汽车刹车失灵概率高,这是什么原因?

发布时间:
2024-07-02 17:49
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我觉得横向对比吧,把相同的因素尽可能剔除掉,仅保留明显差异的变量。

因此关于驾驶辅助啊,自动驾驶这些我们先不考虑它。

我觉得其实最主要的因素可以归结到两点:

  1. 同级别的电动车,在重量上显著高于燃油i车(又在动力上很容易达到高速)
  2. 电动车为了操作便利性引入的“单踏板模式”对于用户的习惯培养

我们先说第一点:重量!

将车辆制动下来,在燃油车时代和电动车时代有点小区别:

  • 燃油车的制动力,通常包括:发动机制动(来自于泵气损失)+制动系统制动力
  • 电动车的制动力,来自于:能量回收力矩+制动系统制动力

而需要制动的动能呢,本身和什么形式无关。只与车辆的速度和质量有关。根据高中物理中包含的动能公式,制动总能量为

其中m是车的质量,v是车速。这里暂时没有考虑风阻和滚动阻力问题,在紧急制动下他们的功率对于制动功率来说应该可以忽略不记。

那我们如果做横向对比,首先可以按照起始车速相同来考虑。则已知制动总能量的大小,与车重直接成正比。

我们再看制动系统需要承担的制动力。

在燃油车上,发动机制动扭矩来自于泵气损失。因此此制动扭矩与发动机转速有关(车速相同,也就与挡位以及速比有关)。但是考虑到市面上大部分车型都采用自动变速箱,其减速工况可能是锁止离合器断开状态,此时液力变矩器并不能反向传递多少扭矩,我们就暂且不考虑发动机制动部分吧。而且从最差工况来考虑,我们姑且认为燃油车的制动力100%来自于制动系统。

在电动车上就不太一样了,会有一部分制动力来自于电机的能量回收制动力(不会对制动系统造成负荷),其他的仍然由液压制动系统提供。我们现在重点关注紧急制动吧,先不考虑“单踏板”的问题,只考虑由CRBS进行机械制动力和回收制动力分配的问题。


在比较新的带有类似ibooster和CRBS系统的电动车上,通常动能回收占大约0.3G左右的制动部分。听起来挺好的,但是在紧急制动时就完全不一样了!有很多因素影响,比如:

  • 紧急制动的制动功率是远大于车辆驱动的,三电系统会有回收功率的制约。这意味着越是高速下(制动功率大),紧急制动时回收部分的比例越小。
  • 电池的SOC:在高SOC(电池较满)时,会禁止回收,以免过充
  • 前后制动力分配:紧急制动时,前轮提供的制动力会达到70%,但实际上大部分四驱电动车都是前动力总成功率小后面的大,且不说有很多低配版前面干脆没有动力总成可以回收能量了。这意味着紧急制动时至少在前轮上回收制动的占比就会很小
  • 对于老一些的电动车,甚至在紧急制动(判断制动减速大于一定阈值)时是直接关闭能量回收的

当然,以上都只是定性分析。实际上的定量分析在不同的车之间有点困难(不同驱动形式、不同动力总成、不同ibooster系统、不同CRBS策略和标定)。我的猜测在量产车上,可能会在10%~15%左右吧,纯属educated guess,如果大家有更准确的数字欢迎分享。

而现在的电动车有多重了呢?我们去了市场指导价在30万左右的一批电动车,他们的整车功率和重量如下表。方便起见我们均只考虑了高配版。

30万左右部分电动车的功率和车重

这些车的重量平均值达到了2176kg!同时,功率平均值高达424kW

作为对比,看一下同价位级别的油车数据:

30万左右部分燃油车的功率和车重

其重量平均值仅1637kg(对比10年前的车其实已经增重了不少了),功率平均值也仅169kW。

这意味着,这些电动车平均要比同价位的燃油车重33%,而功率则要高出150%!

基于前面的"educated guess",在电动车和燃油车对比,同一初始速度,处于紧急制动时,如果考虑10~15的动能被动力总成回收,则意味着机械制动系统还要多承担15~20%的能量。

而同时,其功率又极为富足,相比燃油车,更容易将电动车提速至同样的车速继续进行下一次紧急制动。尤其明显的是在赛道工况下,电动车可以实现的制动前尾速都会远高于同价位的燃油车。


再说第二点,单踏板模式的问题。

单踏板如何控制,我想网上有大量的文章和辩论。我不是在这里来讲单踏板本身好不好,或者我是否喜欢单踏板。我想指出的一个点是对于车辆操作方式的“习惯培养”。

其实包括我自己在内,我知道有很多开惯燃油车的车主切换电动车时是很不习惯单踏板模式的。当然,我也有很多朋友快速习惯并喜欢单踏板的。但这些都不改变一个事实,即单踏板操作制动的方式与紧急制动所需要的方式完全相反,对于直接在电动车时代成长起来的新一代驾驶员,确实可能在紧急情况下易于误操作。

单踏板模式引发回收制动的方式:松开油门踏板(但并不将脚移动到制动踏板上)

紧急制动的方式:将脚移动到制动踏板上并全力踩下

即便在没有单踏板模式的情况下,都经常会发生车主需要制动时误踩油门的情况。而习惯于操作单踏板的驾驶员,在需要紧急制动时,大脑可能会产生一个“先松油门,发现制动力不够后,再去紧急操作下一步”的反应,而这个“下一步”对于熟悉车辆的车主来说能正确踩制动,对于不熟悉车辆的车主或者临场反应能力不强的人来说,很有可能就变成了下意识的踩油门踏板来试图获得足够的减速。


所以,综上两个因素结合,电动车的制动失效事故比例大增并不奇怪。

END