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2021年8月号

智能纯电动防锁死煞车系统

环保宁静 提升汽车安全及煞车反应

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若你在光滑的路面企图用力煞车,车轮可能会被锁死而无法转动,于是发生侧滑;这时,你既不能控制车子,又不能把它停下,是非常危险的情况。防锁死煞车系统(ABS)感应得到车轮滑行,并能自动重复地快速释放和启动制动器,以确保车轮不被锁死,抓紧路面,提升行车操控性及煞车效果。然而,传统ABS使用液压或电动液压系统传送动力,所用的煞车油会引发一系列问题,而且它并不适用于电动车。有见及此,电机工程学系的郑家伟教授率领团队开发智能纯电动防锁死煞车系统。这套环保而宁静的系统有较强和较快的煞车反应,以及较短的煞车时间和距离,能够同时提升行车安全和优化驾驶体验。

传统全液压或电动液压ABS

传统全液压或电动液压ABS系统通过煞车油的压力传送动力。当驾驶者踩下煞车踏板时,煞车油会受压,压力被传送至制动器,然后启动制动器令车轮停止转动。但是传统ABS系统存有不少缺点:首先,液压系统结构复杂,动力的传送牵涉多个组件,减慢了煞车反应的速度;其次,液压系统的效能取决于煞车油的压力,而煞车油的表现则受温度等多种因素影响。

郑教授解释说:「天气寒冷时,驾驶者要用较大的力气踩踏板,才能产生足够的压力煞车。此外,煞车油容易洩漏,又易被湿气污染,两者均会令油压下降,削弱煞车能力,减慢煞车反应,提高发生意外的机率。所以车主必须定期检查和更换煞车油,变相增加了保养成本。还有,煞车油中的湿气会令液压系统的金属零件生锈,缩短零件的寿命。」从环保角度分析,煞车油含有机溶剂,是非常易燃的物质,一般需要每两年更换一次。废油若弃置不当,可能危害生态环境。

智能纯电动ABS

郑教授与团队携手开发的ABS系统采用全电动制动器,不含任何液压组件,解决了由煞车油而引起的种种问题。郑教授指出:「由于智能纯电动ABS不用液压传送动力,所以整个设计更简单、直接,所有部件均由电子操作,这样就能把信号直接从控制组件传送到制动器,反应速度比传统液压ABS快10倍,大大缩短了煞车时间和距离,提升驾驶者和乘客的安全。」

智能纯电动ABS系统没有煞车油,所以较为环保;也不会令金属零件生锈,所以更耐用。在乘车舒适度方面,智能纯电动ABS系统也比传统ABS更胜一筹。郑教授说:「电动摩打操作起来比使用燃油的引擎安静得多。随着电动车日渐普及,驾驶者和乘客均逐渐习惯享受宁静的行车旅程。当电动车车舱内如此安静时,液压制动器和踏板发出的振动和噪音就会显得格外吵耳,影响乘车的舒适度。」

与电动车相容

智能纯电动ABS不单适用于传统燃油汽车及铁路车辆,更与电动车相容。若电动车采用电动液压ABS系统,其线控煞车系统会通过感应驾驶者踩踏板的幅度,确定需要多少总制动力。然后,控制组件会扣减再生制动的分额(即利用车轮动力为电池充电),再计算出液压系统需要产生的制动力,才能启动电动泵,增加油压,停止车轮转动,过程转折繁复。郑教授说:「液压系统通过电动泵来产生油压,这个过程会减慢煞车反应,而且液压系统佔用较多空间。相反,我们研发的智能纯电动ABS毋须使用电动泵,可直接与电动车的中央控制单元结合,不会佔用多余的空间。」

2021年3月,智能纯电动防锁死煞车系统于瑞士日内瓦国际发明展的2021年网上特别版获得银奖。

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