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刹车/转向故障频发 纯电动车安全隐患重重

2020-09-02 来源: 车务网 作者:L

伴随着汽车技术不断进步,以及全球电气化进程的加速,越来越多的汽车重要部件向电子化转变,尤其在纯电动车的制动和转向系统中应用较多,但这样的转变在为驾驶带来便利的同时也引发新的安全隐患。据车质网数据显示,近五年纯电动车“刹车失灵”和“转向失灵”投诉呈现出逐年增长趋势,投诉量增长明显,已逐步成为纯电动车常见的典型投诉故障。

关乎行驶安全 制动/转向系统故障投诉频发

众所周知,制动系统和转向系统与行车安全紧密相连,直接关乎到驾驶者的人身安全,近几年网络上频频爆出的纯电动车碰撞事故中,大多都与这两个系统故障有关,这一点从车质网频频接到的相关投诉中便可以得到印证。

来自河南的韩先生在投诉中表示,其购买的某品牌纯电动车在购买后的三个月内,频繁出现全车断电的情况,经多次维修才恢复正常。但令其未想到的是,在随后某天驾车外出时,发生了意外。据韩先生回忆,当时车辆在正常行驶转弯时,突然出现方向失灵和制动失灵的情况,导致车辆撞在路边的花坛上才停住,所幸未造成人员伤亡。同样来自河南的裴女士也遭遇了类似的危险情况。据裴女士与车质网反馈,其所购的某品牌纯电动车曾先后5次在正常行驶过程中出现制动系统失灵的情况,前4次经重启车辆后恢复正常,最后一次在正常跟车行驶过程中,在看到前车刹车灯亮后,裴女士随即踩刹车减速,但刹车却一点反应都没有,只能眼睁睁看着自己的车与前车追尾。

事实上,车质网收到与上述两位车主相同遭遇的投诉正在逐年增多,其中一方面原因在于国内纯电动车细分市场份额的不断增大,但同时侧面也反映出当前纯电动车在行驶方面依旧存在着安全隐患。据车质网数据显示,在近四年纯电动车典型故障投诉中,“刹车失灵”和“转向失灵”故障均位居前十名,占比分别达到了4.13%和1.66%。而在这两类故障问题投诉中,有超过八成由此引发出或轻或重的交通事故,可以说,纯电动车制动/转向系统的故障问题已逐步成为危害驾驶员行驶安全的头号公敌。

电子化转变 制动/转向系统的新变革

电控制动系统工作原理(博世iBooster)

那么,为何纯电动车会存在“刹车失灵”和“转向失灵”这两类安全隐患?这还要从汽车制动/转向系统的电子化转变说起。随着汽车技术的不断进步,汽车原有的机械化部件和配置开始向电子化、集成化和自动化转变。这一转变在纯电动车中表现得尤为明显,特别是在与行驶安全息息相关的制动/转向系统中,电子化转变发展迅速。

就拿制动系统来说,由于纯电动车以电动机取代发动机,因此缺少了发动机制造的真空源,导致真空助力泵无法工作,无法为汽车刹车总泵提供真空助力。电子真空泵的出现解决了这一问题,其替代发动机成为真空的动力来源。好处是制动系统可沿用传统燃油车的设计,无需做太多改变。当然,缺点也很明显,真空度有限、噪音大、占用空间大,因此更多是作为一种过渡方案在使用。

随着各大厂商陆续推出纯电动车专用平台,博世、大陆等公司推出的电控制动系统凭借诸多优势成为纯电动车制动系统新的解决方案,同时它也是未来高度自动驾驶系统不可或缺的一项新技术。这类电控制动系统电子集成度更高,采用电机以及各类传感器取代了传统的真空泵设计,无需真空源,通过齿轮机构电机产生的扭矩转化为液压力来实现制动, 可以理解为其充当了传统制动系统中制动总泵的角色。这种电控制动系统由于结构高度集成化,令其体积更小、更轻,利于空间布置,且助力能力更强,功耗更低。而对于纯电动车而言,这类电控制动系统还有一个更大的优势,它可以通过解耦实现制动能量回收最大化,增加车辆续航里程。

目前国内应用较为广泛的电控制动系统是第二代博世iBooster技术,不少造车新势力企业如蔚来、小鹏以及特斯拉、荣威和几何等品牌旗下部分车型均采用了该技术。而大陆研发的MKC1系统目前主要面向欧洲和美国市场,不过有消息称,今年年底大陆MKC1将实现国产。

特斯拉Model 3的转向机

与制动系统相比,转向系统的电子化进程要更早一步。在燃油车时代便已经从早期的机械液压助力转向系统过渡到电子液压助力转向系统,再到现如今乘用车普遍应用的电子转向助力系统(EPS)。与前两种助力转向不同,EPS取消了液压系统,通过扭矩传感器采集方向盘转动所产生的相对转角变成电信号传给电子控制单元(ECU),ECU根据扭矩传感器和车速传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小,从而辅助车辆实现转向功能。

技术进步的弊端 三类安全隐患不容忽视

由此不难发现,纯电动车中的制动和转向系统中电子组件的占比越来越大,电子化程度不断提高,在为人们日常行驶带来便利性的同时,安全隐患也随之而来。据车质网调查发现,基于纯电动车依靠电力来驱动的特性,容易出现安全隐患的故障大致可分为三种类型:

1、整车电源中断

这种安全隐患很好理解,纯电动车上的所有功能均依靠电力支撑,极端情况下,一旦发生整车断电,制动系统和转向系统中的踏板传感器、扭矩传感器以及电动机便停止工作,因此也就无法产生制动/转向助力。此时仅能依靠纯机械连接来完成刹车和转向,需要驾驶者施加相当大的力量才可能实现。

2、传感器故障

在纯电动车中,各类传感器应用广泛,是纯电动车电子控制系统的关键部件。形象点来说,传感器就像是军队中负责刺探情报的侦察兵,电子控制单元就是负责发号施令的将军。如果侦察兵无法将情报传递回来或者传递了错误的情报,将直接影响将军能否发布命令或命令是否正确,而这将直接决定军队的存亡。在直接关乎到行驶安全的制动系统和转向系统中同样如此。一旦踏板传感器和扭矩传感器无法发送或发送错误信号,对于电控制动系统而言,其电子控制单元有可能会误判为刹车踏板无制动动作,从而不会产生制动助力,无法对制动液产生有效压力,造成车辆无法正常制动;而对于转向系统就更复杂一些,有可能会出现无转向助力,以及转向角度过大的情况。

3、电子控制单元故障

这类安全隐患,用通俗易懂的方式来说,就类似于电脑/手机“卡机”,这种情况相信绝大部分人都经历过。对于纯电动车来说也是一样,制动系统和转向系统都有单独的电子控制单元,一旦发生“卡机”故障,可能会导致出现计算错误,输出错误的制动和转向助力;或者出现助力动作延迟的情况。

解铃还须系铃人 消除安全隐患主机厂责无旁贷

对于上述三类有可能引发制动/转向系统故障的安全隐患,虽然都是在极端情况下产生,但只要直接涉及到了行车安全,那就绝不可轻视。需要做到未雨绸缪,防患于未然。针对“整车断电”问题,如果主机厂可以为车辆增加独立的备用电源,或者通过BMS优化来为制动和转向这两大底盘系统分配专属电量,将有可能消除这一安全隐患。不过,增加备用电源这个方法虽然看似简单直接,但实际上要牵扯到空间设计、充电逻辑、软件控制以及成本等多方因素,能否实现还需主机厂来评估。而对于“传感器故障”问题,是否可以通过增加关键部件上传感器的数量,提升传感器的质量,并通过大量实验去验证可靠性,降低传感器出故障的几率,值得各大主机厂去认真思考。对于“电子控制单元故障”问题,车质网通过查阅资料得知,特斯拉Model 3的电动助力转向系统中设置了两个电子模块。但其中一块可能并非完全作为备用模块使用,更多的是起到了记录作用。不过,这也为解决这类问题提供了一种可能——增加备用的电子控制单元。至于如果真的可以增加备用电子控制单元,那备用电子控制单元和主电子控制单元之间工作机制和逻辑的问题,还是留给各大主机厂去探讨吧。

从上述的内容中不难发现,对于现阶段的纯电动车而言,除故障率较高的电池系统外,还存在着不少安全隐患,制动和转向系统便是最典型的例子。随着汽车电子化程度不断提升,这样的安全隐患愈发被凸显出来。虽然目前主流的纯电动车在制动和转向系统中依旧保留着机械部分,但仍存在发生“刹车失灵”、“转向失灵”的风险,这一点在车质网不断增加的相关投诉上便可见一斑。现阶段尚且如此,那未来脱离机械连接的线控系统,完全依靠电子信号完成刹车和转向,是否意味着会更加危险?如果不解决这些安全隐患,未来的完全自动驾驶将根本无从谈起。

总结

当前,全球电气化转型和自动驾驶浪潮如火如荼,新能源企业都在追求高续航和智能化,但却忽视了最基础的制动系统和转向安全,而这才是真正关乎到驾驶者人身财产安全的核心。在电气化时代,如何通过有效的解决方案来消除制动/转向系统存在的安全隐患,进一步提升纯电动车的行驶安全,应成为零部件企业、整车企业,乃至整个汽车行业需要探索的新课题。

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