电动汽车助力器
汽车电动助力转向系统的发展
汽车电动助力转向系统的发展汽车电动助力转向系统是一种利用电动机辅助车辆转向的技术。
随着科技的进步和人们对驾驶体验的要求不断提高，汽车电动助力转向系统在近年来得到了快速发展。
汽车电动助力转向系统的发展可以追溯到20世纪60年代，当时一些高档车型开始使用液压助力转向系统，通过液压泵和转向助力器来提供转向的辅助力。
这种系统存在液压泄漏、能效低下等问题，而且在高速行驶时往往会感受到转向过重的现象。
为了解决这些问题，汽车电动助力转向系统逐渐取代了液压助力转向系统。
这种系统利用电动机代替了液压泵，通过转向助力器将电动机提供的力量传递给转向装置，实现转向的辅助作用。
相比于液压助力转向系统，电动助力转向系统具有体积小、重量轻、响应速度快、能耗低等优点，大大提高了转向的精度和舒适性。
随着电动助力转向系统的发展，一种新型的系统被引入，即电动助力转向系统。
这种系统将电动助力转向系统与机械助力转向系统相结合，通过电动机和传统的转向齿轮机构相互协调工作，实现最佳的转向效果。
电动机可以在低速行驶时提供更大的助力，而在高速行驶时逐渐减小助力，以保证转向的稳定性和安全性。
近年来，一些车辆制造商开始使用电子控制系统来进一步提升汽车电动助力转向系统的功能。
通过与车辆的其他系统相连接，电子控制系统可以实现自动驾驶、路径规划、防抱死制动等高级功能，大大提高了驾驶的便利性和安全性。
除了在传统的内燃机汽车上使用，电动助力转向系统在电动汽车和混合动力汽车上也得到了广泛应用。
由于电动汽车和混合动力汽车通常具有较高的动力输出，因此需要更强的转向辅助力来应对不同的驾驶条件。
汽车电动助力转向系统通过与电动机和电池系统相连接，可以提供更大的辅助力，满足车辆的转向需求。
制动系统助力器分类
制动系统助力器主要分为以下几种类型：
1. 真空助力器：真空助力器是利用发动机进气管处的真空度来帮助驾驶员操纵制动踏板。
根据真空助力膜片的数量，真空助力器可以分为单膜片式和串联膜片式两种。
2. 液压助力器：液压助力器通过液压系统为制动系统提供助力。
当驾驶员踩下制动踏板时，液压助力器将液压油的压力转化为制动力，从而帮助驾驶员操纵制动踏板。
3. 电动助力器：电动助力器通过电动机为制动系统提供助力。
当驾驶员踩下制动踏板时，电动助力器将电能转化为制动力，从而帮助驾驶员操纵制动踏板。
电动助力器主要应用于新能源汽车。
4. 气压助力器：气压助力器通过压缩空气为制动系统提供助力。
当驾驶员踩下制动踏板时，气压助力器将压缩空气的压力转化为制动力，从而帮助驾驶员操纵制动踏板。
气压助力器主要应用于重型货车。
5. 复合助力器：复合助力器是将多种助力器相结合，如真空助力器与液压助力器、电动助力器等。
复合助力器可以根据不同工况选择合适的助力方式，从而提高制动系统的性能和稳定性。
新能源汽车电动助力转向系统的工作原理
新能源汽车电动助力转向系统的工作原理大家好，今天我要给大家讲解一下新能源汽车电动助力转向系统的工作原理。
我们要明白什么是电动助力转向系统。
电动助力转向系统，简称EPS,是一种利用电机提供动力辅助的转向系统。
它可以减轻驾驶员的驾驶负担，提高行驶舒适性和安全性。
那么，电动助力转向系统是如何工作的呢？接下来，我将从三个方面来给大家详细介绍。
一、电动助力转向系统的结构电动助力转向系统主要由以下几个部分组成：电机、减速器、传感器、控制器和执行器。
下面，我将逐一给大家讲解这些部分的作用。
1. 电机电机是电动助力转向系统的核心部件，它负责将电能转化为机械能，为转向提供动力。
电机的输出功率大小直接影响到转向的响应速度和力度。
2. 减速器减速器是连接电机和执行器的部件，它的作用是将高速运转的电机转速降低，以便更好地控制转向力度。
减速器的种类有很多，常见的有齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等。
3. 传感器传感器是用来检测车辆行驶状态的装置，它可以将转向角度、车速等信息传递给控制器。
常见的传感器有霍尔传感器、磁电感应传感器等。
4. 控制器控制器是电动助力转向系统的大脑，它根据传感器采集到的信息，对电机进行控制，以实现最佳的转向效果。
控制器的性能直接影响到转向系统的稳定性和可靠性。
5. 执行器执行器是将控制器发出的指令转化为实际动作的部分，它负责驱动车轮转动，从而改变车辆的行驶方向。
执行器的种类有很多，常见的有电子液压助力转向器、电子机械助力转向器等。
二、电动助力转向系统的工作过程电动助力转向系统的工作过程可以分为以下几个阶段：1. 感知阶段当驾驶员转动方向盘时，传感器会感知到这一动作，并将相关信息传递给控制器。
这个阶段的目的是确保传感器能够准确地捕捉到驾驶员的操作意图。
2. 计算阶段控制器根据传感器采集到的信息，结合车辆的实际状态(如车速、发动机转速等),计算出最佳的电机输出功率和转矩。
这个阶段的目的是确保电动助力转向系统能够根据驾驶员的需求和车辆的实际情况，提供合适的转向助力。
电动汽车真空助力器
电动汽车真空助力器简介电动汽车真空助力器是一种用于增强电动汽车制动性能的装置。
它通过利用真空吸力来帮助驾驶员施加制动力，提供更高效、更安全的制动效果。
本文将介绍电动汽车真空助力器的工作原理、优势以及使用注意事项。
工作原理电动汽车真空助力器采用真空泵和真空储罐来产生和储存真空。
当驾驶员踩下制动踏板时，真空助力器通过真空管路将真空传递给制动系统，从而增加制动系统的效能。
当真空助力器失去电力供应时，依然能够通过真空储罐储存的真空来提供制动辅助。
优势1.提升制动效能：电动汽车真空助力器能够提供额外的制动力量，使制动系统更加敏锐、高效，从而缩短制动距离，提高制动安全性。
2.节约能源：由于电动汽车真空助力器可以转化车辆运动产生的能量为真空能源，降低了对电池的依赖，从而减少电池的消耗，延长电池使用寿命，提高整车的续航里程。
3.提升驾驶舒适性：电动汽车真空助力器能够减小驾驶员踩踏制动踏板的力度，降低了驾驶员的疲劳程度，提高了驾驶的舒适性。
使用注意事项1.定期维护检查：电动汽车真空助力器需要定期进行检查和维护，确保其正常工作。
检查包括真空泵的工作状态、真空管路的密封性等等。
2.预防液体进入：电动汽车真空助力器应避免液体进入，因为液体的存在会影响助力器的性能。
在清洗车辆时，应尽量避免直接喷水到助力器部件。
3.随时保持真空：保持电动汽车真空助力器储罐中的真空是非常重要的。
如果发现真空助力器无法提供足够的助力时，应立即检查真空储罐的密封性。
4.尽量避免高温环境：电动汽车真空助力器的性能受温度影响较大，应避免长时间暴露在高温环境下。
电动汽车真空助力器是一项提高电动汽车制动效能和驾驶舒适性的重要装置。
它通过利用真空泵和真空储罐来提供额外的制动力量，降低驾驶员的踩踏力度，从而提升整车的制动性能。
在使用过程中需要注意维护检查、防止液体进入、保持真空和避免高温等问题。
只有正确使用和维护，才能充分发挥电动汽车真空助力器的优势，提高驾驶安全性和舒适性。
电动汽车转向系统的组成
电动汽车转向系统的组成一、电动汽车转向系统的概述电动汽车转向系统是指控制车辆转向的系统，它通过控制车辆的转向角度和转向力矩，实现车辆的转向动作。
与传统的机械液压转向系统相比，电动汽车转向系统具有更高的灵活性和精确性，且无需机械液压元件，更加环保和节能。
二、电动汽车转向系统的主要组成部分1. 方向盘：方向盘是驾驶员操控车辆转向的装置，通过方向盘可以控制电动汽车的转向角度。
方向盘通常由手柄、方向盘轴和方向盘盖等组成，驾驶员通过手柄施加的力矩被传递到方向盘轴上，从而控制车辆的转向。
2. 转向电机：转向电机是电动汽车转向系统的核心部件之一，它负责转换电能为机械能，产生转向力矩。
转向电机通常由电机本体、电机控制器和传感器等组成，电机本体通过控制器接收指令，产生相应的转向力矩，并通过传感器实时监测车辆的转向状态。
3. 传感器：传感器是电动汽车转向系统中的重要组成部分，它用于感知车辆的转向角度、转向速度和转向力矩等参数。
常用的传感器有转向角度传感器、转向速度传感器和转向力矩传感器等，它们通过实时监测车辆的转向状态，为转向电机提供准确的控制信号。
4. 控制器：控制器是电动汽车转向系统的核心控制部件，它负责接收驾驶员的转向指令，并将指令转化为相应的控制信号，控制转向电机的运行。
控制器通常由微处理器、电路板和通信接口等组成，它具有高速计算和精确控制的能力，能够实现对转向系统的准确控制。
5. 电源系统：电源系统是电动汽车转向系统的供电部分，它为转向电机和控制器等设备提供电能。
电动汽车转向系统通常采用高压直流电池作为主要的电源，通过电池管理系统对电池进行充电和放电控制，保证转向系统的正常运行。
6. 通信系统：通信系统是电动汽车转向系统的重要组成部分，它负责与其他车辆系统进行信息交互和数据传输。
通信系统通常采用CAN总线或LIN总线等通信协议，实现转向系统与车辆的其他系统（如电池管理系统、车载娱乐系统等）之间的数据传输和协同控制。
电子助力的工作原理
电子助力的工作原理电子助力是一种通过电子控制系统来辅助汽车转向、制动和加速的技术。
它主要通过三个方面来帮助驾驶员操作车辆，提升行车安全和驾驶舒适性。
其工作原理如下：1. 电子助力转向系统：传统的液压助力转向系统中，液压泵通过带动转向传动机构来辅助转向，而电子助力转向系统则利用电子传感器和电动伺服机构来实现转向辅助。
当驾驶员转动方向盘时，电子传感器会感知到转动力度，并通过电控单元计算转向所需的辅助力，并通过电动伺服机构施加到转向系统上，从而减轻驾驶员转向的力量和提升转向的灵敏度。
2. 电子助力制动系统：电子助力制动系统主要包括了电子制动助力器和防抱死系统（ABS）。
当驾驶员踩下制动踏板时，电子制动助力器会通过感应制动力度，并利用电子控制单元来计算出所需辅助制动力。
然后，电子制动助力器将这个辅助力输出到制动系统，提供额外的制动力，从而缩短制动距离和提升制动效果。
同时，防抱死系统通过感知车轮的转速并实时调整制动力度，以防止车轮抱死，提高制动的稳定性和可控性。
3. 电子助力加速系统：电子助力加速系统主要包含了电子油门控制系统和牵引力控制系统。
电子油门控制系统通过感应油门踏板的力度和速度，并将这些信息发送到电子控制单元。
电子控制单元根据驾驶员的需求计算出合适的油门开度，并通过电动执行机构调节油门执行器来控制车辆的加速。
牵引力控制系统通过感知车轮的附着情况，并通过电子控制单元控制牵引力分配，使车辆能够在不同路面条件下得到最佳的牵引力，提高驾驶的稳定性和安全性。
电子助力技术的应用使驾驶变得更加轻松和舒适，但同时也需要电子控制系统的精准计算和反馈来确保系统的可靠性和安全性。
因此，对于电子助力系统的维护和保养也显得尤为重要。
纯电动汽车的真空助力原理
纯电动汽车的真空助力原理
纯电动汽车的真空助力原理是通过真空泵来为制动系统提供助力。
真空泵是一种利用机械驱动高速旋转的转子，使空气进入泵腔并产生真空的装置。
在传统的内燃机汽车中，真空助力器通常利用发动机的负压来提供助力效果。
但是在纯电动汽车中，由于没有发动机产生的负压，无法提供助力效果。
因此，纯电动汽车需要通过其他方式来产生真空压力。
纯电动汽车通常使用电动真空泵来产生真空压力。
电动真空泵由电机驱动，通过旋转转子来抽取泵腔内的空气，减少泵腔内的气压，从而产生真空。
真空泵通常安装在汽车的制动系统上，并与制动助力器连接。
当驾驶员踩下制动踏板时，制动助力器通过感应踏板运动，启动电动真空泵。
电动真空泵开始运转，产生真空压力，并将这种压力传递给制动助力器。
制动助力器根据接收到的压力信号，调节制动力的大小，提供给驾驶员所需的制动效果。
通过电动真空泵产生的真空助力，可以有效地提高纯电动汽车的制动效果，并使驾驶员在制动时感到更轻松和舒适。
同时，利用电动真空泵可以降低纯电动汽车的制动系统能耗，提高整车的性能和续航里程。
(最新整理)第十章汽车电动助力转向系统
生的反电动势形成阻碍电机继续旋转的阻尼转矩，改变占空比，即改变了阻尼转矩的
大小。
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三、电动助力转向的控制逻辑
图10 助力电动机控制逻辑
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四、电动助力转向的控制流程
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图11 控制软件流程图
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10.4电动助力转向系统实例
一、富士重工电动助力转向系统
控制三极管基极电流
信号触发端
a1端得到输入信号时电动机 有电流通过而正转
a2端得到输入信号时电动机 有电流通过而反转
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4、离合器：离合器采用干式电磁式离合器，其功能是保证EPS在预先设定的车速范围内闭合。
当车速超出设定车速范围时，离合器断开，电动机不再提供助力，转入手动转向状态。另外，当 电动机发生故障时，离合器将自动断开。
3、控制系统的功能
（1）控制助力转矩的功能
车速感应控制型助力转向系统是由车速控制
助力转矩的系统，在每一种车速下都可以获得最优化的转向助力转矩。
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图13 全电子控制的助力转向系统助力转矩特性曲线
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系统还可根据转向转矩变化率、转向角速度和转向角进行控制，以 改善瞬态转向灵敏度.
图14 控制功能框图
的变化，把主副两个系统的脉冲信号传送给ECU，由于是两个系统，因此信号的可靠性提高 了。
3、电动机: EPS的动力源是电动机，通常采用无刷永磁式直流电动机，其功能是根据ECU
的指令产生相应的输出转矩。转向助力用的电动机需要正反转控制。一种比较简单适用的转
向助力电动机正反转控制电路如图4所示。
图420电21/动7/2机6 正反转控制电路
图10-3 电动助力转向系统 结构示意图
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电动汽车真空助力制动系统的匹配计算与研究
以某微型汽车为例，建立了其真空助力制动系统的数学模型，对燃油汽车改装为电动汽车后的制动系统真空助力匹配进行了计算分析，从而为电动汽车真空助力系统中真空罐、真空助力器、真空泵的选型和匹配提供了理论依据。
通过试验验证可知，本文的真空罐及真空泵阀值选择合理，电动真空泵工作时间为4~6 s。
绝大多数微型汽车和轿车采用真空助力伺服制
动系统。
传统燃油汽车由发动机提供真空助力源，而纯电动汽车或燃料电池汽车的制动系统由于没有真空动力源而丧失真空助力功能，仅由人力所产生的制动力无法满足行车制动需要，因此需要对制动系统真空助力装置进行改装，而改装的核心问题是产生足够压力的真空源。
考虑到行车制动可靠性及能源的节约，有必要对真空助力制动性能进行合理分析计算，以此为电动真空泵、真空储能机构的选择或设计提供理论依据。
本文以改装的纯电动汽车为例，对其真空助力制动系统进行计算分析，在保证制动性能的前提下，设计出合理的所需真空度及合适的真空储能罐，为电动真空泵的选型提供理论依据。
原车采用带有真空助力装置的双管路液压制动系统和前盘后鼓式制动器。
真空助力器安装于制动踏板和制动主缸之间，由踏板通过推杆直接操纵，真空助力器的真空伺服气室由带有橡胶的活塞分为常压室(与真空源连接)与变压室，一般常压室的真空度为66 . 7 kPa 。
真空助力器所能够提供的助力大小取决于其常压室与变压室气压差值。
制动系统真空助力装置的真空源来自于发动机进气歧管。
拆除发动机总成后，制动系统由于没有了真空源而丧失真空助力功能，为此，需要重新匹配一个能够提供足够压力的真空源。
若采用真空泵与电源直接相连的方案，一旦汽车接通电源，真空泵就开始持续工作，这样的工作情况比较苛刻，根据整车道路试验情况，汽车在城市工况下行驶6000 km后，电动真空泵就出现损坏。
虽然现在真空泵寿命最小可以达到600h，但还是不能达到可以接受的目标行驶里程，故需要增加真空储能机构来延长行驶里程。
真空泵采用间歇性工作模式，可以提高制动系统的工作寿命和可靠性。
图1为改装后的电动汽车真空助力制动系统。
电动汽车起动时，控制程序会检测真空储能罐中的真空度。
在行驶状态下，监控系统会监控真空储能罐中的真空度，低于设定的下限值时立即启动真空泵工作，达到设定的上限值时真空泵停止工作。
当真空助力器初始真空度小于34.7 kPa时，制动器不能提供足够的制动力
真空储能罐体积为2L
在一次完全制动工况下，真空储能罐中真空度降低值为48.4 kPa，即真空泵在不工作状态下，储存的真空度要够一次完全制动，就不得小于48.4 kPa。
真空度压力建立关系曲线如图4所示，从中可以看出，到60 kPa以后，斜率变小，制动真空泵压力建立时间增大。
因此，真空度的选择要兼顾真空泵寿命和助力效果。
电动机不工作时，踩下制动踏板时的真空度为48.4 kPa。
结合真空泵真空度压力建立特性，电动真空泵停
止工作的真空度定为57 kPa，满足制动性能要求。
为了缩短真空度回复时间，要求松开制动踏板时电动真空泵就开始工作，同时为了防止电动真空泵启动过于频繁，电动真空泵启动真空度定为43 kPa。
结束语
对燃油汽车改装为纯电动汽车制动系统的设计进行了计算分析，尤其是对真空助力系统中真空储能罐、真空助力器、真空泵的选型和匹配提供了计算方法。
经过计算分析和试验验证，可以得出以下结论。
a.由燃油汽车改装而成的纯电动汽车，轴荷的增加导致原车制动能力不能满足制动要求，需要提高制动能力来满足制动需求。
b.由于制动系统中真空助力源更换为电动真空泵，真空度由67 kPa降为57 kPa，助力能力降低了15%，因此助力能力需要相应加强。
c.选择合适的真空储能罐，能有效延长真空泵的使用寿命，且保证了制动可靠性。
d.从制动性能考虑，真空泵产生的真空度越大越好；从经济性和可靠性考虑，真空泵产生的真空度越小越有利。
综合考虑，在满足整车制动性能要求的最小真空度情况下，结合真空泵的抽气特性曲线，选取满足制动工作时间较短的真空度范围为最佳。
智能汽车电子真空助力器设计
电子真空助力器( EVB: Electronic Vacuum Booster) 是一种新型的汽车制动真空助力器，可应用于自适应巡航控制系统、紧急辅助制动系统、自动泊车、斜坡辅助启动、智能交通和无人驾驶等需要线控制动系统的智能汽车中。
EVB 系统易与整车匹配，是智能车辆纵向制动控制理想的线控制动执行器之一。
EVB 系统具备普通真空助力器的基本特性和技术特点，可直接替换普通助力器使用，不会影响整车制动系统匹配。
驾驶员的操作方法一致，不影响制动踏板感觉。
EVB 与普通助力器的最大区别是能通过车载传感器系统或车联网系统，识别行驶路况中潜在的交通事故，在纵向碰撞事故发生前，智能车辆系统主动辅助驾驶员实施制动，避免碰撞事故发生或降低事故严重程度。
在紧急情况下，驾驶员无刹车动作时，可自动启动制动系统。
系统架构
电子真空助力器系统包括助力器总成、制动主缸总成、贮液罐、制动压力传感器和电子控制单元。
助力器总成安装在驾驶员前方的发动机舱内，输入端连接制动踏板，输出端通过制动液压管路连接ABS / ESC( Anti-lock Braking System / Electronic Stability Control) 。
电子控制单元安装在驾驶舱内，带有1路高速CAN( Controller Area Network) 总线通信模块，用于接收智能汽车系统(上位机) 发出的制动启动命令和制动压力值控制命令。
电子控制单元采集安装在制动主缸总成上的压力传感器反馈信号，自适应调节制动输出强度。
工作原理
电子真空助力器是从普通真空助力器技术中演化产生的，利用真空腔与变压腔( 大气腔) 的两腔压差产生伺服力，驱动液压制动主缸和制动器系统工作，将气动能量转化成制动液压力。
与普通助力器不同，EVB 在阀体内部增加了一个可控制进气阀门的三位三通高速电磁阀部件(见图2) 。
电子控制单元采用PWM( Pulse Width Modulation) 方式驱动电磁阀动作，
调节变压腔的大气进入量，控制真空腔与变压腔的压力净差，改变顶杆的输出力。
顶杆与制动主缸总成匹配连接，输出液压制动能量。
电子真空助力器内部的电磁阀部件由主要4部分组成: 阀体、电磁铁部件、电控活塞和回位弹簧。
其中，电磁铁部件的电磁学特性需要与回位弹簧、阻尼原件的力特性匹配，以提高EVB系统工作的稳定性。
在普通汽车的制动过程中，驾驶员踩刹车动作是控制制动系统的建压、保压和泄压3种状态的切换。
EVB系统可在电子控制单元的作用下，根据上位机制动力的需求，自动调节3态变化(见图3) : 1) 当电磁阀部件工作时，电控活塞首先封闭真空通道，将变压腔与真空腔隔绝，再推开空气阀口，使外部空气充入助力器的两个变压腔内，随着两腔压差的升高，助力器的输出力不断提高; 2) 当电磁阀部件工作在中间位置时，电控活塞同时关闭空气阀口和真空通道，变压腔与真空腔气体压力差不再变化，助力器输出压力恒定; 3) 当电磁阀部件不工作时，电控活塞在复位弹簧作用下，退回到初始位置打开真空通道，让变压腔与真空腔再次联通，助力器的输出力被释放。
电子控制单元控制电磁阀部件快速动作，驱动系统在这3 种状态间相互转换，为智能汽车提供稳定可控的制动力。
即由电能控制气动能调节液压能，实现线控制动系统。
关键零部件
电磁铁部件是EVB系统的关键部件，主要由衔铁、线圈和壳体等零件组成(见图4) 。
其中衔铁行程、极靴配合结构尺寸、驱动电流等参数的设计，决定了电磁铁部件的电磁学特性，在特定工作行程区间的输出参数是影响EVB 系统稳定性的主要因素。
因此，得到电磁铁部件的输出特性十分重要。
电磁铁衔铁行程，即空气进气阀口开度，是系统设计中首先要确定的参数。
若行程尺寸设计过大，不仅会增加空间布置设计难度和系统成本，还会导致驱动电流加大。
驱动电流的提高会加速电磁阀温升，降低EVB 系统连续工作的可靠性。
相反，若尺寸设计过小会降低空气进入效率，导致系统响应时间延长，无法满足制动系统高速响应的要求。