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電動車煞車能量回收裝置法規簡介--檢測基準之電力再生煞車相關規定
車輛研究測試中心 試車場部 / 黃榮章
一般汽油車輛在駕駛時,倘若要在行進中停止,通常會使用制動器(常用煞車系統,Service braking system)來制動車輪,藉由制動器將車輛的動能轉換為熱能,將能量消散於大氣中,以達到減速的目的。然而,電動車輛使用馬達做為動力系統,因此在車輛減速煞車時期,可以將馬達視為發電機,應用馬達將車輛的動能轉換為電能後,將能量貯存於儲能元件(如高功率密度的超級電容器,Ultra-capacitor)之中,並且在此能量轉換同時,馬達產生反向力矩來輔助制動車輛,此系統架構可以同時達成煞車減速與能量回收再利用的雙重目的,稱之為電力再生煞車系統(Electric regenerative braking system)。
在2010年11月中旬,交通部參考歐洲煞車法規—ECE R13及R13H,新增電力再生煞車系統相關規定於『車輛安全檢測基準第四十二之一項動態煞車』之中,並規定兩個階段之實施時間—2011年7月1日起之新型式電動車輛及2013年7月1日起之各型式電動車輛,配備電力再生煞車系統者,其動態煞車應符合本項規定。
在第四十二之一項動態煞車檢測基準中,將電力再生煞車系統分成A類及B類兩種型式,A類係定義為「不屬於」常用煞車系統的電力再生煞車系統;B類則定義為「屬於」常用煞車系統的電力再生煞車系統。而新增之電力再生煞車系統相關規定可分成兩個部分—設計符合性規範及煞車檢測規範(包括:型式0試驗、型式I試驗、第二煞車系統性能試驗、低抓地力係數路面之煞車行為試驗),各項規定將重點摘要說明如下:
一、設計符合性規範(僅針對配備電力再生煞車系統之M1, M2, N1及總重小於5公噸之N2類車輛之額外要求):
1.配備A類電力再生煞車系統之車輛:
(1)對於M1及N1類車輛,電力再生煞車僅能由加速器(油門)控制及/或空檔位置作動;
(2)對於M2及總重小於5公噸之N2類車輛,電力再生煞車可由一個獨立之開關或撥桿控制。
2.配備B類電力再生煞車系統之車輛:
(1)常用煞車系統必須僅能有一個控制裝置;
(2)常用煞車系統必須不因馬達之分離或錯誤檔位而有不當影響。
3.其他相關規定:
(1)電力再生煞車之操作必須不受電場或磁場之不良影響。
(2)對配備有防鎖死煞車系統之車輛,防鎖死煞車系統必須能控制電力再生煞車系統。
二、煞車檢測規範:
1.型式0試驗:係為常用煞車系統之制動裝置在冷態時(煞車碟、煞車來令片或煞車鼓外表面溫度不超過攝氏100度)之一般性能測試。對於配備電力再生煞車系統之車輛額外規定有:
(1)對於A類電力再生煞車系統,執行本測試時不得作動:由於本項測試係為常用煞車系統之性能測試,因此配備不屬常用煞車之A類電力再生煞車系統的車輛,執行本項測試時應將其功能關閉;
(2)對於B類電力再生煞車系統,在測試開始執行時,主電池電量必須在最大充電程度的狀態下,所產生的煞車力道不得超過系統設計之最小值:此規定係指本測試必須在B類電力再生煞車所能提供之輔助煞車力在很小的情況下進行,即表示法規要求車輛必須在B類電力再生煞車之煞車力在介入最低之狀態下,其常用煞車必須有能力在規定之煞車率及煞車距離將車輛安全停下。
2.型式I試驗:係為常用煞車系統之制動裝置經連續多次煞車後處於高溫狀態時之衰退及恢復性能測試。對於配備電力再生煞車系統之車輛額外規定有:
(1)衰退測試的加熱程序之規定:配備B類電力再生煞車系統之車輛,在進行加熱程序前之主電池電量也如同第1.(2)所述,必須在最大充電程度的狀態下,所產生的煞車力道不得超過系統設計之最小值;
(2)衰退性能(熱性能)測試之規定:
對於A類電力再生煞車系統,執行本測試時不得作動;而且,在煞車測試時應位於最高速檔;
對於B類電力再生煞車系統,熱性能試驗必須是在車輛於加熱程序結束時所能達到的最高速度下進行,但測試速度不超過100公里/小時;再者,為了比較煞車熱性能與使用冷煞車時之性能,必須在與上述之相同速度下及在進行熱性能試驗前相同之主電池充能狀態下,重複執行空檔之型式0試驗。
(3)恢復性能測試之規定(僅針對M1車輛):
配備B類電力再生煞車系統之車輛,為完成此恢復程序,其電池可重新充電或更換新電池;
對於B類電力再生煞車系統,進行恢復性能測試時必須關閉,完成此測試後煞車來令片可重新調整;接著,應在與恢復性能測試相同的速度且無電力再生煞車作動之情況下,再次進行空檔之型式0試驗,並比較其結果。
3.第二煞車系統性能試驗:第二煞車系統為備用之煞車系統,係為當常用煞車系統失效時,其能作動且在合理距離內將車輛停下。第二煞車系統性能試驗係於模擬常用煞車系統實際失效之條件下進行,失效的條件包括操作輔助力失效、部分回路失效、煞車系統零組件失效等,而對於配備電力再生煞車系統之車輛,應額外檢查下列兩項失效之性能:
(1)常用煞車輸出之電子零件全部失效;
(2)導致電子零件傳送最大煞車力之失效狀況。
4.低抓地力係數路面之煞車行為試驗:配備A類電力再生煞車系統之車輛,必須額外在抓地力係數≦0.3之路面進行入檔之型式0試驗,評估其煞車穩定性,法規性能要求為:
(1)在測試過程中,換檔的暫態或加速器控制釋放不影響車輛穩定性;
(2)另外,不允許發生車輪鎖死的現象;不過,若方向盤角度在一開始的兩秒內轉動120度以內,且整個測試期間不大於240度,則方向矯正是被允許的。
上述僅摘錄部分法規內容,需要完整資訊,請查『車輛安全檢測基準第四十二之一項動態煞車』;若您對電力再生煞車系統之法規檢測有相關疑問,請洽車輛中心:
黃榮章 工程師:聯絡電話:04-7811222分機2435,
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