CN101973261A - 电动汽车能量回馈制动与abs集成的液压单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车能量回馈制动与ABS集成的液压单元。第一开关阀的输入端与制动主缸的前出液口相连，输出端与第一选择阀的输入端相连，而第一选择阀的常开输出端与第一、第二增压阀及第一高压阻尼器相连，常闭输出端与第一、第二减压阀及前轮低压蓄能器相连；第二开关阀的输入端与制动主缸的后出液口相连，输出端与第二选择阀的输入端相连，而第二选择阀的常开输出端与第三、第四增压阀及第二高压阻尼器相连，常闭输出端与第三、第四减压阀及后轮低压蓄能器相连；在前轮低压蓄能器与前轮油泵之间连接第三开关阀，在后轮低压蓄能器与后轮油泵之间连接第四开关阀。由于增加了制动能量回馈功能，提高了电动汽车的续行里程及制动系统寿命。

Description

电动汽车能量回馈制动与ABS集成的液压单元

技术领域

本发明涉及汽车ABS液压制动系统，尤其是涉及一种电动汽车能量回馈制动与ABS集成的液压单元。

背景技术

汽车工业的可持续发展面临能源和环境保护的双重压力，世界各国为此大力发展具有零排放，零污染的电动汽车。然而，电动汽车一次充电的续驶里程远远小于传统的燃油汽车，这一不足严重影响了电动汽车产业化和迅速推广。

在城区运行的汽车制动过程中消耗的能量一般超过汽车总能耗的40％-50％，制动能量回收是汽车的一项重要节能措施。与传统内燃机汽车相比，各种形式电动汽车增加了电池和电机等零部件，在汽车减速时，电机处于发电工作状态，对汽车实施制动，回收制动能量给可再充电能量储存系统(例如蓄电池)或用于车载附件工作，为制动能量回收技术的实施提供了前提。

传统的ABS液压制动系统在不能回收制动能量的燃油汽车上令人满意，但在电动汽车上完全不能或不能充分地回收制动能量，无法进一步提高车辆综合能量利用率。在液压制动的制动性能、及成本低等优势明显的条件下，又要充分利用电动汽车制动能量回收的优点，则液压制动与能量回馈制动两种制动并存成为当前电动汽车制动系统的首选之路。

经相关专利文献检索发现，液压与电机制动两种制动系统并存的系统主要是通过以下方式，一是采用带有伺服机构的液压单元，结构复杂，加工精度高，成本高；另一种是在制动踏板上安装切换开关，制动强度低的前段采用电机再生制动，制动强度高的后段采用液压制动，虽然结构简单，但是存在制动能量回收率低，切换过程制动力矩波动大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车能量回馈制动与ABS集成的液压单元，其性能比现有的ABS液压单元更好地满足电动汽车的要求，所提供的技术方案简单可靠易于实施。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本发明包括储油室、制动主缸、制动踏板、液压切换阀和ABS液压调节阀。液压切换阀包括两个开关阀和两个选择阀；第一开关阀的输入端与制动主缸的前出液口相连，第一开关阀的输出端与第一选择阀的输入端相连，而第一选择阀的常开输出端与ABS液压调节阀中的第一增压阀、第二增压阀及第一高压阻尼器相连，第一选择阀的常闭输出端与第一减压阀、第二减压阀及前轮低压蓄能器相连；第二开关阀的输入端与制动主缸的后出液口相连，第二开关阀的输出端与第二选择阀的输入端相连，而第二选择阀的常开输出端与ABS液压调节阀中的第三增压阀、第四增压阀及第二高压阻尼器相连，第二选择阀的常闭输出端与第三减压阀、第四减压阀及后轮低压蓄能器相连；在前轮低压蓄能器与前轮油泵之间连接第三开关阀，在后轮低压蓄能器与后轮油泵之间连接第四开关阀，前轮油泵和后轮油泵与电机连接。

所述的液压切换阀中的两个开关阀和ABS液压调节阀中的两个开关阀均为“通断”型常开阀；所述的液压切换阀中的两个选择阀均为“二位三通”型电磁阀。

本发明具有的有益效果是：

1)电动汽车能量回馈制动与ABS集成的液压单元在其它部件如电控单元的配合下，可进行ABS液压制动、回馈制动、回馈与ABS液压复合制动等，由于增加了制动能量回馈功能，因此延长了电动汽车一次充电的续驶里程，提高了电动汽车的经济性，延长了汽车的制动系统的使用寿命。

2)在保证制动安全的情况下，ABS液压制动、回馈制动、回馈与ABS液压复合制动可以在任何情况下相互转换，从而保证了制动能量回收的最大化。

3)当能量回馈制动部分失效时，液压系统仍然可靠工作。

4)整个液压单元结构简单，易于批量生产，可用于电动汽车或混合动力汽车上。

附图说明

图1是本发明电动汽车能量传输示意图。

图2是本发明电动汽车制动能量回馈与ABS集成的液压单元示意图。

图中：101、蓄电池，102、电机，103、电动状态，104、发电状态，105、汽车，106、制动力，107、摩擦制动，108、前轮摩擦制动，109、后轮摩擦制动，110、回馈制动，201、储油室，202、制动主缸，203、第二开关阀，204、第一开关阀，205、制动踏板，206、第一选择阀，207、第二选择阀，208、电机，209、第二高压阻尼器，210、第一高压阻尼器，211、前轮低压蓄能器，212、后轮低压蓄能器，213、第三开关阀，214、前轮油泵，215、后轮油泵，216、第四开关阀，217、第一减压阀，218、第一增压阀，219、第二减压阀，220、第二增压阀，221、第三减压阀，222、第三增压阀，223、第四减压阀，224、第四增压阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，是本发明电动汽车能量传输示意图。蓄电池101能量通过电机102的电动状态103驱动汽车105行驶，当汽车需要降速或停车时需要制动力106起作用，制动力106是由摩擦制动107、回馈制动110或二者共同产生的，其中，摩擦制动107由前轮摩擦制动108、后轮摩擦制动109以制动摩擦热的形式散发，制动能量不能利用；回馈制动110由汽车带动电机102旋转工作在发电状态104，电机102产生电能储存在蓄电池101中。图1所示的摩擦制动107和回馈制动110是通过图2所示的液压控制单元来实现的。

如图2所示，本发明包括储油室201、制动主缸202、制动踏板205、液压切换阀和ABS液压调节阀；其特征在于：液压切换阀包括两个开关阀204，203和两个选择阀206，207；第一开关阀204的输入端与制动主缸202的前出液口相连，第一开关阀204的输出端与第一选择阀206的输入端相连，而第一选择阀206的常开输出端与ABS液压调节阀中的第一增压阀218、第二增压阀220及第一高压阻尼器210相连，第一选择阀206的常闭输出端与第一减压阀217、第二减压阀219及前轮低压蓄能器211相连；第二开关阀203的输入端与制动主缸202的后出液口相连，第二开关阀203的输出端与第二选择阀207的输入端相连，而第二选择阀207的常开输出端与ABS液压调节阀中的第三增压阀222、第四增压阀224及第二高压阻尼器209相连，第二选择阀207的常闭输出端与第三减压阀221、第四减压阀223及后轮低压蓄能器212相连；在前轮低压蓄能器211与前轮油泵214之间连接第三开关阀213，在后轮低压蓄能器212与后轮油泵215之间连接第四开关阀216，前轮油泵214和后轮油泵215与电机208连接。

所述的液压切换阀中的两个开关阀204，203和ABS液压调节阀中的两个开关阀213，216均为“通断”型常开阀；所述的液压切换阀中的两个选择阀206，207均为“二位三通”型电磁阀。

在ABS液压调节阀的阀体上只是在前轮低压蓄能器211与前轮油泵214之间增加一个第三开关阀213，在后轮低压蓄能器212与后轮油泵215之间增加一个第四开关阀216，所述第三开关阀213断开时，前轮低压蓄能器211与前轮油泵214之间也断开；所述第四开关阀216断开时，后轮低压蓄能器212与后轮油泵215之间也断开。当电动汽车控制单元判断出需要回馈制动起作用，第一选择阀206、第二选择阀207将制动主缸202和第一增压阀218(左前轮)、第二增压阀220(右前轮)、第三增压阀222(左后轮)、第四增压阀224(右后轮)断开，同时将制动主缸202和前轮低压蓄能器211、后轮低压蓄能器212接通，前轮低压蓄能器211、后轮低压蓄能器212对制动踏板205的向前移动施加一个反作用力，反作用力大小取决于制动踏板的行程；当电动汽车控制单元判断出需要液压制动起作用，第一选择阀206、第二选择阀207将制动主缸202和第一增压阀218(左前轮)、第二增压阀220(右前轮)、第三增压阀222(左后轮)、第四增压阀224(右后轮)接通，同时将制动主缸202和前轮低压蓄能器211、后轮低压蓄能器212断开，前轮低压蓄能器211在第一减压阀217(左前轮)、第二减压阀219(右前轮)工作时储存制动液，后轮低压蓄能器212在第三减压阀221(左后轮)、第四减压阀223(右后轮)工作时储存制动液。

当车辆制动力矩由回馈制动单独提供时，第一选择阀206、第二选择阀207将制动主缸202和左前轮制动轮缸、右前轮制动轮缸、左后轮制动轮缸、右后轮制动轮缸断开，同时将制动主缸202和前轮低压蓄能器211、后轮低压蓄能器212接通，通过前轮低压蓄能器211、后轮低压蓄能器212预压力对制动踏板205施加一个反作用力，反作用力大小取决于制动踏板205的行程。

当回馈制动提供制动力矩时，前轮低压蓄能器211、后轮低压蓄能器212产生的反作用力是一组弹簧力的合力，其合力的变化规律随着制动踏板205的行程增加而逐渐增加，并且符合制动踏板力特性变化规律。

由单独回馈制动向ABS液压制动或单独回馈制动向回馈与ABS液压复合制动转换时，第一开关阀204和第四开关阀216将液压油路断开，第一选择阀206恢复常态，前轮油泵214工作将前轮低压蓄能器211的制动液经第一增压阀218、第二增压阀220分别加到左前轮制动轮缸和右前轮制动轮缸，停止前轮油泵214工作，第一开关阀204和第四开关阀216将液压油路接通，前轮液压制动起作用；第二开关阀203和第三开关阀213将液压油路断开，第二选择阀207恢复常态，后轮油泵215工作将后轮低压蓄能器212的制动液经第三增压阀222、第四增压阀224分别加到左后轮制动轮缸和右后轮制动轮缸，停止后轮油泵215工作，第二开关阀203和第三开关阀213将液压油路接通，后轮液压制动起作用。也可以先由后液压制动器工作、再由前液压制动器工作，或单独工作。

由ABS液压制动或回馈与ABS液压复合制动向回馈制动转换时，第一开关阀204将液压油路断开，第一选择阀206接通前轮低压蓄能器211油路，左前轮制动轮缸和右前轮制动轮缸的制动液经第一减压阀217、第二减压阀219流入前轮低压蓄能器211油路，第一开关阀204将液压油路接通，前轮低压蓄能器211作用制动主缸202；第二开关阀203将液压油路断开，第二选择阀207接通后轮低压蓄能器212油路，左后轮制动轮缸和右后轮制动轮缸的制动液经第三减压阀221、第四减压阀223流入后轮低压蓄能器212油路，第二开关阀203将液压油路接通，制动主缸202与前轮低压蓄能器211、后轮低压蓄能器212接通。也可以先取消后液压制动，再取消前液压制动。

ABS起作用时，前轮低压蓄能器211储存来自第一减压阀217、第二减压阀219的制动液；后轮低压蓄能器212储存来自第三减压阀221、第四减压阀223的制动液，起蓄能器的作用。

回馈制动起作用时，前轮低压蓄能器211和后轮低压蓄能器212储存来自制动主缸202的制动液，起踏板模拟器的作用。

液压切换阀和ABS液压调节阀可以做成一体，也可以做成两体或多体。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限制，任何在本发明基础上简单变换后的结构，均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种电动汽车能量回馈制动与ABS集成的液压单元，包括储油室(201)、制动主缸(202)、制动踏板(205)、液压切换阀和ABS液压调节阀；其特征在于：液压切换阀包括两个开关阀(204，203)和两个选择阀(206，207)；第一开关阀(204)的输入端与制动主缸(202)的前出液口相连，第一开关阀(204)的输出端与第一选择阀(206)的输入端相连，而第一选择阀(206)的常开输出端与ABS液压调节阀中的第一增压阀(218)、第二增压阀(220)及第一高压阻尼器(210)相连，第一选择阀(206)的常闭输出端与第一减压阀(217)、第二减压阀(219)及前轮低压蓄能器(211)相连；第二开关阀(203)的输入端与制动主缸(202)的后出液口相连，第二开关阀(203)的输出端与第二选择阀(207)的输入端相连，而第二选择阀(207)的常开输出端与ABS液压调节阀中的第三增压阀(222)、第四增压阀(224)及第二高压阻尼器(209)相连，第二选择阀(207)的常闭输出端与第三减压阀(221)、第四减压阀(223)及后轮低压蓄能器(212)相连；在前轮低压蓄能器(211)与前轮油泵(214)之间连接第三开关阀(213)，在后轮低压蓄能器(212)与后轮油泵(215)之间连接第四开关阀(216)，前轮油泵(214)和后轮油泵(215)与电机(208)连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车能量回馈制动与ABS集成的液压单元，其特征在于：所述的液压切换阀中的两个开关阀(204，203)和ABS液压调节阀中的两个开关阀(213，216)均为“通断”型常开阀；所述的液压切换阀中的两个选择阀(206，207)均为“二位三通”型电磁阀。

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