CN102390275B - 具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置及工作方法 - Google Patents

具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置及工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102390275B
CN102390275B CN2011102970032A CN201110297003A CN102390275B CN 102390275 B CN102390275 B CN 102390275B CN 2011102970032 A CN2011102970032 A CN 2011102970032A CN 201110297003 A CN201110297003 A CN 201110297003A CN 102390275 B CN102390275 B CN 102390275B
Authority
CN
China
Prior art keywords
permanent magnet
controller
coil
magnetic
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2011102970032A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102390275A (zh
Inventor
何仁
刘存香
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN2011102970032A priority Critical patent/CN102390275B/zh
Publication of CN102390275A publication Critical patent/CN102390275A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102390275B publication Critical patent/CN102390275B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/24—Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
    • B60L7/26—Controlling the braking effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/46—Drive Train control parameters related to wheels
    • B60L2240/461—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/26—Driver interactions by pedal actuation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

本发明公开一种具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置及工作方法，电磁制动器线圈布置在汽车制动盘周边且固定连接车轮轮毂，电磁制动器线圈内有同轴设置永久磁铁和磁极，永久磁铁另一端依次连接输出轴、电磁离合器、输入轴、从动齿轮的中心轴，电磁离合器连接控制器，控制器通过蓄电池连接电磁制动器线圈；踩下制动踏板，蓄电池正极向控制器内部供电，控制器控制电磁离合器通电，输入轴通过输出轴带动永久磁铁旋转，永久磁铁在电磁制动器线圈内产生交变磁场，给蓄电池充电；带电的电磁制动器线圈将磁极磁化，并在制动盘上产生电磁制动力矩；本发明能够有效地将汽车动能转变为电能储存在蓄电池中，解决电磁制动器线圈的发热问题。

Description

具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置及工作方法
技术领域
本发明涉及电动汽车，尤其是电动汽车的电磁制动装置。
背景技术
目前电动汽车的制动能量还不能被充分的回收利用，只能任由大量的汽车制动动能通过摩擦转变成热能耗散掉，并且造成车辆制动系统的过早磨损。
中国专利申请号为201110113498.9、名称为“一种永磁制动与摩擦制动相组合的制动器及制动方法”，公开一种用于汽车制动或减速的永磁制动与摩擦制动相组合的制动器和制动方法，在紧急制动时，永磁制动装置和摩擦制动装置共同作用；非紧急制动或下长坡制动时，若车速高于30km/h，只有永磁制动装置制动，若车速低于30km/h，只有摩擦制动装置制动；其缺陷是：当车速低于30km/h时，意味着汽车低速制动时，不能将车辆动能回收转成电能，低速制动的热能仍然被耗散掉。
中国专利申请号为201110083620.2、名称为“一种电磁和摩擦复合盘式制动器及制动方法”，在汽车制动时，线圈绕组通电产生分布于其轴线的电磁场，制动盘两侧的线圈绕组产生的电磁场方向一致，永磁体旋转90°，永磁体的永磁磁场方向与线圈绕组电磁磁场方向一致，使电磁磁场和永磁磁场叠加对制动盘制动，通过永磁体旋转不同的角度或线圈绕组中通电电流大小调节制动力大小，其缺陷是：由于是通过永磁体旋转不同的角度或线圈绕组中通电电流大小调节制动力大小，容易导致线圈绕组发热，影响汽车制动效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置及工作方法，它在解决汽车电磁制动器线圈发热问题和有效提高电磁制动器使用性能的同时，还能够在汽车制动过程中有效回收汽车动能，使之转变为可供汽车用电设备使用的电能。
本发明的电磁制动装置采用的技术方案是：包括电磁制动器线圈、永久磁铁和磁极，电磁制动器线圈布置在汽车制动盘周边且固定连接车轮轮毂，电磁制动器线圈内有同轴设置永久磁铁和磁极，电磁制动器线圈缠绕在磁极上，永久磁铁空套在线圈内部，磁极一端伸出电磁制动器线圈外并与制动盘间留有空气间隙，磁极另一端与永久磁铁的一端留有空气间隙；永久磁铁的另一端依次连接输出轴、电磁离合器、输入轴、从动齿轮的中心轴，从动齿轮与主动齿轮相啮合，主动齿轮与设在汽车后桥壳体内的半轴相连；电磁离合器连接控制器，控制器通过蓄电池连接电磁制动器线圈；控制器内部包括依次串接的嵌入式系统、场效应管、继电器，控制器通过不同的端子分别接车速传感器、轮速传感器，蓄电池的正极，电磁离合器的输入、输出端及制动踏板传感器。
上述电磁制动装置的工作方法是：踩下制动踏板，蓄电池正极向控制器内部供电，控制器控制电磁离合器通电，输入轴通过输出轴带动永久磁铁旋转，永久磁铁在电磁制动器线圈内产生交变磁场，进而产生交变电压，给蓄电池充电；同时，带电的电磁制动器线圈将磁极磁化，并在制动盘上产生电磁制动力矩。
本发明的有益效果是：
1、本发明能够联合摩擦制动器，在制动过程中实现摩擦制动与电磁制动两套制动系统同时起作用，确保制动过程的可靠性。可通过本发明为不同车型选配最佳的电磁制动与摩擦制动集成系统，既适用于电动汽车也适用于内燃机汽车使用。
2、本发明能够有效地将汽车动能转变为电能储存在蓄电池中，合理地将电磁制动器线圈的热能转变为电能进行储存，在很大程度上确保电磁制动器所产生的制动力矩不受温度场的影响，同时回收的能量能提供给用电设备使用。
3、即使汽车在低速制动时，本发明也能解决电磁制动器线圈的发热问题，提高了电磁制动器的使用性能；结构简单，布局合理，还能起到节能的目的。
附图说明
图1是本发明电动汽车电磁制动装置的结构图；
图2 是图1中控制器9的内部电路图；
图中：1.制动盘；2.电磁制动器线圈；3.永久磁铁；4.螺栓；5.输出轴；6.电磁离合器；7.输入轴；8.从动齿轮；9.控制器；10.蓄电池；11.半轴；12.后桥壳体；13.键；14.主动齿轮；15.轴承；16.车轮轮毂；17.电磁制动器磁极。
具体实施方式
如图1，本发明主要由电磁制动器、电磁离合器、控制器、齿轮传动组以及永久磁铁等组成。电磁制动器包括电磁制动器线圈2、永久磁铁3和磁极17等。电磁制动器线圈2布置在汽车制动盘1周边，并将电磁制动器线圈2通过螺栓4与车轮轮毂16连接。电磁制动器线圈2内有同轴设置的永久磁铁3和磁极17。电磁制动器线圈2、磁极17及永久磁铁3同一轴心线，电磁制动器线圈2缠绕在磁极17上，永久磁铁3空套在线圈2内部，与电磁制动器线圈2边缘有一定的间隙。磁极17一端伸出电磁制动器线圈2外并与制动盘1间存在空气间隙，磁极17另一端与永久磁铁3的一端存在空气间隙。电磁制动器线圈2与永久磁铁3之间无接触，永久磁铁3的另一端与输出轴5紧固连接，输出轴5的另一端与电磁离合器6一端相连，电磁离合器6另一端与输入轴7一端相连。输入轴7另一端与从动齿轮8的中心轴紧固连接。从动齿轮8与主动齿轮14相啮合，主动齿轮14与半轴11通过键13紧固连接，半轴11安装在汽车后桥壳体12内。在后桥壳体12内的半轴11上安装轴承15。电磁离合器6连接控制器9，控制器9通过蓄电池10连接电磁制动器线圈2。
参见图2，控制器9内部包括嵌入式系统、场效应管Q1、继电器K1依次串接，控制器9的1号端子接收车速传感器信号，2号端子接收轮速传感器信号，3号端子接蓄电池10的正极，4号端子接电磁离合器6的输入端，5号端子接电磁离合器6的输出端，6号端子接蓄电池10的正极，7号端子接收制动踏板传感器信号。嵌入式系统通过接收到的车速传感器信号、轮速传感器信号，计算得出车轮的滑移率，并判断当前车轮滑移率是否为最佳滑移率，进而调节场效应管Q1栅极的占空比，Q1栅极占空比的改变将改变继电器K1的通断频率，从而控制电磁离合器6的通断频率。当电磁离合器6通电时的电流流向为：蓄电池正极→控制器6号端子→继电器K1的常开触点→控制器5号端子→电磁离合器6线圈→控制器4号端子→地线。电磁离合器6的通断频率决定了电磁离合器线圈2的通电电流大小。 
汽车工作后，半轴11旋转带动主动齿轮14旋转，主动齿轮14带动从动齿轮8旋转。在没有制动信号出现时，控制器9不给电磁离合器6通电，从而使输入轴7动力不能传递到输出轴5。若某一时刻驾驶员踩下制动踏板，控制器9的7号端子接收到制动踏板信号后，通过1号端子采集车速传感器信号，2号端子采集轮速传感器信号，蓄电池10正极通过3号端子和4号端子向控制器9内部供电。嵌入式系统通过接收到的车速传感器信号、轮速传感器信号，计算得出车轮的滑移率，并判断当前车轮滑移率是否为最佳滑移率，进而调节场效应管Q1栅极的占空比，Q1栅极占空比的改变将改变继电器K1的通断频率，从而控制电磁离合器6的通断频率。当电磁离合器6通电时的电流流向为：蓄电池正极→控制器6号端子→继电器K1的常开触点→控制器5号端子→电磁离合器6线圈→控制器4号端子→地线。电磁继电器6的通断频率决定了电磁离合器线圈2的通电电流大小。
控制器9控制电磁离合器6通电后，输入轴7动力传递给输出轴5，并通过输出轴5带动永久磁铁3旋转，旋转的永久磁铁3将在电磁制动器线圈2内产生交变磁场，进而产生交变电压，产生感应电流，给蓄电池10充电。感应电流的大小与永久磁铁3旋转的速度有关，并影响到电磁离合器6在制动盘1上产生的制动力。为此，控制器9通过控制电磁离合器6的通断频率来达到控制永久磁铁3的转动速度，进而控制电磁制动器线圈2电流大小。同时，带电的电磁制动器线圈2将磁极17磁化，并在制动盘1上产生电磁制动力矩，有效地增大汽车的制动力矩，使汽车可靠制动。

Claims (3)

1. 一种具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置，包括电磁制动器线圈（2）、永久磁铁（3）和磁极（17），其特征在于：电磁制动器线圈（2）布置在汽车制动盘（1）周边且固定连接车轮轮毂（16），电磁制动器线圈（2）内有同轴设置永久磁铁（3）和磁极（17），电磁制动器线圈（2）缠绕在磁极（17）上，永久磁铁（3）空套在线圈（2）内部，磁极（17）一端伸出电磁制动器线圈（2）外并与制动盘（1）间留有空气间隙，磁极（17）另一端与永久磁铁（3）的一端留有空气间隙；永久磁铁（3）的另一端依次连接输出轴（5）、电磁离合器（6）、输入轴（7）、从动齿轮（8）的中心轴，从动齿轮（8）与主动齿轮（14）相啮合，主动齿轮（14）与设在汽车后桥壳体（12）内的半轴（11）相连；电磁离合器（6）连接控制器（9），控制器（9）通过蓄电池（10）连接电磁制动器线圈（2）；所述控制器（9）内部包括依次串接的嵌入式系统、场效应管、继电器，控制器（9）通过不同的端子分别接车速传感器、轮速传感器，蓄电池（10）的正极，电磁离合器（6）的输入、输出端及制动踏板传感器。
2.一种如权利要求1所述的具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置的工作方法，其特征在于：踩下制动踏板，蓄电池（10）正极向控制器（9）内部供电，控制器（9）控制电磁离合器（6）通电，输入轴（7）通过输出轴（5）带动永久磁铁（3）旋转，永久磁铁（3）在电磁制动器线圈（2）内产生交变磁场，进而产生交变电压给蓄电池（10）充电；同时，带电的电磁制动器线圈（2）将磁极（17）磁化，并在制动盘（1）上产生电磁制动力矩。
3.根据权利要求2所述的工作方法，其特征在于：控制器（9）内部的嵌入式系统通过接收到的车速传感器信号、轮速传感器信号，计算得出车轮的滑移率，并判断当前车轮滑移率是否为最佳滑移率，进而调节场效应管栅极的占空比，以改变继电器的通断频率，从而控制永久磁铁（3）的转动速度，进而控制电磁制动器线圈（2）电流大小。
CN2011102970032A 2011-09-30 2011-09-30 具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置及工作方法 Active CN102390275B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102970032A CN102390275B (zh) 2011-09-30 2011-09-30 具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置及工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102970032A CN102390275B (zh) 2011-09-30 2011-09-30 具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置及工作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102390275A CN102390275A (zh) 2012-03-28
CN102390275B true CN102390275B (zh) 2013-07-17

Family

ID=45857707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102970032A Active CN102390275B (zh) 2011-09-30 2011-09-30 具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置及工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102390275B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9050896B2 (en) * 2012-11-22 2015-06-09 Paramount Pictures Corporation Regenerative energy system for ground transportation vehicles
CN103264638B (zh) * 2013-05-31 2015-04-01 长沙理工大学 一种弹簧储能式汽车制动能量回收装置
CN103615167B (zh) * 2013-12-03 2015-10-28 安徽工程大学 一种公交车门控制系统
CN104989756B (zh) * 2015-07-10 2018-10-16 刘存香 具有电磁离合功能的电磁制动系统及其控制方法
CN105305722B (zh) * 2015-12-01 2018-01-02 罗业富 磁悬浮储能发电车轮
CN108128170B (zh) * 2016-11-30 2021-06-22 长城汽车股份有限公司 一种实现制动能量回收及车辆制动的系统及方法
CN107599872A (zh) * 2017-10-10 2018-01-19 孔祥贵 一种通过多种方式回收能量并可延长续航里程的电动车
CN107947527B (zh) * 2017-12-31 2022-11-04 贵州大学 一种节能高效制动装置
CN110588359B (zh) * 2019-08-23 2022-09-16 江苏大学 一种制动能量回收的控制方法及控制装置
CN113638992B (zh) * 2021-10-13 2021-12-14 江苏淮海新能源车辆有限公司 一种电磁制动能量回收装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3321991B2 (ja) * 1994-06-03 2002-09-09 トヨタ自動車株式会社 電気自動車の制動装置
US6854573B2 (en) * 2001-10-25 2005-02-15 Lord Corporation Brake with field responsive material
JP2008126874A (ja) * 2006-11-22 2008-06-05 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 電磁誘導式自動走行車の停止制御方式
GB2474516A (en) * 2009-10-19 2011-04-20 Gm Global Tech Operations Inc Combined brake and clutch unit
CN101934738B (zh) * 2010-10-25 2012-05-23 江苏大学 一种双转子盘式自励式缓速器及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102390275A (zh) 2012-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102390275B (zh) 具有能量回收功能的电动汽车电磁制动装置及工作方法
CN103237706B (zh) 混合电动车辆
CN201400078Y (zh) 一种电动汽车
US9187001B2 (en) Electromagnetic braking device
US9039558B2 (en) Electric vehicle driving system
WO2017058660A1 (en) A vehicle comprising a wheel driven generator for charging a battery
CN103124651A (zh) 混合动力系统
CN109789802B (zh) 车辆动力辅助系统
EP3356175A1 (en) A vehicle comprising a wheel driven generator for charging a battery
CN103264638B (zh) 一种弹簧储能式汽车制动能量回收装置
CN103786593A (zh) 一种电-电混合动力汽车驱动系统及其控制方法
CN108297676A (zh) 一种带轮毂电机的混合动力汽车驱动系统
KR20140049715A (ko) 자동차용 브레이크 발전기
CN101976920B (zh) 用于纯电动轿车的双转子发动机及其控制方法
CN103318046A (zh) 一种纯电动轻型客车动力总成
CN201970848U (zh) 轮毂驱动装置和采用该装置的轮毂驱动电动车
CN102257705B (zh) 新型刹车发电装置主体结构
CN203697987U (zh) 电-电混合动力汽车驱动系统
CN202480860U (zh) 一种车辆势能回收系统
CN209738820U (zh) 新能源电动汽车惯性动力转换电能补偿充电系统
CN201553026U (zh) 混合动力车轮边驱动装置
CN202944197U (zh) 纯电动汽车单向轮毂电机驱动装置
CN201872592U (zh) 可外接充电串联式混合动力客车的动力系统
CN107425585A (zh) 一种汽车动能回收系统
CN107848433A (zh) 车辆用电源装置和车辆用电源装置的控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20120328

Assignee: Suzhou Haige New Energy Auto Electric Control System Technology Co., Ltd.

Assignor: Jiangsu University

Contract record no.: 2016320010012

Denomination of invention: Electromagnetic braking device of electric automobile with function of energy recovery and work method thereof

Granted publication date: 20130717

License type: Exclusive License

Record date: 20160307

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model