CN106246772B - 一种冷却方法以及制动装置、车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种冷却方法及制动装置、车辆，通过在制动装置中的衬板中加入冷却管道，使得当刹车片的温度相对衬板的温度过高时，制动装置中的电控装置可控制冷却泵向该衬板中的冷却管道通入冷却液，降低衬板的温度，由于衬板与温差发电机中的低温温差发电片是接触的，衬板降温也将带动低温温差发电片的降温，低温温差发电片的降温将导致高温温差发电片与低温温差发电片的温差加大，提高了温差发电机的电能转化效率，温差发电机电能转化率的提高也将加速温差发电机中高温温差发电片的降温，高温温差发电片与刹车片接触，高温温差发电片的降温也将带动刹车片降温，因此，本申请实施例在保证刹车片能降温同时，提高温差发电机的电能转化效率。

Description

一种冷却方法以及制动装置、车辆

技术领域

本申请实施例涉及制动系统领域，尤其涉及一种冷却方法及制动装置、安装有所述制动装置的车辆。

背景技术

当前，汽车已日渐在大众中普及开来，在给人们带来出行方便的同时，也产生了诸多的不利因素，其中，随着汽车数量的急剧增长，由此引发的能源消耗问题则尤为突出，为此，如何降低因汽车数量增加所带来的能耗增加则是一个亟待解决的问题。

在对待如何降低汽车能耗的问题上，目前基本上从两个方向上出发，一种是直接从问题本身出发，即，考虑如何提高汽车的能源利用率，如，通过油电混合技术，使汽车在消耗汽油的过程中，能够将汽油燃烧后所产生的一部分能够转换为电能并存储在蓄电池中，这样，存储在蓄电池中的电能能够为汽车中的一些车载设备提供能源，并还能在一定程度上为汽车提供行驶动力。而另一种则是考虑如何提高汽车的能量转化率，这种方式主要是将汽车在行驶过程中所产生的能量加以利用，转化为能够向汽车中的车载设备以及汽车行驶所提供的能量，如，在汽车中设置一些风力发电机，从而将汽车行驶过程中所产生的风能转化为电能进行储存，或是将汽车行驶过程中所产生的弹性势能转化为电能进行储存，以供汽车后续使用。

提高汽车能量转化率的方式有多种，其中，将汽车制动时所产生的热量转化为电能也是当前人们关注的重点之一。在现有技术中，汽车在制动过程中，刹车片与刹车盘相互摩擦将会产生热能，人们利用赛贝克效应以及温差发电机，将刹车片在汽车制动过程中所产生的热能利用温差发电片转化为电能并进行存储，从而提高了汽车在行驶过程中的能量转化率。

在实际应用中，人们通常都希望制动装置中的温差发电机在尽可能高效的将刹车片的热能转化为电能的同时，还希望刹车片的温度不至长时间的过高，以保证刹车片的寿命，为此，人们通常通过重新分配制动力来降低刹车片的温度。具体的，当刹车片的温度过高时，则说明该刹车片在汽车的制动过程中提供了较大的制动力，因此，可通过EBS(即，电子制动系统)，将各刹车片当前所提供的各制动力进行重新分配，使得其他刹车片提供的制动力增加，而该刹车片提供的制动力减弱。相应的，由于该刹车片提供的制动力减弱，则该刹车片的温度也将随之降低，其中，由于汽车上制动装置主要是依靠刹车片来制动的，因此，这里提到的刹车片相当于汽车上的制动装置。

然而，在对刹车片进行降温的现有方式中，会产生两个问题。

第一，随着汽车里程数的进一步增加，各刹车片的磨损程度也将不断严重，相应的，各刹车片在EBS制动过程中所能发挥的作用也将不断降低，倘若，在制动过程中，某一刹车片的温度过高，而其他刹车片又磨损严重，则通过EBS将无法很好的实现制动力的重新分配，也就是说，刹车片温度过高的制动装置并不能很好的通过EBS来降低其在制动过程中的制动力，因此，该刹车片的温度也将无法有效的降低，即，该刹车片可能还会长时间的保持温度过高，从而降低了刹车片的工作寿命。

第二，由于刹车片的温度越高，刹车片的磨损速度也将会加剧，因此，现有技术中通过EBS来降低刹车片的温度，以保证刹车片的工作寿命，但是，在实际应用中，温差发电机中高温温差发电片与低温温差发电片之间的温差越高，温差发电机的电能转化效率则越高，因此，若通过EBS采用制动力再分配的形式对刹车片进行降温，则将会对温差发电机的电能转化效率造成影响。

所以，如何在有效保证刹车片工作寿命的同时，还尽可能的提高温差发电机的电能转化效率，则也是一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种冷却方法以及制动装置、安装有所述制动装置的车辆，用以解决现有技术中无法有效降低刹车片温度，以及在降低刹车片温度的过程中会导致温差发电机电能转化效率降低的问题。

本申请实施例提供一种制动装置，包括：温差发电机、刹车片以及衬板，所述衬板与所述温差发电机的高温温差发电片接触，所述衬板与所述温差发电机的低温温差发电片接触，其特征在于，所述制动装置中还包括冷却装置；

所述冷却装置用于冷却所述衬板。

所述冷却装置包括冷却管道和冷却泵；

所述冷却管道设置于所述衬板中；

所述冷却泵用于向所述冷却管道通入冷却液。

所述制动装置还包括电控装置；

所述电控装置用于监测所述温差发电机的输出电流，根据监测到的输出电流，控制所述冷却泵向所述冷却管道通入冷却液。

当所述电控装置监测到所述温差发电机的输出电流超出设定阈值时，则控制所述冷却泵向所述冷却管道通入冷却液。

本申请实施例提供了一种冷却的方法，包括：

监测温差发电机的输出电流；

根据所述温差发电机的输出电流，控制冷却装置冷却衬板。

本申请实施例还提供了一种安装有如上所述的制动装置的车辆。

本发明能够达到的有益效果是：

本申请实施例提供的冷却方法及制动装置，通过在制动装置中的衬板中加入冷却管道，使得当刹车片的温度相对衬板的温度过高时，制动装置中的电控装置可控制冷却泵向该衬板中的冷却管道通入冷却液，降低衬板的温度，而由于衬板与温差发电机中的低温温差发电片是接触的，因此，衬板的降温也将带动低温温差发电片的降温，而低温温差发电片的降温将导致高温温差发电片与低温温差发电片的温差进一步的加大，因此，提高了温差发电机的电能转化效率，而温差发电机电能转化率的提高也将加速温差发电机中高温温差发电片的降温，由于，高温温差发电片与刹车片接触，因此，高温温差发电片的降温也将带到刹车片的降温，所以，与现有技术相比，本申请实施例在保证刹车片能够有效降温的同时，还提高了温差发电机的电能转化效率，克服了单纯依赖制动力重新分配来使刹车片降温所存在的技术缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对本申请或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的制动装置的示意图；

图2为本申请实施例提供的冷却装置示意图；

图3为本申请实施例提供的冷却方法的过程；

图4为本申请实施例提供的冷却方法的过程；

图5为本申请实施例提供的电能输送示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种冷却方法以及制动装置，用以解决现有技术中无法有效降低刹车片温度，以及在降低刹车片温度的过程中会导致温差发电机电能转化效率降低的问题。

本申请实施例提供的制动装置包括：温差发电机、刹车片以及衬板，其中，刹车片与该温差发电机的高温温差发电片接触，而衬板则与温差发电机中的低温温差发电片接触，在衬板中设置有冷却装置，具体的装置结构如图1所示。

图1为本申请实施例提供的制动装置的示意图。

在图1中，温差发电机101位于刹车片100和衬板102的两者之间，温差发电机101中的高温温差发电片1011与刹车片100相接触，而温差发电机101中的低温温差发电片1012与衬板102相接触。在温差发电机101中还包括有若干个具有不同自由电子密度的半导体，如P型半导体和N型半导体，各半导体通过金属导电片相连。

由于刹车片100与温差发电机101中的高温温差发电片1011相接触，因此，当汽车进行制动时，该刹车片100由于制动力的影响，将产生热量，热量经刹车片100可传导在温差发电机101中的高温温差发电片1011上，同理，由于衬板102通常都是暴露在空气中的，其温度应与外界环境的温度相同，所以，与衬板102相接触的低温温差发电片1012的温度也应与外界环境的温度相同，这样一来，当汽车处于制动时，刹车片100由于制动力的作用将会升温，而与刹车片100相连的高温温差发电片1011也将随之升温，从而与低温温差发电片1012产生温差，温差发电机101中的若干个半导体材料由于温差的作用将会产生赛贝克效应，从而使温差发电机101产生电流。电流经线路传输到汽车中的蓄电池中，继而完成了将刹车片的热能转化为电能的能量转化。

而由于本申请意在解决在能够有效降低刹车片温度的同时，还能够保证温差发电机的电能转化效率，克服单纯依赖制动力重新分配进行刹车片降温所存在的技术问题，因此，在本申请实施例中，可在制动装置中增设一个用于冷却衬板的冷却装置，该冷却装置在对衬板进行冷却的过程中，可使冷却的衬板通过热量传导以及温差发电机的能量转化，实现刹车片的降温，并且，衬板温度的降低将致使温差发电机中高温温差发电片和低温温差发电片之间的温差进一步增大，这样就保证了在降低刹车片温度的同时，还提高了温差发电机的电能转化效率，冷却装置如图2所示。

图2为本申请实施例提供的冷却装置示意图。

在图2中，整个冷却装置大体可以分为两个部分，一部分为设置在衬板中的冷却管道，而另一部分则是用于向该冷却管道通入冷却液的冷却泵。当汽车确定出需要对刹车片的温度进行降温时，可通过冷却泵向衬板中的冷却管道通入冷却液，衬板经冷却管道中冷却液的作用，其温度将会降低，相应的，与衬板直接接触的温差发电机的低温温差发电片的温度也将会随之降低，这样，由于刹车片此时温度还没有下降，与该刹车片直接接触的高温温差发电片的温度也将不会发生变化，因此，低温温差发电片温度的降低将导致高温温差发电片与低温温差发电片之间的温差将进一步的拉大，根据温差越大，温差发电机的电能转化率越高得出，温差的拉大将提高温差发电机的电能转化率，进一步的根据能量守恒定律得知，温差发电机的电能转化效率越高，热能转化为电能的速率也就越快，因此，高温温差发电片的温度也将下降，所以，与该高温温差发电片直接接触的刹车片的温度也将降低，这样一来，本申请实施例通过对衬板进行降温的方式，不仅能够有效的对刹车片实施降温，还能提高温差发电机的电能转化率，不再需要、或者至少降低了对制动力重新分配的需求。

例如，假设汽车在制动的过程中，某一刹车片在制动力的作用下，其温度上升至95℃，相应的，与该刹车片直接接触的高温温差发电片也应为95℃。当前外界环境的温度为25℃，相应的，衬板以及与该衬板直接接触的低温温差发电片的温度也应为25℃，所以在此刻，温差发电机的高温温差发电片与低温温差发电片之间的温差应为70℃。此时，冷却装置中的冷却泵向衬板中的冷却管道通入冷却液，衬板在冷却液的作用下，其温度下降到了15℃，相应的，与衬板直接接触的低温温差发电片的温差也应下降至15℃，这样，高温温差发电片与低温温差发电片之间的温差将拉大到80℃，而温差发电机由于温差的拉大，其电能转化率也将得到提升，高温温差发电片中的热能转化为电能的速率也将加快，进而降低了刹车片的温度。

在实际应用中，刹车片的温度通常不能过高，过高的温度将会导致刹车片磨损程度的加剧，从而降低了刹车片的工作寿命。因此，在本申请实施例中，制动装置需要对刹车片的温度进行监测，并当监测到刹车片的温度过高时，控制冷却装置冷却衬板，进而实现对该刹车片的冷却，其中，由于外界温度通常会在一定的温度范围内浮动，相应的，衬板以及与衬板直接接触的低温温差发电片的温度也应在一定的范围内浮动，而刹车片由于制动力的影响，其温度的浮动范围通常较大，如，在同等时长下，当汽车急刹时，刹车片所受的制动力通常较大，温度也就较高，而当汽车缓慢刹车时，刹车片所受的制动力通常较小，温度也就较低。由于衬板的温度相对稳定，所以，刹车片温度的高低通常可以通过刹车片与衬板之间的温差来进行衡量，即，也可通过高温温差发电片与低温温差发电片之间的温差来进行衡量，而由于高温温差发电片与低温温差发电片之间的温差越大，温差发电机所输出的电流强度也就越高，所以，基于此，制动装置可通过温差发电机输出电流的强弱，确定是否对衬板实施降温，具体过程如图3所示。

图3为本申请实施例提供的冷却方法的过程，具体包括以下步骤：

S301：监测温差发电机的输出电流。

为了防止刹车片的温度过高，本申请实施例中可在制动装置中设置一个电控装置来监控温差发电机的输出电流，并在后续过程中，根据输出的电流，控制冷却装置对衬板实施冷却。

S302：根据所述温差发电机的输出电流，控制冷却装置冷却衬板。

当电控装置监测到温差发电机的输出电流后，可根据该输出电流，控制冷却装置中的冷却泵向衬板中的冷却管道通入冷却液。具体的，制动装置中的电控装置在监测到温差发电机的输出电流后，可根据该输出电流的大小，确定出应如何控制冷却泵向衬板中的冷却管道通入冷却液，其中，当监测到温差发电机的输出电流过大时，则可控制冷却泵加速向衬板中的冷却管道通入冷却液，而当电控装置监测到温差发电机的输出电流较小时，则可控制冷却泵向衬板中的冷却管道缓慢的通入冷却液，或是停止冷却泵向衬板中的冷却管道通入冷却液。衬板在冷却液的作用下，得到降温，而衬板的降温将导致温差发电机中高温温差发电片和低温温差发电片之间的温差拉大，从而提高了温差发电机的电能转化效率，并通过温差发电机的能量转化，使得刹车片的温度得到了降低。

当然，在本申请实施例中，也可在电控装置中设定一个阈值，使得电控装置可根据该设定阈值以及温差发电机的输出电流，控制该冷却装置中的冷却泵向衬板中的冷却管道通入冷却液，具体过程如图4所示。

图4为本申请实施例提供的冷却方法的过程，具体包括以下步骤：

S401：监测温差发电机的输出电流。

制动装置中的电控装置为了防止刹车片的温度过高，可对温差发电机的输出电流进行实时监测。

S402：判断所述输出电流是否超出设定阈值，若是，则执行步骤S403，若否，则执行步骤S404。

S403：控制所述冷却泵向所述冷却管道通入冷却液。

S404：停止所述冷却泵向所述冷却管道通入冷却液。

为了防止刹车片的温度过高而导致刹车片的工作寿命降低，在本申请实施例中，可在电控装置中设定一个阈值，并根据该设定阈值，来对冷却装置中的冷却泵进行控制。

具体的，制动装置中的电控装置在监测到温差发电机的输出电流后，可进一步的判断该输出电流是否超出了设定阈值，当电控装置监测到该输出电流超出设定阈值时，则可控制冷却装置中的冷却泵向衬板中的冷却管道通入冷却液，使得衬板在冷却液的作用下，得到降温，而衬板的降温将导致温差发电机中高温温差发电片和低温温差发电片之间的温差拉大，从而提高了温差发电机的电能转化效率，并通过温差发电机的能量转化，使得刹车片的温度得到了降低。而当电控装置监测到温差发电机的输出电流未超出设定阈值时，则可控制冷却装置中的冷却泵停止向衬板中的冷却管道通入冷却液。

需要说明的是，该设定阈值可以进行调整，具体的调整方式可以人为根据外界的温度进行调整，也可由汽车根据监测到的外界温度进行调整。例如，假设，默认设定的阈值电流所对应的温差为70℃，但是当前外界的温度为-20℃，所以，当刹车片的温度达到50℃时，温差发电机输出的电流强度将达到设定阈值，但是，50℃对于刹车片来说，温度还不至过高，因此，为了进一步的提高温差发电机输出的电流强度，驾驶员可通过汽车中设置的按钮或是中控屏幕上的操作按钮，来对该设定阈值进行调节，以提高温差发电机输出的电流强度。

当然，汽车也可在监测到外界温度后，根据该外界温度自动对电控装置中的设定阈值进行调整，如，汽车默认刹车片的温度不应超过90℃，所以，汽车可根据监测到的外界温度对电控装置中的设定阈值进行调整，其中，当汽车监测到的外界温度较低时，则可在保证刹车片温度不超过90℃的前提下，将电控装置中的设定阈值调高，而当外界温度较高时，则可相应的将电控装置中的设定阈值调低。

电控装置在控制冷却装置中的冷却泵向衬板中的冷却管道通入冷却液后，衬板的温度将得到降低，相应的，与衬板直接接触的低温温差发电片的温度也将降低，温差发电机中高温温差发电片与低温温差发电片的温差将随之低温温差发电片温度的降低而进一步的拉大，从而提高了温差发电机的电能转化率，并降低了刹车片的温度。由于高温温差发电片与低温温差发电片之间存在温差，温差发电机将会产生电流，并将产生的电流输送到蓄电池中进行存储，如图5所示。

图5为本申请实施例提供的电能输送示意图。

在图5中，当温差发电机产生电流后，可将电流输出至电控装置，电控装置在监测到温差发电机输出的电流后，可对电流的大小进行监测，并根据电流的大小，对冷却装置中的冷却泵进行控制。与此同时，电控装置可将温差发电机输出的电流进一步的导入到DCDC转换模块中，DCDC转换模块可将温差发电机输出的电流转换为蓄电池能够接收的电流，并将转换后的电流通入至蓄电池中进行存储。

车辆安装有上述制动装置后，对制动力重新分配的要求降低，制动可靠性明显提高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然能够对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种制动装置，包括：温差发电机、刹车片以及衬板，所述刹车片与所述温差发电机的高温温差发电片接触，所述衬板与所述温差发电机的低温温差发电片接触，其特征在于，

所述制动装置中还包括冷却装置，所述冷却装置用于冷却所述衬板，

所述制动装置中还包括电控装置，用于监测温差发电机的输出电流；根据所述温差发电机的输出电流，控制冷却装置冷却衬板。

2.如权利要求1所述的制动装置，其特征在于，

所述冷却装置包括冷却管道和冷却泵；

所述冷却管道设置于所述衬板中；

所述冷却泵用于向所述冷却管道通入冷却液。

3.如权利要求1所述的制动装置，其特征在于，

当所述电控装置监测到所述温差发电机的输出电流超出设定阈值时，则控制所述冷却泵向所述冷却管道通入冷却液。

4.一种冷却如权利要求1-3之一所述的制动装置的方法，其特征在于，包括步骤：

S401：监测温差发电机的输出电流；

S402：判断输出电流是否超出设定阙值，若是，则执行步骤S403，若否，则执行步骤404；

S403：控制冷却泵向冷却管通入冷却液；

S404：停止冷却泵向冷却管注入冷却液。

5.一种安装有如权利要求1至3中的任一项所述的制动装置的车辆。