CN201834002U - 一种汽车制动系统及带有此种制动系统的汽车 - Google Patents

一种汽车制动系统及带有此种制动系统的汽车 Download PDF

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徐伟
韩云霄
王万顺
王智博
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Abstract

本实用新型公开了一种汽车制动系统以及一种带有所述制动系统的汽车。所述汽车制动系统包括:气动制动机构;储气装置;空气压缩机;设置在所述储气装置和所述空气压缩机之间的连接管路;用于驱动所述空气压缩机的驱动电机;以及用于控制所述电动车制动系统运行的控制单元。其中,所述连接管路包括第一管路和第二管路以及设置在所述第一管路和第二管路之间的三通,所述三通的另一开口通过排气控制阀与大气相连通,所述排气控制阀设置为在所述驱动电机没有通电的情况下处于开启状态。从而保证:在驱动电机启动时,管路中的气压与大气压保持一致。这样可以有效地降低驱动电机的启动负载,从而实现降低驱动电机启动电流、保护驱动电机的目的。

Description

一种汽车制动系统及带有此种制动系统的汽车技术领域
[0001] 本实用新型涉及汽车技术领域,特别是涉及一种汽车制动系统,以及带有此种制 动系统的汽车。背景技术
[0002] 在一般汽车中,采用空气压缩机作为气动制动机构(例如盘式制动器)的动力源。 而空气压缩机的动力又来自于作为车辆主动力源的发动机(例如柴油机或汽油发动机), 即所述发动机通过齿轮或皮带轮来驱动用于制动系统的空气压缩机。
[0003] 在电动车中,取消了作为车辆主动力源的发动机,从而需要为所述空气压缩机提 供新的动力源。在现有技术中,通常选用电机(即电动机)来直接驱动所述空气压缩机。由 于电机的特性是启动力矩越大,电机的启动电流也越大,因此当电机带有负载启动时,电机 非常容易由于启动电流过大而损坏。
[0004] 因此,迫切希望有一种新的制动系统,使得其中用于驱动空气压缩机的驱动电机 不会由于启动负载导致的过大启动电流而损坏。发明内容
[0005] 本实用新型的目的是提供一种带电机启动保护功能的装置,保证电机在启动时管 路中的气压与大气压保持一致,有效地降低空气压缩机电机的启动负载,从而达到降低电 机启动电流,保护电机的目的。
[0006] 为实现上述目的,本实用新型提供一种带电机启动保护功能的电动车制动系统, 其特征在于在制动系统的空气压缩机和干燥器的管路之间增加了一个排气电磁阀。
[0007] 上述保护装置的特征还在于排气电磁阀的控制逻辑采用车辆没有通电和空气压 缩机电机没有通电两者任意一种情况下电磁阀都处于开启状态。纯电动汽车空气压缩机电 机在带载启动时,由于启动阻力矩过大导致电机绕阻启动电流过大,影响空气压缩机电机 使用寿命,严重时导致电机烧毁从而使整个制动系统失效的问题。本实用新型的装置结构 简单,仅在原系统中增加电磁阀及相应的控制电路等,成本较低容易实现产业化。
[0008] 更具体地,本实用新型提供一种汽车制动系统,包括:气动制动机构;储气装置, 其用于存储加压气体以及选择性地向所述气动制动机构提供加压气体;空气压缩机,其用 于向所述储气装置提供加压气体而增加所述储气装置中加压气体的压力;设置在所述储气 装置和所述空气压缩机之间的连接管路,用于将空气压缩机产生的加压气体输送至所述储 气装置;用于驱动所述空气压缩机的驱动电机;以及用于控制所述电动车制动系统运行的 控制单元,其中,所述连接管路包括第一管路和第二管路以及设置在所述第一管路和第二 管路之间的三通,所述三通的第一开口通过所述第一管路与所述空气压缩机相连通,所述 三通的第二开口通过所述第二管路与所述储气装置相连通,所述三通的第三开口通过一排 气控制阀与大气相连通,所述排气控制阀设置为在所述驱动电机没有通电的情况下处于开 启状态。[0009] 优选地,所述排气控制阀设置为排气电磁阀,所述排气电磁阀在没有通电的情况 下处于开启状态,在通电的情况下处于断开状态。
[0010] 优选地,所述排气电磁阀和驱动电机在电路上并联设置。
[0011] 优选地,所述排气电磁阀由所述电动车的低压电源驱动,所述驱动电机由所述电 动车的高压电源驱动,并且所述控制单元控制所述驱动电机和排气电磁阀使得所述排气电 磁阀在所述驱动电机没有通电的情况下处于开启状态。
[0012] 优选地,所述控制单元为电动车的中央控制单元。
[0013] 本实用新型还提供一种包括上述制动系统的汽车。
[0014] 优选地,所述汽车为电动车。
[0015] 通过采用所述制动系统,可以保证电机在启动时管路中的气压与大气压保持一 致,有效地降低空气压缩机电机的启动负载,从而达到降低电机启动电流,保护电机的目 的。附图说明
[0016] 图1根据本实用新型一实施例的电动车制动系统的示意性原理图。
[0017] 图2为根据本实用新型一实施例的电动车制动系统中的排气电磁阀
[0018] 控制电路示意性原理图。
[0019] 1空气压缩机 2驱动电机 3 干燥器(带调压阀总成)
[0020] 4排气电磁阀 5储气筒 6 四回路保护阀
[0021] 7三通 8第一管路 9 第二管路
[0022] 10控制器(ECU) Kl点火开关 K2 高压闭合开关
[0023] J3电磁阀控制继电器 具体实施方式
[0024] 图1示出根据本实用新型一实施例的电动车制动系统的示意图。如图1中所示, 根据本实用新型一实施例的电动车制动系统包括气动制动机构(未示出)、储气装置、空气 压缩机1和控制单元10(见图2、。气动制动机构由加压气体驱动,将制动力施加至车轮, 从而实现车辆的制动。所述气动制动机构可以是盘式制动器,也可以是其它类型的制动器。 储气装置用于向所述气动制动机构提供加压气体。图1中示出的储气装置为一个储气筒 5。但是,储气装置也可以为其它形状,并且数量也是可以变化的,例如在一实施例中,储气 装置包括4个储气筒。空气压缩机1用于向所述储气装置提供加压气体而增加所述储气装 置中加压气体的压力。控制单元10用于控制所述电动车制动系统的运行。例如,控制单元 10可以根据制动信号而控制储气装置向制动机构供气。再如,控制系统10还可以根据加压 信号而控制空气压缩机1使之运转,以向储气装置供应加压气体,增加储气装置中的气压。
[0025] 如图1中所示出的,空气压缩机1由驱动电机2驱动。驱动电机2通过右端的皮 带轮及皮带与空气压缩机1相连接,也可以采用其它的方式连接(例如齿轮连接、链轮连接 等等),只要能够实现驱动力的传递即可。还需要指出的是,尽管图1中示出的空气压缩机 1与驱动电机2是分开的独立装置,但是空气压缩机1与驱动电机2也可以作为一个整体提 供(例如自带驱动电机2的空气压缩机1),这也在本实用新型的保护范围之内。[0026] 所述实施例的电动车制动系统进一步包括设置在所述储气装置和所述空气压缩 机1之间的连接管路。该连接管路用于将空气压缩机产生的加压气体输送至所述储气装 置,并且包括第一管路8、第二管路9、以及设置在第一管路8和第二管路9之间的三通7。 所述三通的第一开口通过第一管路8与空气压缩机1相连通,所述三通7的第二开口通过 第二管路9与储气筒1相连通,所述三通7的第三开口通过一排气控制阀与大气相连通。
[0027] 所述排气控制阀设置为在所述驱动电机没有通电的情况下处于开启状态。此种设 置,可以人工设置,也可以由控制单元自动设置;可以通过结构设置实现,也可以通过对控 制逻辑进行设置而实现。
[0028] 在一个可选实施例中,通过人工操作实现所述设置,即所述排气控制阀为手动阀, 可以在关闭状态和开启状态之间切换。此手动阀的操作规则为:当驱动电机停机时,将手动 阀切换至开启状态;当驱动电机切换至运行状态后,将手动阀切换至关闭状态;当驱动电 机再次停机时,将手动阀切换回至开启状态。
[0029] 所述排气控制阀为排气电磁阀,并且与驱动电机并联设置,且排气电磁阀在不通 电的情况下处于开启状态。从而排气电磁阀的开启与驱动电机的运行是基本同步的。采用 与驱动电机并联的电磁阀作为排气控制阀,以简单的结构实现了控制要求:排气控制阀设 置为在所述驱动电机没有通电的情况下处于开启状态,而且不需要控制单元针对此要求进 行控制。但是,需要注意的是,在此可选实施例中,排气电磁阀和驱动电机由相同的电压驱 动,例如都由车辆的低压电源(例如MV、36V或42V)驱动。
[0030] 在再一可选实施例中,所述排气控制阀为排气电磁阀,通过控制单元的控制来实 现所述排气电磁阀在所述驱动电机没有通电的情况下处于开启状态。在另一可选实施例 中,所述排气控制阀设置为排气电磁阀,排气电磁阀在没有通电的情况下处于开启状态,在 通电的情况下处于断开状态。也就是说,排气控制阀是常开的电磁阀。从而可以通过控制 电磁阀电流通断的方式来简单地控制经排气控制阀与大气连通的空气流动路径的通断。
[0031] 下面对上述电动车制动系统的主要工作原理进行简要说明。
[0032] 如前所述,所述排气控制阀设置为在所述驱动电机没有通电的情况下处于开启状 态,从而,在空气压缩机1的出口通过第一管路8、三通7和排气控制阀4与大气相通。即空 气压缩机处于无负载情况。也就是说,在本实施例的电动车制动系统中,空气压缩机在启动 时是没有负载的,从而对空气压缩机进行驱动的驱动电机在空气压缩机启动时也是没有 负载的,从而避免了由于启动负载导致的启动电流偏大的缺点,有利于延长驱动电机的使 用寿命,并改善整车的运行可靠性。
[0033] 如图1中所示,所述制动系统可以带有干燥器3。干燥器3设置在管路9和储气筒 5之间,用于对由空气压缩机供应至储气筒5的加压气体(通常是加压空气)进行干燥。另 外,干燥器3可以带有调压阀。当储气筒5中的压力达到或超过规定的气压上限值时,调压 阀打开,使得来自空压机的气体不再通向储气筒5,而是直接通过干燥器的排气口排出。在 调压阀打开的情况下,调压阀3前的管路8和9则通过排气口与大气相通,管路8和9中的 压力逐渐降至于大气压一致。也就是说,在所述调压阀打开的情况下,所述空气压缩机的负 载也将下降为零。
[0034] 在一实施例中,所述排气电磁阀由所述电动车的低压电源驱动,所述驱动电机由 所述电动车的高压电源驱动,并且所述控制单元控制所述驱动电机和排气电磁阀使得所述排气电磁阀在所述驱动电机没有通电的情况下处于开启状态。
[0035] 在一实施例中,所述控制单元为车辆的中央控制单元。从而可以利用中央控制单 元来对制动系统进行控制,而无需再增加新的独立控制单元来对制动系统进行控制,从而 可以节约成本。
[0036] 图2为根据本实用新型一实施例的电动车制动系统中的排气电磁阀控制电路示 意性原理图。
[0037] 当点火开关Kl置于ON档时,整车由低压24V蓄电池供电。如果高压闭合开关K2 处于断开状态,则继电器J3断开,电磁阀4不供电处于开启状态,空气压缩机1的出口通过 管路8、三通7和电磁阀4与大气相通。即空气压缩机处于无负载情况。
[0038] 高压闭合开关K2闭合后,继电器J3接着也闭合,从而使得电磁阀4关闭;同时控 制器10接收到高压闭合开关K2的信号,开始接通高压电路使空气压缩机电机2启动,此时 由于制动系统管路8和9中压力与大气压相通,空气压缩机电机2为空载状态启动,而电磁 阀4关闭使得空气压缩机1输出的压缩气体持续向储气筒5补气不至于泄漏。
[0039] 当储气筒5中的压力达到规定的气压上限值后,干燥器带调压阀总成3的排气口 打开,由于干燥器带调压阀总成3具有单向阀的作用,排气口打开后,调压阀3后的储气筒 5中的高压气体不会通过排气口排出,另一方面调压阀3前的管路8和9则通过排气口与 大气相通,管路8和9中的压力逐渐降至于大气压一致。
[0040] 如果在调压阀3排气口打开前关闭车辆即关闭点火开关Kl或是高压开关K2,此时 管路8和9中存在压力(即其内的压力高于大气压或环境压力)。如果没有电磁阀4,再次 启动车辆时,空气压缩机电机就会带负载启动;加装了电磁阀4后,由于开关Kl或是K2已 经断开,继电器J3断电,电磁阀4也会断电从而使电磁阀4开启,将管路8和9中的气体通 过三通7释放出去,使管路8和9中的压力降到与大气压保持一致,保证车辆或者空气压缩 机再次启动时管路8和9中压力与大气压或环境压力一致,当电机再次启动时相当于没有 负载启动。
[0041] 如果在调压阀3排气口打开后关闭点火开关Kl或是高压开关K2,此时管路8和 9中已经通过排气口与大气相通并且压力保持一致,当电机再次启动时仍然为没有负载启 动。
[0042] 需要指出的是,尽管上面的所有实施例是结合电动车来说明的。但事实上,上述制 动系统完全可以用于普通燃油发动机汽车或燃气发动机汽车,不过是以电机来代替发动机 来作为制动系统空气压缩机的动力源。
[0043] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并非用来限制本实用新型的保护范围; 本实用新型的保护范围由权利要求书中的权利要求限定,并且凡是依实用新型所作的等效 变化与修改,都在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (7)

1. 一种汽车制动系统,包括:气动制动机构;储气装置,其用于存储加压气体以及选择性地向所述气动制动机构提供加压气体;空气压缩机,其用于向所述储气装置提供加压气体而增加所述储气装置中加压气体的 压力;设置在所述储气装置和所述空气压缩机之间的连接管路,用于将空气压缩机产生的加 压气体输送至所述储气装置;用于驱动所述空气压缩机的驱动电机;以及用于控制所述电动车制动系统运行的控制单元,其特征在于,所述连接管路包括第一管路和第二管路以及设置在所述第一管路和第二管路之间的 三通,所述三通的第一开口通过所述第一管路与所述空气压缩机相连通,所述三通的第二 开口通过所述第二管路与所述储气装置相连通,所述三通的第三开口通过一排气控制阀与 大气相连通,所述排气控制阀设置为在所述驱动电机没有通电的情况下处于开启状态。
2.如权利要求1所述的汽车制动系统,其特征在于,所述排气控制阀设置为排气电磁 阀,所述排气电磁阀在没有通电的情况下处于开启状态,在通电的情况下处于断开状态。
3.如权利要求2所述的汽车制动系统,其特征在于,所述排气电磁阀和驱动电机在电 路上并联设置。
4.如权利要求2所述的汽车制动系统,其特征在于,所述排气电磁阀由所述电动车的 低压电源驱动,所述驱动电机由所述电动车的高压电源驱动,并且所述控制单元控制所述 驱动电机和排气电磁阀使得所述排气电磁阀在所述驱动电机没有通电的情况下处于开启 状态。
5.如权利要求2所述的汽车制动系统,其特征在于,所述控制单元为电动车的中央控 制单元。
6. 一种汽车,其特征在于,包括如权利要求1-5中任一项所述的制动系统。
7.根据权利要求6所述的汽车,其特征在于,所述汽车为电动车。
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