CN207466383U - 车辆及其复合制动系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种车辆及其复合制动系统。车辆包括车轮和与车轮连接以控制车辆制动的复合制动系统，所述复合制动系统包括摩擦制动系统，所述摩擦制动系统包括制动电机和对车轮直接实施制动操作的制动器，所述制动电机和制动器之间设有传递动力的机械传动结构。通过制动电机以及机械传动结构取代之前的气压或液压制动系统，避免了在新能源车辆上增设其他动力设备，可以利用车辆自身的动力即可实现摩擦制动，结构简单，降低了车辆的生产成本，同时易于实现车辆的全电控化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种车辆及其复合制动系统。
背景技术
新能源车辆由于具有污染物排放低、能源储量丰富、发展潜力大等特点，在进入二十一世纪以来得到政府的大力推广，现有的新能源车辆主要包括纯电动车辆、插电式车辆、混合动力车辆、燃料电池车辆等几种形式。新能源车辆的制动系统则由传动的摩擦制动系统和电回馈制动系统两部分组成，电回馈制动系统可以将车辆减速时的动能转化为电能储存在车辆电池中，节约整车的能源消耗，而摩擦制动系统则和电回馈制动系统一起作用以保障车辆的制动安全。
申请公布号为CN 104890521 A，申请公布日为2015.09.09的中国发明专利申请公开了一种复合制动方法，该复合制动方法包括电制动（即电回馈制动）和摩擦制动，其复合制动力等于电制动力和摩擦制动力之和，根据车辆的制动需求进行制动，复合制动力保持不变。该复合制动方法的摩擦制动主要是利用液压或者气压进行鼓式或者盘式刹车系统进行摩擦制动，而在利用液压或者气压进行制动时，需要在车辆上设置液压缸或者气压缸，并且在车辆底盘上铺设大量的管路，需要利用电控调节比例阀等结构实现摩擦制动力的调节，结构复杂，车辆生产时的设计困难，液压缸与气压缸在工作时产生的噪音也对乘车人员带来了不好的体验，甚至对于纯电动车辆来说，车辆上没有气压缸和液压缸，还需要专门定做专门的气压缸与液压缸，大大增加了车辆成本，也是纯电动车辆实现全电控化的一大阻碍。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种成本低、结构简单且易于实现车辆全电控化的复合制动系统，本实用新型还提供了一种使用该复合制动系统的车辆。
为了解决上述技术问题，本实用新型的车辆的第一种技术方案为：一种车辆，包括车轮和与车轮连接以控制车辆制动的复合制动系统，所述复合制动系统包括摩擦制动系统，所述摩擦制动系统包括制动电机和对车轮直接实施制动操作的制动器，所述制动电机和制动器之间设有传递动力的机械传动结构。
该技术方案的有益效果在于：通过制动电机以及机械传动结构取代之前的气压或液压制动系统，避免了在新能源车辆上增设其他动力设备，可以利用车辆自身的动力即可实现摩擦制动，结构简单，降低了车辆的生产成本，同时易于实现车辆的全电控化。
本实用新型的车辆的第二种技术方案为：在本实用新型的车辆的第一种技术方案的基础上，所述机械传动结构包括设置于制动电机与制动器之间的传递动力路径上的蜗轮蜗杆结构。蜗轮蜗杆结构具有自锁效应，可以实现车辆驻车制动，防止车辆半坡启动时出现溜车现象，对于坡道起步有辅助作用。
本实用新型的车辆的第三种技术方案为：在本实用新型的车辆的第二种技术方案的基础上，所述制动器包括与车轮固定连接的制动盘和夹持所述制动盘以提供摩擦制动力的卡钳。制动盘与卡钳的结构简单，易于制作。
本实用新型的车辆的第四种技术方案为：在本实用新型的车辆的第三种技术方案的基础上，蜗轮蜗杆结构的蜗杆与所述卡钳连接，蜗轮蜗杆结构的蜗轮与制动电机的传动轴连接。蜗杆直接与卡钳连接，蜗轮与制动电机的传动轴连接，减少了中间的传动结构，减少了能源的浪费。
本实用新型的车辆的第五种技术方案为：在本实用新型的车辆的第一至第四任一项技术方案的基础上，所述复合制动系统还包括电回馈制动系统，所述电回馈制动系统包括给车辆行驶提供动力的驱动电机和控制所述驱动电机实现回馈制动的电机控制器。电回馈制动系统可以实现能量的回收，能够为车载动力电源充电，节约车辆的能源消耗。
本实用新型的车辆的第六种技术方案为：在本实用新型的车辆的第五种技术方案的基础上，所述复合制动系统还包括制动控制系统，所述制动控制系统包括所述电机控制器以及与所述电机控制器分别采样连接的轮速传感器、制动踏板踩踏深度传感器、动力电池系统和控制摩擦制动系统进行摩擦制动的制动控制器，所述制动控制系统控制电回馈制动系统以及摩擦制动系统使电回馈制动系统提供的电回馈制动力以及摩擦制动系统提供的摩擦制动力之和等于制动踏板提供的车辆所需要的总制动力。电机控制器根据各个传感器传递的信息计算需要的总制动力以及此时驱动电机所能够提供的电回馈制动力，根据其差值控制制动控制器为摩擦制动系统提供需要的摩擦制动力，最大化的利用了电回馈制动，节约了车辆的能源，总制动力保持不变，刹车平稳，保证了车辆制动时的平顺性和稳定性。
本实用新型的复合制动系统的第一种技术方案为：一种复合制动系统，包括摩擦制动系统，所述摩擦制动系统包括制动电机和对车轮直接实施制动操作的制动器，所述制动电机和制动器之间设有传递动力的机械传动结构。
该技术方案的有益效果在于：通过制动电机以及机械传动结构取代之前的气压或液压制动系统，避免了在新能源车辆上增设其他动力设备，可以利用车辆自身的动力即可实现摩擦制动，结构简单，降低了车辆的生产成本，同时易于实现车辆的全电控化。
本实用新型的复合制动系统的第二种技术方案为：在本实用新型的复合制动系统的第一种技术方案的基础上，所述机械传动结构包括设置于制动电机与制动器之间的传递动力路径上的蜗轮蜗杆结构。蜗轮蜗杆结构具有自锁效应，可以实现车辆驻车制动，防止车辆半坡启动时出现溜车现象，对于坡道起步有辅助作用。
本实用新型的复合制动系统的第三种技术方案为：在本实用新型的复合制动系统的第二种技术方案的基础上，所述制动器包括与车轮固定连接的制动盘和夹持所述制动盘以提供摩擦制动力的卡钳。制动盘与卡钳的结构简单，易于制作。
本实用新型的复合制动系统的第四种技术方案为：在本实用新型的复合制动系统的第三种技术方案的基础上，蜗轮蜗杆结构的蜗杆与所述卡钳连接，蜗轮蜗杆结构的蜗轮与制动电机的传动轴连接。蜗杆直接与卡钳连接，蜗轮与制动电机的传动轴连接，减少了中间的传动结构，减少了能源的浪费。
本实用新型的复合制动系统的第五种技术方案为：在本实用新型的复合制动系统的第一至第四任一项技术方案的基础上，所述复合制动系统还包括电回馈制动系统，所述电回馈制动系统包括给车辆行驶提供动力的驱动电机和控制所述驱动电机实现回馈制动的电机控制器。电回馈制动系统可以实现能量的回收，能够为车载动力电源充电，节约车辆的能源消耗。
本实用新型的复合制动系统的第六种技术方案为：在本实用新型的复合制动系统的第五种技术方案的基础上，所述复合制动系统还包括制动控制系统，所述制动控制系统包括所述电机控制器以及与所述电机控制器分别采样连接的轮速传感器、制动踏板踩踏深度传感器、动力电池系统和控制摩擦制动系统进行摩擦制动的制动控制器，所述制动控制系统控制电回馈制动系统以及摩擦制动系统使电回馈制动系统提供的电回馈制动力以及摩擦制动系统提供的摩擦制动力之和等于制动踏板提供的车辆所需要的总制动力。电机控制器根据各个传感器传递的信息计算需要的总制动力以及此时驱动电机所能够提供的电回馈制动力，根据其差值控制制动控制器为摩擦制动系统提供需要的摩擦制动力，最大化的利用了电回馈制动，节约了车辆的能源，总制动力保持不变，刹车平稳，保证了车辆制动时的平顺性和稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的复合制动系统的框架示意图；
图2为本实用新型的复合制动系统的布置图；
图3为本实用新型的复合制动系统的摩擦制动系统的结构示意图；
图4为本实用新型的复合制动系统的总制动力的分配曲线图。
图中各标记：1.总制动力；2.摩擦制动力；3.电回馈制动力；4.车速；5.制动电机；6.制动盘；7.制动控制器；8.电机控制器；9.驱动电机；10.车轮；11.车桥；12.主减速器；13.卡钳；14.蜗杆；15.蜗轮。
具体实施方式
本实用新型的车辆的实施例1如图1~4所示，包括车轮10和与车轮10连接以控制车辆制动的复合制动系统，复合制动系统包括制动控制系统、电回馈制动系统和摩擦制动系统。制动控制系统包括电机控制器8和与电机控制器8分别采样连接的轮速传感器、制动踏板踩踏深度传感器、动力电池系统和控制摩擦制动系统进行摩擦制动的制动控制器7，电机控制器8从各个传感器收取信号获得当前状态下车辆所需要的总制动力1以及驱动电机9在当前车速4下所能提供的最大的电回馈制动力3，并根据二者的差值给制动控制器7做出进行摩擦制动以及具体的摩擦制动力2的数值的指示；电回馈制动系统包括驱动电机9和控制驱动电机9实现回馈制动的电机控制器7，在车辆减速时驱动电机9接受电机控制器7的指示给车辆提供电回馈制动力，驱动电机9设置在车辆的车桥11上并通过主减速器12与车桥11相连；摩擦制动系统包括制动电机5和对车轮10直接实施制动操作的制动器，在该实施例中制动器为与车轮10固定连接的制动盘6和夹持制动盘6以提供摩擦制动力的卡钳13，在其他实施例中，制动器也可以为与车轮固定连接的刹车鼓和摩擦刹车鼓以提供摩擦制动力的刹车片；在制动电机5与制动器之间设有传递动力的机械传动结构，在该实施例中，机械传动结构包括蜗轮蜗杆结构，蜗杆14的相应端与卡钳13连接并可使卡钳13收缩夹持制动盘6，蜗轮15与制动电机5的传动轴连接。
本实用新型的车辆在需要制动时，驾驶员踩下制动踏板并将制动信号通过制动踏板深度传感器传递给电机控制器，电机控制器根据制动踏板深度传感器传递的信号判断驾驶员需要的总制动力1，同时电机控制器根据轮速传感器传递的车速信号以及动力电池系统传递的电池剩余电量判断出驱动电机所能提供的最大的电回馈制动力3，并向驱动电机传递电回馈制动的信号使电动机向车辆提供电回馈制动，电机控制器根据驾驶员需要的总制动力1以及驱动电机所能提供的最大电回馈制动力3的差值向制动控制器做出摩擦制动的指示，并保证电回馈制动力3与摩擦制动力2之和始终与总制动力1相等，制动控制器得到电机控制器传递的信号后驱动制动电机转动，制动电机通过蜗轮蜗杆结构带动卡钳卡紧制动盘实现对车辆的制动。此时车辆的总制动力分配以及车速4的变化如图4所示，横轴表示时间，纵轴表示数值，车辆的总制动力1线性增大后保持稳定不变，电制动力3非线性增大到最大值后保持稳定不变，摩擦制动力2先在极短的时间内增大到最大值后再按照一定的曲线减小到最小值并保持稳定，且摩擦制动力2的最小值大于零，车辆的车速4则以线性变化到最小值。
本实用新型的车辆的实施例2，与实施例1的区别仅在于：蜗轮、蜗杆通过中间传递结构分别对应与制动电机驱动轴、卡钳连接，经过中间传递结构降低了蜗轮蜗杆直接与制动电机驱动轴、卡钳连接的难度，方便机械的安装与制作。
本实用新型的车辆的实施例3，与实施例1的区别仅在于：所述机械传动结构为具有自锁功能的滚珠丝杠结构。
本实用新型还提供了一种复合制动系统的实施例如图1~4所示，其具体结构与上述的车辆的复合制动系统的结构相同，此处不再赘述。
Claims (12)
1.一种复合制动系统，包括摩擦制动系统，其特征在于：所述摩擦制动系统包括制动电机和对车轮直接实施制动操作的制动器，所述制动电机和制动器之间设有传递动力的机械传动结构。
2.根据权利要求1所述的复合制动系统，其特征在于：所述机械传动结构包括设置于制动电机与制动器之间的传递动力路径上的蜗轮蜗杆结构。
3.根据权利要求2所述的复合制动系统，其特征在于：所述制动器包括与车轮固定连接的制动盘和夹持所述制动盘以提供摩擦制动力的卡钳。
4.根据权利要求3所述的复合制动系统，其特征在于：蜗轮蜗杆结构的蜗杆与所述卡钳连接，蜗轮蜗杆结构的蜗轮与制动电机的传动轴连接。
5.根据权利要求1~4任一项所述的复合制动系统，其特征在于：所述复合制动系统还包括电回馈制动系统，所述电回馈制动系统包括给车辆行驶提供动力的驱动电机和控制所述驱动电机实现回馈制动的电机控制器。
6.根据权利要求5所述的复合制动系统，其特征在于：所述复合制动系统还包括制动控制系统，所述制动控制系统包括所述电机控制器以及与所述电机控制器分别采样连接的轮速传感器、制动踏板踩踏深度传感器、动力电池系统和控制摩擦制动系统进行摩擦制动的制动控制器，所述制动控制系统控制电回馈制动系统以及摩擦制动系统使电回馈制动系统提供的电回馈制动力以及摩擦制动系统提供的摩擦制动力之和等于制动踏板提供的车辆所需要的总制动力。
7.一种车辆，包括车轮和与车轮连接以控制车辆制动的复合制动系统，所述复合制动系统包括摩擦制动系统，其特征在于：所述摩擦制动系统包括制动电机和对车轮直接实施制动操作的制动器，所述制动电机和制动器之间设有传递动力的机械传动结构。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于：所述机械传动结构包括设置于制动电机与制动器之间的传递动力路径上的蜗轮蜗杆结构。
9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于：所述制动器包括与车轮固定连接的制动盘和夹持所述制动盘以提供摩擦制动力的卡钳。
10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于：蜗轮蜗杆结构的蜗杆与所述卡钳连接，蜗轮蜗杆结构的蜗轮与制动电机的传动轴连接。
11.根据权利要求7~10任一项所述的车辆，其特征在于：所述复合制动系统还包括电回馈制动系统，所述电回馈制动系统包括给车辆行驶提供动力的驱动电机和控制所述驱动电机实现回馈制动的电机控制器。
12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于：所述复合制动系统还包括制动控制系统，所述制动控制系统包括所述电机控制器以及与所述电机控制器分别采样连接的轮速传感器、制动踏板踩踏深度传感器、动力电池系统和控制摩擦制动系统进行摩擦制动的制动控制器，所述制动控制系统控制电回馈制动系统以及摩擦制动系统使电回馈制动系统提供的电回馈制动力以及摩擦制动系统提供的摩擦制动力之和等于制动踏板提供的车辆所需要的总制动力。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109421546A (zh) * | 2017-08-23 | 2019-03-05 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种车辆及其复合制动系统 |
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