CN212447125U - 一种用于新能源汽车的制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于新能源汽车的制动装置，包括整车控制单元、信号发射器、信号接收器、电机控制单元、制动踏板传感器、电力制动装置、机械制动控制单元、机械制动单元、语音模块、车速传感器和坡道斜度传感器；整车控制单元分别与信号发射器、信号接收器、电机控制单元、机械制动控制单元、坡道斜度传感器和语音模块连接；电机控制单元分别与制动踏板传感器、电力制动装置和蓄电池电量检测模块连接；机械制动控制单元分别与机械制动单元和车速传感器连接。本实用新型根据新能源汽车的行驶状态，判断出是采用机械制动、电力再生制动还是联合制动，能够发挥二者优势，有效提高新能源汽车的制动效率且提高其续航里程。

Description

一种用于新能源汽车的制动装置

技术领域

本实用新型新能源汽车制动技术领域，特别是涉及一种用于新能源汽车的制动装置。

背景技术

电动汽车污染物排放少，噪音低，热效率高，且可改善能源结构，已经成为未来汽车发展的方向，并且日益受到重视。制动技术作为电动汽车的关键技术之一，已经成为研究的热点问题。电动汽车的制动系统包括机械制动和再生制动两部分，具有再生制动功能是电动汽车与传统内燃机汽车最大的区别之一。机械制动一般采用传统的制动系统，制动过程制动能量完全转化为热量而损失，并且对机械件的磨损较大，导致制动性能变差，需要经常检修维护。再生制动过程中，电动机工作在发电机模式下，将制动过程中车辆的部分机械能存储到储能装置中，从而提高了能源利用率，有利于提到电动汽车的续航里程。如何合理有效地控制机械制动力矩及再生制动力矩，在保证制动安全的前提下，提高能量回收效率，是电动汽车制动技术研究的关键问题之一。但是，电动汽车采用单独的电力再生制动可获得的制动强度较低，而且制动强度还受挡位和车速变化的影响，无法满足制动强度需要及制动的恒定性要求。如何合理有效地采取机械制动和再生制动的有效组合，在提高汽车制动的稳定性与安全性的同时，减少制动机械件磨损且能够有效回收制动能量，具有重要的理论价值和实际的经济效益。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于新能源汽车的制动装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够在提高汽车制动的稳定性与安全性的同时，减少制动机械件磨损且能够有效回收制动能量。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种用于新能源汽车的制动装置，内容如下：包括整车控制单元、信号发射器、信号接收器、电机控制单元、制动踏板传感器、电力制动装置、机械制动控制单元、机械制动单元、语音模块、车速传感器和坡道斜度传感器；所述整车控制单元分别与所述信号发射器、所述信号接收器、所述电机控制单元、所述机械制动控制单元、所述坡道斜度传感器和所述语音模块连接；所述电机控制单元分别与所述制动踏板传感器、所述电力制动装置连接于蓄电池电量检测模块；所述机械制动控制单元分别与所述机械制动单元和所述车速传感器连接；

所述信号发射器安装在新能源汽车的前部左车灯位置附近，所述信号接收器安装在新能源汽车的前部右车灯位置附近；在新能源汽车行驶过程中，信号发射器间隔一段时间发射超声波信号，信号接收器接收发射的超声波信号遇到障碍物时反射回来的信号；所述整车控制单元根据发射超声波信号和接收反射回来的超声波信号的时间差t计算前方障碍物的距离；当新能源汽车前方障碍物距离小于某一预先设定的阈值时，所述整车控制单元发送信号到所述语音模块，所述语音模块发出刹车预警声音提示；

所述车速传感器用于实时采集新能源汽车行驶速度信息，并将所述行驶速度信息反馈给所述机械制动控制单元；所述机械制动控制单元再将所述行驶速度信息反馈给所述整车控制单元；

所述制动踏板传感器用于将制动踏板信号转换为电信号，并将所述电信号输入到所述电机控制单元，所述电机控制单元再将所述电信号输入到所述整车控制单元，所述整车控制单元根据所述电信号计算新能源汽车的减速信息；

所述整车控制单元根据新能源汽车的减速信息及行驶速度信息决定制动策略：当新能源汽车的速度大于40公里/h且减速大于3m/s时，所述机械制动控制单元控制所述机械制动单元进行制动且所述电机控制单元控制所述电力制动装置进行制动；当新能源汽车减速小于3m/s时，所述电机控制单元控制所述电力制动装置进行制动；当新能源汽车的速度小于40公里/h且减速大于3m/s时，所述机械制动控制单元控制所述机械制动单元进行制动且所述电机控制单元控制所述电力制动装置进行制动；

所述坡道斜度传感器用于感知新能源汽车行驶过程中是处于上坡阶段、下坡阶段还是在平坦路面行驶，当感知到新能源洗车处于下坡阶段时，发送减速信号到所述整车控制单元，所述整车控制单元发送信号到所述语音模块，提醒驾驶者通过所述电机控制单元控制所述电力制动装置进行制动；当所述蓄电池电量检测模块检测到新能源汽车的蓄电池电量超过80％时，发送信号到所述电机控制单元，所述电机控制单元控制所述电力制动装置停止制动。

优选地，根据公式：障碍物距离L＝声速×时间差t，计算新能源汽车前方障碍物的距离L，声速大小为声音在空气中的传播速度340m/s。

所述制动踏板传感器为位置传感器，包括但不限于霍尔式传感器、电阻式传感器。

优选地，所述机械制动控制单元和所述电机控制单元为单片机。

本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型采用机械制动和电力再生制动的联合制动，并由整车控制单元根据车辆不同情况下所需制动强度，选择机械制动单元和电力制动装置单独或同时对车辆进行制动，克服了单独采用机械制动不能回收能量，车辆续驶性能不高的缺点和单独采用电力再生制动制度强度低的缺点，充分发挥两种不同制动方式的优点，使得本实用新型提供的电动汽车制动系统在提高汽车制动的稳定性与安全性，减少制动机械件磨损的同时能够有效回收制动能量,能够有效提到新能源汽车的续航里程。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型用于新能源汽车的制动装置示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例提供一种用于新能源汽车的制动系统，包括整车控制单元、信号发射器、信号接收器、电机控制单元、制动踏板传感器、电力制动装置、机械制动控制单元、机械制动单元、语音模块、车速传感器和坡道斜度传感器；整车控制单元分别与信号发射器、信号接收器、电机控制单元、机械制动控制单元、坡道斜度传感器和语音模块连接；电机控制单元分别与制动踏板传感器、电力制动装置和蓄电池电量检测模块连接；机械制动控制单元分别与机械制动单元和车速传感器连接；

信号发射器安装在新能源汽车的前部左车灯位置附近，信号接收器安装在新能源汽车的前部右车灯位置附近；在新能源汽车行驶过程中，信号发射器间隔一段时间发射超声波信号，信号接收器接收发射的超声波信号遇到障碍物时反射回来的信号；整车控制单元根据发射超声波信号和接收反射回来的超声波信号的时间差t计算前方障碍物的距离；当新能源汽车前方障碍物距离小于某一预先设定的阈值时，整车控制单元发送信号到语音模块，语音模块发出刹车预警声音提示；

车速传感器用于实时采集新能源汽车行驶速度信息，并将行驶速度信息反馈给机械制动控制单元；机械制动控制单元再将行驶速度信息反馈给整车控制单元；

制动踏板传感器用于将制动踏板信号转换为电信号，并将电信号输入到电机控制单元，电机控制单元再将电信号输入到整车控制单元，整车控制单元根据电信号计算新能源汽车的减速信息；

整车控制单元根据新能源汽车的减速信息及行驶速度信息决定制动策略：当新能源汽车的速度大于40公里/h且减速大于3m/s时，机械制动控制单元控制机械制动单元进行制动且电机控制单元控制电力制动装置进行制动；当新能源汽车减速小于3m/s时，电机控制单元控制电力制动装置进行制动；当新能源汽车的速度小于40公里/h且减速大于3m/s时，机械制动控制单元控制机械制动单元进行制动且电机控制单元控制电力制动装置进行制动；

坡道斜度传感器用于感知新能源汽车行驶过程中是处于上坡阶段、下坡阶段还是在平坦路面行驶，当感知到新能源洗车处于下坡阶段时，发送减速信号到整车控制单元，整车控制单元发送信号到语音模块，提醒驾驶者通过电机控制单元控制电力制动装置进行制动；当蓄电池电量检测模块检测到新能源汽车的蓄电池电量超过80％时，发送信号到电机控制单元，电机控制单元控制电力制动装置停止制动。

其中，根据公式：障碍物距离L＝声速×时间差t，计算新能源汽车前方障碍物的距离L，声速大小为声音在空气中的传播速度340m/s。

进一步优化方案，制动踏板传感器为位置传感器，包括但不限于霍尔式传感器、电阻式传感器。机械制动控制单元和电机控制单元为STM32系列的 STM32F100C6T6型单片机。机械制动控制单元还包括防抱死制动控制模块，防抱死制动控制模块用于控制机械制动单元的制动力分配。

本实用新型采用机械制动和电力再生制动的联合制动，并由整车控制单元根据车辆不同情况下所需制动强度，选择机械制动单元和电力制动装置单独或同时对车辆进行制动，克服了单独采用机械制动不能回收能量，车辆续驶性能不高的缺点和单独采用电力再生制动制度强度低的缺点，充分发挥两种不同制动方式的优点，使得本实用新型提供的电动汽车制动系统在提高汽车制动的稳定性与安全性，减少制动机械件磨损的同时能够有效回收制动能量,能够有效提到新能源汽车的续航里程。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型保护范围。

Claims (5)

1.一种用于新能源汽车的制动装置，其特征在于，包括整车控制单元、信号发射器、信号接收器、电机控制单元、制动踏板传感器、电力制动装置、机械制动控制单元、机械制动单元、语音模块、车速传感器和坡道斜度传感器；所述整车控制单元分别与所述信号发射器、所述信号接收器、所述电机控制单元、所述机械制动控制单元、所述坡道斜度传感器和所述语音模块连接；所述电机控制单元分别与所述制动踏板传感器、所述电力制动装置连接于蓄电池电量检测模块；所述机械制动控制单元分别与所述机械制动单元和所述车速传感器连接；

所述信号发射器安装在新能源汽车的前部左车灯位置附近，所述信号接收器安装在新能源汽车的前部右车灯位置附近；在新能源汽车行驶过程中，所述信号发射器用于每间隔一段时间发射超声波信号，信号接收器接收发射的超声波信号遇到障碍物时反射回来的信号；所述整车控制单元用于根据发射超声波信号和接收反射回来的超声波信号的时间差t计算前方障碍物的距离；当新能源汽车前方障碍物距离小于某一预先设定的阈值时，所述整车控制单元发送信号到所述语音模块，所述语音模块发出刹车预警声音提示；

所述车速传感器用于实时采集新能源汽车行驶速度信息，并将所述行驶速度信息反馈给所述机械制动控制单元；所述机械制动控制单元再将所述行驶速度信息反馈给所述整车控制单元；

所述制动踏板传感器用于将制动踏板信号转换为电信号，并将所述电信号输入到所述电机控制单元，所述电机控制单元再将所述电信号输入到所述整车控制单元，所述整车控制单元根据所述电信号计算新能源汽车的减速信息；

所述整车控制单元用于根据新能源汽车的减速信息及行驶速度信息决定制动策略：当新能源汽车的速度大于40公里/h且减速大于3m/s时，所述机械制动控制单元控制所述机械制动单元进行制动且所述电机控制单元控制所述电力制动装置进行制动；当新能源汽车减速小于3m/s时，所述电机控制单元控制所述电力制动装置进行制动；当新能源汽车的速度小于40公里/h且减速大于3m/s时，所述机械制动控制单元控制所述机械制动单元进行制动且所述电机控制单元控制所述电力制动装置进行制动；

所述坡道斜度传感器用于感知新能源汽车行驶过程中是处于上坡阶段、下坡阶段还是在平坦路面行驶，当感知到新能源洗车处于下坡阶段时，发送减速信号到所述整车控制单元，所述整车控制单元发送信号到所述语音模块，提醒驾驶者通过所述电机控制单元控制所述电力制动装置进行制动；当所述蓄电池电量检测模块检测到新能源汽车的蓄电池电量超过80％时，发送信号到所述电机控制单元，所述电机控制单元控制所述电力制动装置停止制动。

2.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的制动装置，其特征在于，根据公式：障碍物距离L＝声速×时间差t，计算新能源汽车前方障碍物的距离L，声速大小为声音在空气中的传播速度340m/s。

3.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的制动装置，其特征在于，所述制动踏板传感器为位置传感器，包括但不限于霍尔式传感器、电阻式传感器。

4.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的制动装置，其特征在于，所述机械制动控制单元和所述电机控制单元为STM32系列的STM32F100C6T6型单片机。

5.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的制动装置，其特征在于，所述机械制动控制单元还包括防抱死制动控制模块，所述防抱死制动控制模块用于控制所述机械制动单元的制动力分配。

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