CN215059045U - 制动器及具有该制动器的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制动器及具有该制动器的车辆。该制动器包括：制动盘，制动盘包括：第一盘体、第二盘体，第一盘体、第二盘体相对设置，第一盘体、第二盘体之间设置有冷却盘，第一盘体与冷却盘之间设置有热电材料层，和/或，第二盘体与冷却盘之间设置有热电材料层；第一刹车片，第一刹车片设置在第一盘体的背离第二盘体的一侧，且第一刹车片适于与第一盘体接触或分离；第二刹车片，第二刹车片设置在第二盘体的背离第一盘体的一侧，且第二刹车片适于与第二盘体接触或分离。根据本实用新型的制动器，可以将制动过程中产生的热能回收，避免了热能的浪费，同时，制动盘也不必设计得足够大来平衡热应力变形，有利于实现制动器的轻量化设计。

Description

制动器及具有该制动器的车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件技术领域，具体而言，涉及一种制动器及具有该制动器的车辆。

背景技术

如图1所示，车辆现有的车轮制动器由制动卡钳a4、制动盘b等零部件组成，当需要刹车时，驾驶员踩下制动踏板后，制动主缸内的液压油(制动液)通过制动管路进入制动卡钳活塞缸a1，活塞a2在液压油的作用下向外推动内刹车片a3，内刹车片a3再向外推动制动盘b受到阻挡，受到反作用力内刹车片a3反推活塞a2，由于压力平衡，活塞a2带动制动钳体a4向内移动，此时制动钳体a4带动外刹车片a5向内移动，制动盘b与内刹车片a3、外刹车片a5的间隙不断缩小，直至夹紧制动盘b，达到减速或停车的目的。松开刹车后卡钳工作过程相反。车辆在制动时通过刹车片和制动盘的摩擦，将车辆的机械动能转换为热能。

但是，现阶段方案主要有以下缺陷：制动过程中产生的热能散失到空气中会造成浪费，并且温度过高会造成车辆制动性能衰退，制动失灵，有较大的安全隐患，此外，为了满足制动高温的要求，来平衡热应力变形，制动盘需要设计得足够大，不利于制动器的轻量化和成本要求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种制动器，可以将制动过程中产生的热能回收。

本实用新型还提出了一种具有上述制动器的车辆。

根据本实用新型实施例的制动器包括：制动盘，所述制动盘包括：第一盘体、第二盘体，所述第一盘体、所述第二盘体相对设置，所述第一盘体、所述第二盘体之间设置有冷却盘，其中，所述第一盘体与所述冷却盘之间设置有热电材料层，和/或，所述第二盘体与所述冷却盘之间设置有热电材料层；第一刹车片，所述第一刹车片设置在所述第一盘体的背离所述第二盘体的一侧，且所述第一刹车片适于与所述第一盘体接触或分离；第二刹车片，所述第二刹车片设置在所述第二盘体的背离所述第一盘体的一侧，且所述第二刹车片适于与所述第二盘体接触或分离。

根据本实用新型实施例的制动器，可以将制动过程中产生的热能回收，避免了热能的浪费，同时，制动盘也不必设计得足够大来平衡热应力变形。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一盘体与所述第二盘体固定相连，所述第一盘体与所述第二盘体之间具有用于冷却所述冷却盘的风冷通道。

可选地，所述冷却盘为具有通风孔的盘体结构。

可选地，所述冷却盘为具有多个毛细通风孔的盘体结构。

根据本实用新型的一些实施例，所述制动器还包括：制动卡钳，所述制动卡钳内具有活塞缸，所述活塞缸内设置有制动活塞，所述活塞缸内的液压油增加时，所述制动活塞向靠近所述第一盘体的方向推动所述第一刹车片，所述制动卡钳带动所述第二刹车片向靠近所述第二盘体的方向移动。

根据本实用新型的一些实施例，所述热电材料层与所述冷却盘之间设置有导热层。

根据本实用新型的一些实施例，所述热电材料层与对应的所述第一盘体或所述第二盘体之间设置有导热层。

可选地，所述导热层为导热硅脂层。

根据本实用新型的一些实施例，所述热电材料层包括P型半导体材料和N型半导体材料，所述P型半导体材料和所述N型半导体材料的一端适于连接所述冷却盘，所述P型半导体材料和所述N型半导体材料的另一端适于连接对应的所述第一盘体或所述第二盘体。

根据本实用新型另一方面实施例的车辆，包括：蓄电池以及上述的制动器，所述制动盘上设置有集电极，所述集电极与所述蓄电池之间通过储能电路电连接。

所述车辆与上述的制动器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是现有技术中的制动器的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的制动器的示意图；

图3是使用本实用新型实施例的制动器时，制动过程的热能转换原理图；

图4是使用本实用新型实施例的制动器时，制动过程温差发电原理图一；

图5是使用本实用新型实施例的制动器时，制动过程温差发电原理图二；

图6是根据本实用新型实施例的车辆的示意图。

附图标记：

车辆100、制动器10、制动盘1、第一盘体11、第二盘体12、冷却盘2、第一刹车片3、第二刹车片4、制动卡钳5、活塞缸6、制动活塞7、热电材料层8、P型半导体材料81、N型半导体材料82、冷端绝缘陶瓷体83、热端绝缘陶瓷体84、导热层9、储能电路20、蓄电池30。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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和简化描述，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合图2-图6详细描述根据本实用新型实施例的制动器10以及车辆100。

参照图2所示，根据本实用新型实施例的制动器10可以包括：制动盘1、冷却盘2、第一刹车片3、第二刹车片4。

其中，在将制动器10应用于车辆100上时，制动盘1适于与车辆100的车轮固定，通过制动该制动盘1可实现车轮的制动。制动盘1可以包括：第一盘体11、第二盘体12，第一盘体11、第二盘体12相对设置，冷却盘2设置在第一盘体11、第二盘体12之间，其中，第一盘体11与冷却盘2之间设置有热电材料层8，和/或，第二盘体12与冷却盘2之间设置有热电材料层8。热电材料层8可用于发电，具体是将热能转化为电能。

在图2所示的实施例中，第一盘体11与冷却盘2之间、第二盘体12与冷却盘2之间均设置有热电材料层8，这样，有利于提升制动器10的发电效率。当然，在图中未示出的其它一些实施例中，也可以仅在第一盘体11与冷却盘2之间设置热电材料层8，或者仅在第二盘体12与冷却盘2之间设置热电材料层8。

第一刹车片3设置在第一盘体11的背离第二盘体12的一侧，且第一刹车片3适于与第一盘体11接触或分离。

第二刹车片4设置在第二盘体12的背离第一盘体11的一侧，且第二刹车片4适于与第二盘体12接触或分离。

当制动盘1转动且第一刹车片3与第一盘体11接触、第二刹车片4与第二盘体12接触时，第一刹车片3与第一盘体11产生摩擦，第二刹车片4与第二盘体12产生摩擦，从而刹车片对制动盘1产生制动力矩，以制动车轮。

根据本实用新型实施例的制动器10，通过设置冷却盘2和热电材料层8，可以将制动过程中产生的热能回收，避免了热能的浪费，同时，制动盘1也不必设计得足够大来平衡热应力变形，有利于实现制动器10的轻量化设计。

在本实用新型的一些实施例中，第一盘体11与第二盘体12固定相连，具体而言，第一盘体11与第二盘体12可以通过连接结构(例如连接加强筋)或者连接紧固件实现固定相连。

第一盘体11与第二盘体12之间具有用于冷却该冷却盘2的风冷通道。风冷通道可以是强制冷却通风槽，外界的冷空气可经风冷通道吹向冷却盘2，以对冷却盘2进行冷却，从而增加制动盘1与冷却盘2的温差。这样，在使用制动器10对车辆100的车轮进行制动时，制动盘1与冷却盘2之间产生足够的温差，达到使热电材料层8利用温差进行发电的条件。

可选地，冷却盘2为具有通风孔的盘体结构。通过开设通风孔，可以在向冷却盘2吹冷风时加速冷却盘2的冷却过程。

可选地，冷却盘2为具有多个毛细通风孔的盘体结构。通过将通风孔设置成多个毛细通风孔，可以进一步提升冷却盘2的冷却性能。在相同风量下，具有多个毛细通风孔的冷却盘2比具有单个通风孔的冷却盘2冷却效果更好。

参照图2所示，制动器10还包括：制动卡钳5，制动卡钳5内具有活塞缸6，活塞缸6内设置有制动活塞7，活塞缸6内的液压油增加时，制动活塞7向靠近第一盘体11的方向推动第一刹车片3，制动卡钳5带动第二刹车片4向靠近第二盘体12的方向移动。具体而言，制动活塞7在液压油的作用下向靠近第一盘体11的方向(即向外)推动第一刹车片3,第一刹车片3再向外推动制动盘1受到阻挡，受到反作用力第一刹车片3反推制动活塞7，由于压力平衡，制动活塞7带动制动卡钳5向内移动，此时制动卡钳5带动第二刹车片4向靠近第二盘体12的方向(即向内)移动。

在将制动盘1与车辆100的车轮固定时，第一盘体11可以是内盘，第二盘体12可以是外盘，即第一盘体11位于第二盘体12的内侧，而制动活塞7又可设置在第一盘体11的内侧，这样，在将制动器10安装于车辆100上时，方便缩短车辆100的液压油系统连接至活塞缸6的油路长度。

参照图2所示，热电材料层8与冷却盘2之间设置有导热层9。导热层9具有较好的导热效果，可加强热电材料层8与冷却盘2之间的热量传递。导热层9适于与热电材料层8、冷却盘2紧密贴合，以进一步提升导热效果。

在本实用新型的一些实施例中，热电材料层8与对应的第一盘体11或第二盘体12之间设置有导热层9。导热层9具有较好的导热效果，可加强热电材料层8与对应的第一盘体11或第二盘体12之间的热量传递。导热层9适于与热电材料层8、对应的第一盘体11或第二盘体12紧密贴合，以进一步提升导热效果。

在图2所示的实施例中，第一盘体11处的热电材料层8与第一盘体11之间设置有导热层9，第二盘体12处的热电材料层8与第二盘体12之间设置有导热层9。当然，在图中未示出的其它一些实施例中，也可以仅在第一盘体11处的热电材料层8与第一盘体11之间设置导热层9，或者仅在第二盘体12处的热电材料层8与第二盘体12之间设置导热层9。

可选地，导热层9为导热硅脂层。

在本实用新型的一些实施例中，热电材料层8包括P型半导体材料81和N型半导体材料82，P型半导体材料81和N型半导体材料82的一端适于连接冷却盘2，P型半导体材料81和N型半导体材料82的另一端适于连接对应的第一盘体11或第二盘体12。参照图4所示，P型半导体材料81和N型半导体材料82的第一端设置有冷端绝缘陶瓷体83，冷端绝缘陶瓷体83适于与冷却盘2接触以进行热交换，P型半导体材料81和N型半导体材料82的第二端设置有热端绝缘陶瓷体84，热端绝缘陶瓷体84适于与对应的第一盘体11或第二盘体12接触以进行热交换。冷端绝缘陶瓷体83、热端绝缘陶瓷体84之间的温度差与热电材料层8的发电量以及发电效率相关。

根据本实用新型实施例的制动器10的发电原理是：当需要刹车时，驾驶员踩下制动踏板后，制动主缸内的液压油(制动液)通过制动管路进入活塞缸6，制动活塞7在液压油的作用下向外推动第一刹车片3,第一刹车片3再向外推动制动盘1受到阻挡，受到反作用力第一刹车片3反推制动活塞7，由于压力平衡，制动活塞7带动制动卡钳5向内移动，此时制动卡钳5带动第二刹车片4向内移动，制动盘1与第一刹车片3、第二刹车片4间隙不断缩小，直至夹紧制动盘1，达到减速或停车的目的。刹车时由于第一刹车片3、第二刹车片4与制动盘1频繁摩擦，导致制动盘1的第一盘体11和第二盘体12的温度不断上升，制动盘1的热量经过导热硅脂层不断传递到热电材料层8，由于制动盘1随车轮不断转动，行驶时强制通风冷却该冷却盘2，冷却盘2和导热硅脂层温度不断降低，从而在热电材料层8的两侧表面形成温度差，如图3所示为车辆100制动过程热能转换原理图，热电材料层8内的P型半导体材料81、N型半导体材料82由于温度差产生电压，这样分布设置在制动盘1内表面的高温热电材料层8将机动车制动盘1上的刹车余热转化为电能。如图4为制动过程温差发电原理图一。电能经过集成式能量管理系统进行转换，存储于蓄电池30中，用于驱动车辆100，可以适当提高电动车续航里程，节约能源。如图5所示为电动车制动过程温差发电原理图二。具有热能回收功能的制动盘1重量轻，具有较好的抗热衰退性能，提高了车辆100制动过程的稳定性和安全性。

参照图6所示，根据本实用新型另一方面实施例的车辆100包括：蓄电池30以及上述实施例的制动器10，制动盘1上设置有集电极，集电极与蓄电池30之间通过储能电路20电连接。热电材料层8所发电能通过设置在制动盘1上的集电极进入储能电路20处理后，最后储存于蓄电池30，以供车辆100的其它电器件使用该电能。

根据本实用新型另一方面实施例的车辆100，采用上述的制动器10，可以把车辆100制动过程中产生的热能回收转换为电能，储存于蓄电池30中，该电能可进一步用于车辆100的驱动和电器损耗，从而有效增加车辆100的续航里程。上述的制动盘1重量轻，抗热衰退能力强，可提高频繁制动时车辆100的制动稳定性和安全性。

可选地，车辆100可以是电动车。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种制动器，其特征在于，包括：

制动盘(1)，所述制动盘(1)包括：第一盘体(11)、第二盘体(12)，所述第一盘体(11)、所述第二盘体(12)相对设置，所述第一盘体(11)、所述第二盘体(12)之间设置有冷却盘(2)，其中，所述第一盘体(11)与所述冷却盘(2)之间设置有热电材料层(8)，和/或，所述第二盘体(12)与所述冷却盘(2)之间设置有热电材料层(8)；

第一刹车片(3)，所述第一刹车片(3)设置在所述第一盘体(11)的背离所述第二盘体(12)的一侧，且所述第一刹车片(3)适于与所述第一盘体(11)接触或分离；

第二刹车片(4)，所述第二刹车片(4)设置在所述第二盘体(12)的背离所述第一盘体(11)的一侧，且所述第二刹车片(4)适于与所述第二盘体(12)接触或分离。

2.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述第一盘体(11)与所述第二盘体(12)固定相连，所述第一盘体(11)与所述第二盘体(12)之间具有用于冷却所述冷却盘(2)的风冷通道。

3.根据权利要求2所述的制动器，其特征在于，所述冷却盘(2)为具有通风孔的盘体结构。

4.根据权利要求2所述的制动器，其特征在于，所述冷却盘(2)为具有多个毛细通风孔的盘体结构。

5.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，还包括：制动卡钳(5)，所述制动卡钳(5)内具有活塞缸(6)，所述活塞缸(6)内设置有制动活塞(7)，所述活塞缸(6)内的液压油增加时，所述制动活塞(7)向靠近所述第一盘体(11)的方向推动所述第一刹车片(3)，所述制动卡钳(5)带动所述第二刹车片(4)向靠近所述第二盘体(12)的方向移动。

6.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述热电材料层(8)与所述冷却盘(2)之间设置有导热层(9)。

7.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述热电材料层(8)与对应的所述第一盘体(11)或所述第二盘体(12)之间设置有导热层(9)。

8.根据权利要求6或7所述的制动器，其特征在于，所述导热层(9)为导热硅脂层。

9.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，所述热电材料层(8)包括P型半导体材料(81)和N型半导体材料(82)，所述P型半导体材料(81)和所述N型半导体材料(82)的一端适于连接所述冷却盘(2)，所述P型半导体材料(81)和所述N型半导体材料(82)的另一端适于连接对应的所述第一盘体(11)或所述第二盘体(12)。

10.一种车辆，其特征在于，包括：

蓄电池(30)；

权利要求1-9中任一项所述的制动器，所述制动盘(1)上设置有集电极，所述集电极与所述蓄电池(30)之间通过储能电路(20)电连接。

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