CN219692079U - 一种新能源汽车电子机械制动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开涉及了一种新能源汽车电子机械制动装置，该电子机械制动装置由配合导轨A、滑块、齿条A、第一制动钳、行星齿轮模块、电磁离合器B、备用电机、轴承支座A、配合导轨B、齿条B、第二制动钳、轴承支座B、蜗轮、蜗杆、第一对圆锥滚子轴承、第二对圆锥滚子轴承、电磁离合器A、制动盘、电机轴、电机、速度传感器、一对摩擦衬块等装置组成；行星齿轮模块包括齿圈、第一齿圈支架、行星架、第二齿圈支架、中间齿轮、中间齿轮轴、行星齿轮。本实用新型采用二级减速增扭机构实现制动，能够提供足够大的制动力，响应迅速，且有效提升制动安全性能；本装置在电机失效时，备用电机能够迅速接合，并向驾驶员发出安全警报，实现备份制动。

Description

一种新能源汽车电子机械制动装置

技术领域

本实用新型涉及一种新能源汽车线控制动技术领域，尤其涉及一种汽车电子机械制动装置。

背景技术

随着全球能源危机及环境污染情况的加剧，在国家政策的支持下，新能源汽车及其技术得到迅猛发展。传统的液压制动系统存在制动管路过长，制动响应速度慢的安全隐患及制动液容易泄露的环境污染问题，已难以满足新能源汽车的电气化、智能化发展需求。

电子机械制动技术是当前新能源汽车的研究方向，与传统液压制动系统相比，电子机械制动系统采用电信号作为传播媒介，其灵敏度和响应速度得到极大提升，能够大幅缩短刹车距离；其次，电子机械制动系统结构更加紧凑，能够减轻整车质量，降低油压；并且在制动时由于整车质量的减少，所需的动能减少，提高了制动安全性能。目前电子机械制动装置普遍存在刹车力不足、备份制动结构复杂、制作成本过高的问题，导致未能成功实现量产化及实车化。

基于此，根据现有电子机械制动系统的不足之处，本实用新型设计了一种结构简单紧凑、安全稳定、响应迅速，制动力大且能实现备份制动的新能源汽车电子机械制动装置。

实用新型内容

为弥补现有技术的不足，本实用新型的目的在于提出一种用于新能源汽车的电子机械制动装置，采用二级减速增扭机构实现制动，具有制动力大、结构简单紧凑，响应迅速的优点。

本实用新型所提供的技术方案为：一种新能源汽车电子机械制动装置，包括配合导轨A、滑块、齿条A、第一制动钳、行星齿轮模块、电磁离合器B、备用电机、轴承支座A、配合导轨B、齿条B、第二制动钳、轴承支座B、蜗轮、蜗杆、第一对圆锥滚子轴承、第二对圆锥滚子轴承、电磁离合器A、制动盘、电机轴、电机、速度传感器、一对摩擦衬块；所述电机启动后电磁离合器A接合，输出力矩经蜗杆、蜗轮一级减速增扭模块、行星齿轮模块、齿条A、齿条B与第一制动钳、第二制动钳实现对制动盘的制动；所述配合导轨A、B固定在箱体上；所述离合器A的分离与接合控制电机轴与蜗杆的分离与接合；所述齿条A与第一制动钳固接，所述齿条B与第二制动钳固接；所述蜗轮与蜗杆相啮合，蜗轮与中间齿轮轴配合；所述行星齿轮模块包括齿圈、第一齿圈支架、行星架、第二齿圈支架、中间齿轮，中间齿轮轴、行星齿轮，可以达到二级减速增扭并推动齿条A、第一制动钳与齿条B、第二制动钳对制动盘进行夹紧的作用；所述齿圈具有内啮合齿和外啮合齿，内啮合齿与行星齿轮啮合，外啮合齿分别与齿条A、齿条B啮合；所述第一齿圈支架、第二齿圈支架通过齿圈支架轴端的爪状支架与齿圈固接，第一齿圈支架与第二齿圈支架随着齿圈一起转动；所述轴承支座A、B均包括轴承支座前半部和后半部；所述第一齿圈支架，第二齿圈支架的轴段处制作成空心轴且在轴端制作一段轴肩，在各自轴端与深沟球轴承A、B配合；所述深沟球轴承A、B分别安装在轴承支座A、B前半部，轴承支座A、B可起到固定深沟球轴承A、B，防止齿圈轴向移动的作用；轴承支座A后半部与行星架固接，轴承支座B后半部制作成通孔，便于中间齿轮轴穿过轴承支座B与蜗轮配合。

所述备用电机与电磁离合器B是本实用新型的备份制动模块，当速度传感器检测到电机工作失效或旋转速度发生异常时，电磁离合器A立马分离并向驾驶员发出安全警报，备用电机启动，电磁离合器B迅速接合，实现备份制动。

进一步地，所述电机应为功率高、转矩大、体积较小的电机。

进一步地，蜗杆两端设置有轴肩，轴肩与弹簧挡圈用于给蜗杆上安装的第一对圆锥滚子轴承定位。

进一步地，中间齿轮轴与蜗轮通过直键连接，中间齿轮轴设置有轴肩，同样使用轴肩和弹簧挡圈给蜗轮两侧安装的第二对圆锥滚子轴承定位。

进一步地，摩擦衬片应与制动盘地接触面积尽可能大，提供更大的制动力。

进一步地，行星架是固定的，中间齿轮与齿圈地旋转方向相反。

本实用新型具有如下有益效果。

(1)本实用新型具有蜗轮蜗杆，行星齿轮二次减速增扭机构，相比传统地汽车电子机械制动装置，可提供的制动力更大，提高制动效果。

(2)本实用新型利用蜗轮蜗杆的结构特点，在空间布置上更加紧凑，所占空间体积小。

(3)本实用新型在汽车制动过程中，当电机产生故障失效时，备用电机可立马工作并满足制动需求，并向驾驶员发出安全警报，实现备份制动。

(4)本实用新型是电子机械制动装置，不需要传统制动装置所需要的制动液与真空助力装置，节省了布置空间、减轻了质量、节能环保且提高了制动的响应速度。

本实用新型采用齿条与制动钳固接，行星齿轮模块的齿圈与齿条传动的方式实现制动，能够传递的制动力更大，制动力平稳输出，可靠性高，可提高制动安全性能。

附图说明

下面对本实用新型的各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明。

图1为本实用新型正面结构示意图。

图2为本实用新型背面结构示意图。

图3为行星齿轮模块结构示意图。

图4为轴承支座A与行星齿轮模块的相对位置及安装示意图。

图5为轴承支座B与行星齿轮模块的相对位置及安装示意图。

附图标记：1.配合导轨；2.滑块；3-1.齿条A；3-2.第一制动钳；4.行星齿轮模块；5.电磁离合器B；6.备用电机；7.轴承支座A；7-1.轴承支座A前半部；7-2.轴承支座A后半部；8.配合导轨B；9-1.齿条B；9-2.第二制动钳；10.轴承支座B；10-1.轴承支座B前半部；10-2.轴承支座B后半部；11.蜗轮；12.蜗杆；13.第一对圆锥滚子轴承；14.第二对圆锥滚子轴承；15.电磁离合器A；16.制动盘；17.电机轴；18.电机；19.速度传感器；20.一对摩擦衬块；21.齿圈；21-1.齿圈内啮合齿；21-2.齿圈外啮合齿；22.第一齿圈支架；23.行星架；24.第二齿圈支架；25-1.中间齿轮；25-2.中间齿轮轴；26.行星齿轮；27.深沟球轴承A；28.深沟球轴承B；

具体实施方式

下面结合附图和实施步骤对本实用新型作进一步说明，所述实施例的示例在附图中示出。所描述的实时例仅是本实用新型一部分实施例，仅用于清楚解释本实用新型，并非限制本实用新型的保护范围。参考附图并不代表本实用新型的实际结构与真实比例。

在本实用新型的描述中，“顺时针”“逆时针”等指示的方位或相对的位置关系为基于附图所示实施例正视图的方位或位置或相对位置的关系，仅是为了能够清楚描述本实用新型，而不是限制本实用新型中的装置或元件必须具有特定的方位或特定的操作。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定，术语“安装”“连接”“配合”应作广义理解。例如，安装的方式有多种。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型的描述中，术语“第一”“第二”等仅用于区分所描述的对象，而不是限制任何特定顺序。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参阅图1所示，本实用新型提供一种新能源汽车电子机械制动装置，包括配合导轨A1、滑块2、齿条A3-1、第一制动钳3-2、行星齿轮模块4、电磁离合器B5、备用电机6、轴承支座A7、配合导轨B8、齿条B9-1、第二制动钳9-2、轴承支座B10、蜗轮11、蜗杆12、第一对圆锥滚子轴承13、第二对圆锥滚子轴承14、电磁离合器A15、制动盘16、电机轴17、电机18、速度传感器19、一对摩擦衬块20；所述电机18与蜗杆12之间连接有电磁离合器A15，电磁离合器A15的接合或分离用于传递或中断电机18的输出力矩到蜗杆12。所述蜗杆12与蜗轮11相啮合，第一对圆锥滚子轴承13安装在蜗轮11两侧，第二对圆锥滚子轴承14安装在蜗杆12两侧；所述蜗轮11与中间齿轮轴25-2通过直键连接，且中间齿轮轴25-2与蜗轮11配合处制作成阶梯轴，用于给蜗轮11定位；所述行星齿轮模块4包括齿圈21、第一齿圈支架22、行星架23、第二齿圈支架24、中间齿轮25-1、中间齿轮轴25-2、行星齿轮26；所述齿圈21具有内啮合齿21-1和外啮合齿21-2，内啮合齿21-1与行星齿轮26啮合，外啮合齿21-2分别与齿条A3-1、齿条B9-1啮合；所述第一齿圈支架22、第二齿圈支架24与齿圈21固接；所述齿条A3-1与第一制动钳3-2固接，所述齿条B9-1与第二制动钳9-2固接；所述一对摩擦衬块20安装在第一制动钳3-2、第二制动钳9-2上；所述配合导轨A1、B8均安装有若干滑块2，齿条A3-1、齿条B9-1分别可以在配合导轨A1、B8上滑动；所述配合导轨A1、B8固定在箱体上；

在本实例中，所述轴承支座A7分为轴承支座A前半部7-1和轴承支座A后半部7-2，所述轴承支座B10分为轴承支座B前半部10-1和轴承支座B后半部10-2；

所述第一齿圈支架22，第二齿圈支架24的轴段处制作成空心轴且在轴端制作一段轴肩，在各自轴端与一对深沟球轴承A27、B28配合；所述深沟球轴承A27、B28分别安装在轴承支座A前半部7-1、轴承支座B前半部10-1，轴承支座A、B可起到固定深沟球轴承A27、B28，防止齿圈21轴向移动的作用；轴承支座A后半部7-2与行星架23固接，轴承支座B后半部10-2制作成通孔，且尺寸比中间齿轮轴25-2大，便于中间齿轮轴25-2穿过轴承支座B10与蜗轮11配合。

在本实例中，所述电机18上安装有速度传感器19，速度传感器19用于实时检测电机18的旋转速度；在制动过程中，当电机18的旋转速度发生异常或失效时，速度传感器19可以将异常旋转速度传递至中央计算中心，电磁离合器A15分离，断开电机18与蜗杆12的动力传输，备用电机6立马启动，离合器B5接合，并向驾驶员发出安全警报，实现备份制动。

在本实例中，所述电机18与备用电机6均为高功率、大转矩电机，电机18输出转矩经电磁离合器A15传递到蜗杆12、蜗轮11一级减速增扭模块、行星齿轮二级减速增扭模块4、齿条A3-1、齿条B9-1与第一制动钳3-2、第二制动钳9-2实现对制动盘16的制动；

在本实例中，所述蜗杆12两端制作有轴肩，轴肩与弹簧挡圈用于给蜗杆12上安装的第一对圆锥滚子轴承13定位；所述中间齿轮轴25-2上也制作有轴肩，轴肩与弹簧挡圈给蜗轮11两侧安装的第二对圆锥滚子轴承14定位。

本实用新型提出的一种新能源汽车电子机械制动装置的工作原理如下。

当汽车进行制动时，中央计算中心给电机18、电磁离合器15传入制动指令，电机18运行，电磁离合器A15接合，电机18带动蜗杆12旋转，蜗杆12带动蜗轮11呈逆时针转动，电机18输出转矩经过蜗杆12、蜗轮11后降低转速并增大输出转矩；蜗轮11逆时针转动带动行星齿轮模块4的中间齿轮25-1逆时针旋转，行星齿轮26顺时针旋转且行星架23固定，行星齿轮26带动齿圈21顺时针旋转，实现二次减速增扭；通过与齿圈外啮齿21-2啮合的齿条A3-1和齿条B9-1将齿圈21的旋转运动转化为直线运动，齿条A3-1、齿条B9-1沿着配合导轨A1、B8向制动盘16的方向水平移动的同时第一制动钳3-1和第二制动钳9-2也向制动盘16的方向水平移动，位于第一制动钳3-1和第二制动钳9-2上的一对摩擦衬块20逐渐压紧制动盘16，从而达到制动效果。

当汽车处于解除制动的工作过程时，中央计算中心向电机18发出还原指令，电机18反转，电磁离合器A15接合，蜗杆12反转带动蜗轮11顺时针旋转，与蜗轮11同轴的中间齿轮25-1也顺时针旋转，行星齿轮26与齿圈21逆时针旋转，从而齿条A3-1、第一制动钳3-2与齿条B9-1、第二制动钳9-2分别沿着配合导轨A1、B8向远离制动盘16的方向水平移动，摩擦衬块20也随着远离制动盘并回归原位，制动解除。

当汽车进行制动但电机18失效时，速度传感器19检测到电机18的异常旋转速度并反馈给中央计算中心，备用电机6立马接收启动指令，同时电磁离合器A15接收分离指令，电磁离合器B5接收接合指令，随后其他机构的工作过程与汽车正常制动时一样，实现备份制动。

本实用新型是通过以上实例来进行描述的，对于本实用新型所属技术领域的技术人员,依据本实用新型的思想,还可以做出若干简单推演、修改或替换。这些修改或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范围。

Claims (3)

1.一种新能源汽车电子机械制动装置，包括配合导轨A(1)、滑块(2)、齿条A(3-1)、第一制动钳(3-2)、行星齿轮模块(4)、电磁离合器B(5)、备用电机(6)、轴承支座A(7)、配合导轨B(8)、齿条B(9-1)、第二制动钳(9-2)、轴承支座B(10)、蜗轮(11)、蜗杆(12)、第一对圆锥滚子轴承(13)、第二对圆锥滚子轴承(14)、电磁离合器A(15)、制动盘(16)、电机轴(17)、电机(18)、速度传感器(19)、一对摩擦衬块(20)，其特征在于：所述电机(18)启动后电磁离合器A(15)接合，输出力矩经蜗杆(12)、蜗轮(11)一级减速增扭模块、行星齿轮模块(4)、齿条A(3-1)、齿条B(9-1)与第一制动钳(3-2)、第二制动钳(9-2)实现对制动盘(16)的制动；所述一对摩擦衬块(20)安装在第一制动钳(3-2)、第二制动钳(9-2)上；所述配合导轨A(1)、配合导轨B(8)均安装有若干滑块(2)，齿条A(3-1)、齿条B(9-1)分别可以在配合导轨A(1)、配合导轨B(8)上滑动；所述齿条A(3-1)与第一制动钳(3-2)固接，所述齿条B(9-1)与第二制动钳(9-2)固接；所述蜗轮(11)与蜗杆(12)相啮合，第一对圆锥滚子轴承(13)安装在蜗轮(11)两侧，第二对圆锥滚子轴承(14)安装在蜗杆(12)两侧，起支撑及保证旋转精度的作用，蜗轮(11)的一侧与中间齿轮轴(25-2)通过直键连接；所述行星齿轮模块(4)包括齿圈(21)、第一齿圈支架(22)、行星架(23)、第二齿圈支架(24)、中间齿轮(25-1)、中间齿轮轴(25-2)、行星齿轮(26)，用于二级减速增扭并达到推动齿条A(3-1)、第一制动钳(3-2)与齿条B(9-1)、第二制动钳(9-2)对制动盘(16)进行夹紧的作用；所述齿圈(21)具有内啮合齿(21-1)和外啮合齿(21-2)，内啮合齿(21-1)与行星齿轮(26)啮合，外啮合齿(21-2)分别与齿条A(3-1)、齿条B(9-1)啮合；所述第一齿圈支架(22)、第二齿圈支架(24)与齿圈(21)固接；所述中间齿轮轴(25-2)与蜗轮(11)配合且靠近中间齿轮(25-1)侧制作成阶梯轴，用于给蜗轮(11)定位。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电子机械制动装置，其特征在于：所述轴承支座A(7)分为轴承支座A前半部(7-1)和轴承支座A后半部(7-2)，第一齿圈支架(22)的轴段最前端制作一段轴肩与深沟球轴承A(27)配合，深沟球轴承A(27)安装在轴承支座A前半部(7-1)；所述行星架(23)与轴承支座A后半部(7-2)固接；所述轴承支座B(10)分为轴承支座B前半部(10-1)和轴承支座B后半部(10-2)；所述第二齿圈支架(24)的轴段前端制作一段轴肩与深沟球轴承B(28)配合，深沟球轴承B(28)安装于轴承支座B前半部(10-1)；所述轴承支座B后半部(10-2)制作一通孔且比中间齿轮轴(25-2)大，便于安装；所述轴承支座A(7)与轴承支座B(10)可起固定深沟球轴承A(27)、深沟球轴承B(28)的作用，并能防止齿圈轴向移动。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电子机械制动装置，其特征在于：所述电机(18)上有安装速度传感器(19)，速度传感器(19)用于实时检测电机(18)的旋转速度；在制动过程中，当电机(18)的旋转速度发生异常或失效时，速度传感器(19)可以将异常旋转速度传递至中央计算中心，电磁离合器A(15)分离，断开电机轴(17)与蜗杆(12)的连接，并进行警报提醒驾驶员；与此同时，备用电机(6)启动，电磁离合器B(5)接合，输出力矩经蜗杆(12)、蜗轮(11)、行星齿轮模块(4)、齿条A(3-1)、齿条B(9-1)与第一制动钳(3-2)、第二制动钳(9-2)，实现备份制动。