一种新能源车辆用线控制动系统能量回收机构及控制方法技术方案

一种新能源车辆用线控制动系统能量回收机构及控制方法，涉及一种制动能量回收系统

【技术实现步骤摘要】
一种新能源车辆用线控制动系统能量回收机构及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种制动能量回收系统，尤其是一种新能源车辆用线控制动系统能量回收机构及控制方法，属于新能源车辆研发

。

技术介绍

[0002]车辆制动系统发展已久，经历了从真空液压制动到电控和液压结合制动，再到随着新能源汽车发展逐步转向为纯电控制的机械制动和更加智能化的线控制动
。
传统车辆制动方式一般采用鼓式或盘式摩擦制动，将车轮动能转化为热能实现制动，虽然满足法律法规的基本要求，但也存在诸多问题，例如响应慢
、
无法自动调节
、
不利于发展汽车集成控制
。
[0003]线控制动系统主要包括
EHB
制动系统和
EMB
制动系统，其中：
[0004]EHB
制动系统主要是控制压力供给单元和高速开关阀，产生并储存制动压力
。
当驾驶员踩下制动踏板时，数据采集系统会将踏板行程
、
踏板力
、
车辆行驶状态等信息汇集到
HCU
进行分析，当得知系统需要增压时，
HCU
输出控制信号对电磁阀进行控制，进液阀输入流量增加，出液阀输出流量减小，直到达到所需制动力
。
反之，当得知系统需要减压时，
HCU
控制进液阀输入流量减小，出液阀输出流量增大，直到达到所需制动力
。
[0005]EMB
制动系统以电子元件代替液压元件，是一个机电一体化系统，通过电子控制单元控制制动电机电流大小，控制各个车轮上的制动力分配，通过制动片从两侧夹紧制动盘实现车辆制动
。
当车辆在行驶时，如有减速需求，驾驶员踩下制动踏板，电子控制单元接收到制动指令信号，综合当前车辆行驶状态得出所需最佳制动力，制动单元接收电子控制单元输出信号，控制制动电机输出所需制动扭矩实现制动
。
相比于传统制动系统，
EMB
制动系统结构简单紧凑，制动噪声小，制动响应迅速
。
[0006]但是，由于
EMB
制动系统发展时间较短，依然有一些问题亟需解决，比如当系统电源电量不足时会造成制动系统失效，而制动过程中在恶劣条件下制动片产生的温度甚至高达数百度，但目前缺少有效的能量回收机构对制动过程中产生的热量加以回收利用
。

技术实现思路

[0007]为解决
技术介绍
存在的不足，本专利技术提供一种新能源车辆用线控制动系统能量回收机构及控制方法，它增设能量回收模块，能够及时回收制动过程中产生的大量热量并转化为电能，有效降低电池电量不足造成的制动失效问题
。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：
[0009]一种新能源车辆用线控制动系统能量回收机构，包括电子控制模块
、
制动模块以及能量回收模块；
[0010]所述电子控制模块包括
ECU
单元
、
电池
、MCU
单元及
HCS
传感器，所述
ECU
单元接收来自制动踏板传感器的制动指令经过计算后将信号输出给
MCU
单元，所述
MCU
单元根据信号调节制动电机转速，所述
HCS
传感器连接在
MCU
单元和制动电机之间，所述电池为电子控制模块及车辆其它用电设备进行供电；
[0011]所述制动模块包括制动电机
、
滚珠丝杠
、
制动器壳体
、
制动压块
、
活动制动片
、
制动盘及固定制动片，所述制动盘边缘伸入所述制动器壳体内部，所述活动制动片和所述固定制动片安装在制动器壳体内部并分别位于制动盘边缘两侧，所述制动电机与滚珠丝杠一端传动连接，所述滚珠丝杠另一端旋接设置螺母，所述螺母与制动器壳体开设的安装孔滑动连接，所述制动压块安装在制动器壳体内部与螺母转动连接向活动制动片传递制动压力；
[0012]所述能量回收模块包括气压缸二
、
气压缸一
、
飞轮及发电机，所述气压缸一横向安装固定在制动器壳体预设的开槽内且其底端与固定制动片接触设置，所述气压缸二竖向设置在气压缸一开口端底部，二者侧壁底端之间通过气管连通固定，所述发电机固定设置且其传动轴外端同轴固定飞轮，所述飞轮设置偏心轴并通过活塞连杆一和活塞连杆二分别与气压缸一及气压缸二的活塞外端铰接
。
[0013]一种新能源车辆用线控制动系统能量回收机构的控制方法，包括以下步骤：
[0014]制动过程中
ECU
单元将信号输出给
MCU
单元进而调节制动电机转速，滚珠丝杠旋转使螺母推压活动制动片，活动制动片与固定制动片夹紧制动盘产生摩擦，固定制动片产生的热能传递至气压缸一，气压缸一由冷缸变为热缸使其内部气体受热膨胀，气压缸一与气压缸二形成压力差，气压缸一内膨胀的气体通过气管向仍为冷缸的气压缸二转移并推动活塞连杆二带动飞轮旋转，该阶段气体在气压缸二内遇冷收缩，同时由于飞轮转动惯量作用下，气压缸一的活塞向内收缩，拉动活塞连杆一带动飞轮旋转，直至气压缸一和气压缸二内气体容积达到最小，气压缸一内部气体再次受热膨胀，持续带动飞轮旋转使发电机旋转发电
。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术适用于新能源车辆线控制动系统，通过增设机械式气压结构的能量回收模块，实现制动过程中热能到机械能再到电能的转化，有效降低电池电量不足造成的制动失效问题，提高制动安全性，及时回收制动过程中产生的大量热量，减少能量损耗，回收产生的电量还可以补偿车辆上其它用电设备，整体结构简单紧凑，易于维护
。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的线控制动系统能量回收机构的整体结构示意图；
[0017]图2是本专利技术中能量回收模块的结构示意图；
[0018]图3是本专利技术中能量回收模块的运动变化过程示意图；
[0019]图4是本专利技术在制动过程中固定制动片热量随制动时间的变化曲线；
[0020]图5是本专利技术在能量回收过程中发电机释放电流随制动时间的变化曲线
。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅是专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围
。
[0022]如图1～图2所示，一种新能源车辆用线控制动系统能量回收机构，包括电子控制模块
、
制动模块以及能量回收模块
。
[0023]所述电子控制模块负责接收制动信号，包括<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种新能源车辆用线控制动系统能量回收机构，其特征在于：包括电子控制模块
、
制动模块以及能量回收模块；所述电子控制模块包括
ECU
单元
(1)、
电池
(2)、MCU
单元
(3)
及
HCS
传感器
(4)
，所述
ECU
单元
(1)
接收来自制动踏板传感器的制动指令经过计算后将信号输出给
MCU
单元
(3)
，所述
MCU
单元
(3)
根据信号调节制动电机
(5)
转速，所述
HCS
传感器
(4)
连接在
MCU
单元
(3)
和制动电机
(5)
之间，所述电池
(2)
为电子控制模块及车辆其它用电设备进行供电；所述制动模块包括制动电机
(5)、
滚珠丝杠
(8)、
制动器壳体
(10)、
制动压块
(11)、
活动制动片
(12)、
制动盘
(13)
及固定制动片
(14)
，所述制动盘
(13)
边缘伸入所述制动器壳体
(10)
内部，所述活动制动片
(12)
和所述固定制动片
(14)
安装在制动器壳体
(10)
内部并分别位于制动盘
(13)
边缘两侧，所述制动电机
(5)
与滚珠丝杠
(8)
一端传动连接，所述滚珠丝杠
(8)
另一端旋接设置螺母
(9)
，所述螺母
(9)
与制动器壳体
(10)
开设的安装孔滑动连接，所述制动压块
(11)
安装在制动器壳体
(10)
内部与螺母
(9)
转动连接向活动制动片
(12)
传递制动压力；所述能量回收模块包括气压缸二
(16)、
气压缸一
(17)、
飞轮
(19)
及发电机
(20)
，所述气压缸一
(17)
横向安装固定在制动器壳体
(10)
预设的开槽内且其底端与固定制动片
(14)
接触设置，所述气压缸二
(16)
竖向设置在气压缸一
(17)
开口端底部，二者侧壁底端之间通过气管
(15)
连通固定，所述发电机
(20)
固定设置且其传动轴外端同轴固定飞轮
(19)
，所述飞轮
(19)
设置偏心轴并通过活塞连杆一
(18)
和活塞连杆二
(21)
分别与气压缸一
(17)
及气压缸二
(16)
的活塞外端铰接
。2.

【专利技术属性】
技术研发人员：刘理想，季晨，张立杰，祝俊，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：