汽车电磁制动发电系统技术方案

一种基于电磁理论与传统制动理论的汽车电磁制动发电系统。该系统包括制动踏板、制动主缸、电磁轮缸与制动钳组件、屏蔽壳体、通电螺线管、制动发电盘、制动控制模块、带充电管理的电池箱、制动踏板角速度传感器、制动盘转速传感器和电刷。在较高车速制动时，制动控制模块在接受到制动踏板传来的制动信号后向通电螺线管通电，使通电螺线管产生磁场。制动发电盘辐条随着车轮的旋转而旋转，将产生切割磁感应线的运动。由此产生的安培力起到制动作用，产生的感应电流通过电刷给蓄电池充电。该系统工作可靠，能量回收效率高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种汽车制·动能量回收方法及装置，尤其是一种汽车电磁制动发电系统。二
技术介绍
随着新能源时代的到来，电动汽车技术进入了高速发展的崭新时代。目前，新能源汽车除了是指用新型燃料代替传统汽油或柴油的内燃机汽车，更主要的是指以混合动力汽车、纯电动汽车或是燃料电池汽车为代表的电动汽车。节能并减少汽车排放对环境的污染，是发展新能源汽车的主要目的。然而，即使是使用以电能为动力源的汽车，依然对空气造成了不可忽视的间接污染。这是因为，无论是火力发电的过程，还是燃料电池中氢的制取的过程，都是不环保的。所以，在新能源的时代，我们同样应该注重汽车本身电能的节约。就当前来看，电动车的能量节约措施除了轻量化或者动力系统的优化外，制动能量的回收也是一大重要途径。经过计算，一辆重量为2t左右的汽车，以80km/h的初始速度进行制动到停止总共减少了约为500KJ的动能，而这些动能最终通过散热的方式耗散掉。由此可见，在全球范围内，每天因为汽车制动而耗散的能量是惊人的。若能将这些能量的大部分回收，将对节能起到不可估量的作用。通常，制动能量的回收是通过改变驱动电机的工作方式，使之在制动时成为发电机。由于此种方式并没有从根本上改变制动时通过摩擦副的摩擦消耗动能的原理，导致仍然有大量的能量变成热量耗散掉。同时，由于从动轮没有驱动电机，所以此种制动能量回收的方式无法在从动轮上实现。因此，此种方式仍需要进行改进。三、
技术实现思路
本技术的目的是设计一种汽车电磁制动发电系统。该系统基于电磁理论与传统制动理论，将汽车刹车过程中浪费的大部分动能转化为电能进行存储、利用，实现汽车的节能及安全的防抱死刹车。为实现上述目的，本技术的方案是制动发电系统包括制动踏板、制动王缸、电磁轮缸与制动钳组件、屏蔽壳体、通电螺线管、制动发电盘、制动控制模块、带充电管理的电池箱、制动踏板角速度传感器、制动盘转速传感器和电刷。电池箱充电管理系统的正负充电柱与两个电刷分别相连。电池箱给制动控制模块提供电源保证其长期工作，制动控制模块还应带有独立的内部电源保证在更换电池箱的时候继续工作。屏蔽壳体通过悬架固定，为了利于散热，屏蔽壳体在圆周及端面均开有散热条。通电螺线管通过屏蔽壳体固定，其安装位置应使制动盘位于通电螺线管的内部轴向中点位置附近，并使通电螺线管的中心线与制动发电盘的中心线重合，使得通过制动发电盘的磁场近似于匀强磁场。制动踏板角速度传感器、制动盘转速传感器将信号传递给制动控制模块，制动控制模块根据算法决定向通电螺线管或电磁轮缸发出合适大小的电流。在非制动状态下，通电螺线管内电流大小为0，制动轮缸的制动液进口关闭，制动液出口打开。在高转速时，本技术采用电磁制动的制动方式。制动控制模块在接受到制动踏板传来的制动信号后向通电螺线管通电。若通电螺线管上有电流流通，将产生相应的磁场。制动发电盘包括三部分上部为制动钳制动摩擦区域；中部为电制动发电辐条区；下部分为制动盘与半轴、轮胎的连接区。辐 条随着车轮的旋转而旋转，将产生切割磁感应线的运动，辐条上将产生感应电流，并且会受到与运动方向相反的安培力。电刷过屏蔽壳体固定在发电辐条区的两端，将辐条的正极与电池的正极相连，辐条的负极与电池负极相连，产生的电流通过充电管理器给蓄电池充电。当安培力过大时，车轮将产生抱死的趋势，由于转速急剧下降，安培力也急剧降低，自动避免了车轮的抱死。同时，由于轮缸电磁阀未打开，制动液进口关闭，制动钳不工作。在低转速时，若电磁轮缸得到信号，将制动液出口关闭，轮缸压力增大，使制动钳夹紧。若车轮产生抱死趋势，制动控制模块将减小传递给电磁轮缸的电流，让制动液出口增大，使得轮缸压力减小，起到防抱死的作用。本技术的有益效果是，能够回收所有车轮上的制动能量，回收效率较高。四附图说明图I为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的制动发电盘结构及电刷位置示意图；图3为本技术的屏蔽壳体结构示意图。图4为为本技术的电池充电柱示意图图中，I、带充电管理的电池箱2、制动控制单元3、电磁轮缸制动液进口 4、制动踏板角速度传感器5、制动踏板6、电磁轮缸制动液出口 7、屏蔽壳体8、通电螺线管9、电磁轮缸与制动钳组件10、制动发电盘11、制动发电盘角速度传感器12、负极电刷13、正极电刷14、制动主缸15、花键凹槽16、螺纹孔17、周向散热条18、端面散热条19、供电正极20、供电负极21、充电正极22、充电负极五具体实施方式结合附图详细说明本技术的具体实施方式，如图1、2、3所示汽车制动发电系统由带充电管理的电池箱I、制动控制单元2、制动踏板角速度传感器5、制动踏板6、屏蔽壳体7、通电螺线管8、电磁轮缸与制动钳组件9、制动发电盘10、制动发电盘角速度传感器11、负极电刷12、正极电刷13、制动主缸14组成。屏蔽壳体通过悬架固定,在转向轴上将壳体安装在转向节上,保证机构不产生运动干涉。为了利于散热，屏蔽壳体在圆周及端面均开有散热条17和18。为了使通电螺线管固定，可以使通电螺线管的外径等于壳体的内径，使通电螺线管紧紧卡在壳体内部。通电螺线管的线圈表面需要绝缘，防止电流传递到壳体上。通电螺线管的安装位置应使制动盘位于通电螺线管的内部轴向中点位置附近，并使通电螺线管的中心线与制动发电盘的中心线重合，使得通过制动发电盘的磁场近似于匀强磁场。制动发电盘包括三部分上部为制动钳制动摩擦区域19 ;中部为电制动发电辐条区20 ;下部分为制动盘与半轴、轮胎的连接区21。制动发电盘的内圆周面、花键槽、螺纹孔均喷涂绝缘材料。半轴与连接区接触的部分也应喷涂绝缘材料，螺钉采用绝缘螺钉。制动钳的摩擦片通常采用高强度的陶瓷材料，自然起到绝缘效果。电池，制动发电盘通过导线形成一个闭合的回路。在非制动状态下，通电螺线管内电流大小为0，制动轮缸的制动液进口关闭，制动液出口打开。当制动踏板角速度传感器不为0时，制动盘转速传感器和踏板转速传感器将信号传递给制动控制模块。制动模块首先判断制动发电盘转速，当转速大于某一定值《。，那么制动控制模块向通电螺线管输出励磁电流Ii。I1的大小按照能使车辆在最好的路面上发挥最大的制动效率来计算。经过计算，/1=」^RMmaxg) /(JUq2/LL2TI2L1COq) (5 / 6>)。其中 R 是车轮半径，M_为汽车总质量，是指 汽车装备齐全，并按规定装满客(包括驾驶员)、货时的重量。g是重力加速度，取9. 8。是路面附着系数，对于使用非热熔胎的小车来说，ct <0.9，所以在设计时取0 =0.9，可以保证在正常情况下，无论该车行驶在何种路面，均可发挥出路面的最大制动潜力。是真空的磁阻，U为通电螺线管内部磁阻，n为通电螺线管绕线密度。L是辐条长度，Wtl是规定的阈值转速，a是制动踏板转过的角度，0是制动踏板工作时可达到的最大角度。励磁电流使通电螺想管产生磁场E，辐条随着车轮的旋转而旋转，将产生切割磁感应线的运动，辐条上将产生感应电流I2，并且会受到与运动方向相反的安培力F，该力能够起到制动的作用。电刷过屏蔽壳体固定在发电辐条区的两端，将辐条的正极与电池的正极相连，辐条的负极与电池负极相连，产生的电流通过充电管理器给蓄电池充电。当安培力过大时，车轮将产生抱死的趋势，由于转速急剧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车电磁制动发电系统，其特征在于：是由带充电管理的电池箱、制动控制单元、制动踏板角速度传感器、制动踏板、屏蔽壳体、通电螺线管、电磁轮缸与制动钳组件、制动发电盘、制动发电盘角速度传感器、负极电刷、正极电刷、制动主缸组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田丽娟，朱智超，
申请(专利权)人：田丽娟，朱智超，
类型：实用新型
国别省市：