一種具有緩速制動功能的電液復合制動系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及新能源汽車線控制動領域，一種具有緩速制動功能的電液復合制動系統。
【背景技術】
[0002]電動汽車具有節能環保等優點，已成為汽車工業未來重要的發展方向。電動汽車與傳統汽車的區別在于驅動系統電氣化和制動系統中引入再生制動，比傳統汽車提高了60%的能量利用效率，且很大一部分能量來自于再生制動系統。再生制動與液壓制動共同組成電動汽車的電液復合制動系統，通過驅動電機制動進行制動能量回收，提供再生制動力，以達到增加續駛里程、節能環保等目的。
[0003]目前，傳統的電液復合制動系統存在的主要問題是:1.電機制動提供的制動強度較低且不能制動停車，其不能滿足駕駛員的全部制動需求，液壓制動在電動汽車上仍廣泛使用；2.當動力電池SOC、溫度超過其允許運行范圍，此時不能使用電機制動，同時電機制動時，其放電電流不能過大和放電時間也不能過長；3.當汽車行駛在交通擁擠的城市道路上時，當液壓制動需要頻繁地進行不同強度下的制動，制動襯片在制動過程中的磨損會產生有害粉塵顆粒和尖銳的制動噪聲。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是解決傳統的電液復合制動系統中電機制動輸出制動力矩小且制動能力受到限制，而導致仍需要頻繁地使用液壓制動的問題，提供了一種具有緩速制動功能的電液復合制動系統，該電液復合制動系統集成電機制動、緩速制動及液壓制動三種制動形式，具有制動噪聲和粉塵少、制動舒適性高、安裝方便的優點。
[0005]本實用新型的具有緩速制動功能的電液復合制動系統采用的技術方案是:
[0006]該具有緩速制動功能的電液復合制動系統包括液壓制動子系統、電機制動子系統及控制子系統。液壓制動子系統由液壓調節器37、電子制動踏板38、制動管路39和雙盤盤式制動器44組成。電機制動子系統由動力電池34、DC/AC變換器35、電源線41和電機42組成；控制子系統包括電子控制單兀36和信號線40。
[0007]油箱I通過單向閥2與高壓泵4的進液口連接，高壓泵4的出液口通過單向閥2與高壓蓄能器6的出液口連接，高功率電機3的輸出軸與高壓泵4的輸入軸連接，壓力傳感器5的壓力檢測接口與高壓蓄能器6的出液口連接。高功率電機3帶動高壓泵4旋轉，高壓泵4將制動液從油箱I中吸出，轉變成高壓制動液儲存在高壓蓄能器6中，壓力傳感器5用以檢測高壓蓄能器6中的制動液壓力，油箱I用于儲存制動液。
[0008]油箱I通過單向閥11與低壓泵10的進液口連接，低壓泵10的出液口通過單向閥11與低壓蓄能器7的出液口連接，低功率電機9的輸出軸與低壓泵10的輸入軸連接，壓力傳感器8的壓力檢測接口與低壓蓄能器7的出液口連接。低功率電機9帶動低壓泵10旋轉，低壓泵10將制動液從油箱I中吸出，轉變成低壓制動液儲存在低壓蓄能器7中，壓力傳感器8用以檢測低壓蓄能器7中的制動液壓力。
[0009]高速電磁閥I 14和高速電磁閥II 15為常開閥，連接汽車前軸制動輪缸的液壓接頭18 (FR、FL)與高速電磁閥I 14的出液口連接，連接汽車后軸制動輪缸的液壓接頭18(RR、RL)與高速電磁閥II 15的出液口相連。壓力傳感器13的壓力測試接口連接在高速電磁閥I 14和高速電磁閥II 15的出液口。高速電磁閥III 16和高速電磁閥IV 17為常閉閥，高速電磁閥III 16和高速電磁閥IV 17的出液口均與油箱I連接，連接汽車前軸制動輪缸的液壓接頭18 (FR、FL)與高速電磁閥III 16的進液口相連，連接汽車后軸制動輪缸的液壓接頭18 (RR、RL)與高速電磁閥IV 17的進液口相連。換向閥12為三位三通閥，換向閥12的左進液口連接在高壓蓄能器6的出液口，換向閥12的右進液口連接在低壓蓄能器7的出液口，換向閥12的出液口與高速電磁閥I 14和高速電磁閥II 15的進液口連接。
[0010]電機42由電機機殼19、定子繞組20、外轉子外側繞組21，外轉子內側繞組22、軸承23、軸承24、外轉子28和內轉子29組成。電機機殼19上安裝三相對稱的定子繞組20，外轉子28安裝上有外轉子內側繞組22與外轉子外側繞組21，其中外轉子內側繞組22與外轉子外側繞組21是反相序聯結。內轉子29上安裝有與外轉子內側繞組22對應的永磁鐵。外轉子28通過軸承24支撐在內轉子29上，同時外轉子28與電機機殼19之間也通過軸承23連接。
[0011]雙盤盤式制動器44由內轉子制動盤25、外轉子制動盤27、制動鉗30、摩擦片31、活塞32、導向銷33組成。外轉子制動盤27通過螺栓26與外轉子28固定連接，內轉子制動盤25通過螺栓26與內轉子29固定連接。雙盤盤式制動器有三塊摩擦片31，外轉子制動盤27安裝在左摩擦片和中摩擦片之間，內轉子制動盤25安裝在右摩擦片與中摩擦片之間，左摩擦片和中摩擦片均安裝在制動鉗30上，而右摩擦片固定在活塞32上。活塞32安裝在制動鉗30內，制動鉗30通過導向銷33與汽車連接。
[0012]電機42的外轉子28與車輪43同軸固定連接。電機42通過電源線41與DC/AC變換器35連接，動力電池34與DC/AC變換器35之間通過電源線41連接。電子控制單元36通過信號線40與DC/AC變換器35、液壓調節器37和電子制動踏板38連接，液壓調節器37的液壓接頭18通過制動管路39與雙盤盤式制動器44的制動鉗30連接。
[0013]具有緩速制動功能的電液復合制動系統可以提供三種制動方式:電機制動、緩速制動、液壓制動。
[0014]電機制動:車輪43帶動外轉子28旋轉，而內轉子29自由轉動，將內轉子29視為勵磁轉子，外轉子內側繞組22視為定子，構成一個同步發電機，同時定子繞組20也在不斷切割磁場，定子繞組20中將產生感應電流和感應電壓，電機42通過DC/AC變換器35和電源線41將電能回收到動力電池34中。
[0015]緩速制動:使換向閥12處于右位，低壓蓄能器7中的低壓制動液通過換向閥12、高速電磁閥I 14和高速電磁閥II 15、液壓接頭18、制動管路39進入制動鉗30 ;制動液推動活塞32移動，活塞32向左移動使右摩擦片和中摩擦片壓緊內轉子制動盤25，使內轉子29靜止。內轉子29作為定子，外轉子28作為轉子，構成永磁緩速器，外轉子28將受到緩速制動力矩，使得車輪43減速。
[0016]液壓制動:使得換向閥12處于左位，高壓制動液通過換向閥12、高速電磁閥I 14和高速電磁閥II 15、液壓接頭18、制動管路39進入制動鉗30，制動液推動活塞32移動，活塞32向左繼續移動使左摩擦片和中摩擦片壓緊外轉子制動盤27，產生制動力作用在外轉子制動盤27上，使得車輪43減速，施加在外轉子制動盤27上的制動力通過高速電磁閥I 14和高速電磁閥II 15調節。
[0017]本實用新型涉及的具有緩速制動功能的電液復合制動系統的控制方法采用的技術方案是包括如下步驟:
[0018]I)當電機制動提供的最大制動力矩大于駕駛員的需求制動力矩時，僅使用電機制動。電機42通過DC/AC變換器35和電源線41將制動能量回收到動力電池34中；
[0019]2)當電機制動提供的最大制動力矩小于駕駛員的需求制動力矩且緩速制動提供的最大制動力矩大于駕駛員的需求制動力矩時，僅使用緩速制動。電子控制單元36控制換向閥12處于左位，控制高速電磁閥I 14和高速電磁閥II 15，使內轉子制動盤25靜止；
[0020]3)當緩速制動提供的最大制動力矩小于駕駛員的需求制動力矩，同時使用緩速制動和液壓制動。電子控制單元36控制換向閥12處于右位，控制高速電磁閥I 14和高速電磁閥II 15的開啟時間，內轉子制動盤25固定不動，控制施加在外轉子制動盤27上的制動力。
[0021]本實用新型采用上述技術方案后，與現有技術相比明顯具有以下優點:
[0022]在電機制動輸出的最大制動力矩受到動力電池性能限制的情況下，使用緩速制動替代電機制動滿足駕駛員的制動需求，有效地降低液壓制動的使用頻次，減少了制動粉塵和制動噪聲的污染。
【附圖說明】
[0023]圖1是液壓調節器結構示意圖；
[0024]圖2是電機制動子系統結構示意圖；
[0025]圖3是具有緩速制動功能的電液復合制動系統整車布置圖。
[0026]圖中:1 一油箱，2—單向閥，3—高功率電機，4 一高壓泵，5—壓力傳感器，6—高壓蓄能器，7—高壓蓄能器、8—壓力傳感器，9—低功率電機，10—低壓泵，11—單向閥，12—換向閥，13—壓力傳感器，14一高速電磁閥I，15—高速電磁閥II，16—高速電磁閥III，17—高速電磁閥IV，18—液壓接頭，19一電機機殼，20—定子繞組，21—外轉子外側繞組，22—外轉子內側繞組，23、24—軸承，25—內轉子制動盤，26—螺栓，27—外轉子制動盤，28—外轉子，29—內轉子，30—制動鉗，31—摩擦片，32—活塞，33—導向銷，34—動力電池，35—DC/AC變換器，36—電子控制單元，37—液壓調節器，38—電子制動踏板，39—制動管路，40—信號線，41一電源線，42—電機，43—車輪，44一雙盤盤式制動器。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖來具體描述本實用新型涉及的具有緩速制動功能的電液復合制動系統的結構和工作原理。
[0028]該具有緩速制動功能的電液復合制動系統包括液壓制動子系統、電機制動子系統及控制子系統。液壓制動子系統由液壓調節器37、電子制動踏板38、制動管路39和雙盤盤式制動器44組成。電機制動子系統由動力電池34、DC/AC變換器35、電源線41和電機42組成；控制子系統包括電子控制單兀36和信號線40。
[0029]如圖1所示，油箱I通過單向閥2與高壓泵4的進液口連接，高壓泵4的出液口通過單向閥2與高壓蓄能器6的出液口連接，高功率電機3的輸出軸與高壓泵4的輸入軸連接，壓力傳感器5的壓力檢測接口與高壓蓄能器6的出液口連接。高功率電機3帶動高壓泵4旋轉，高壓泵4將制動液從油箱I中吸出，轉變成高壓制動液儲存在高壓蓄能器6中，壓力傳感器5用以檢測高壓蓄能器6中的制動液壓力，油箱I用于儲存制動液。
[0030]油箱I通過單向閥11與低壓泵10的進液口連接，低壓泵10的出液口通過單向閥11與低壓蓄能器7的出液口連接，低功率電機9的輸出軸與低壓泵10的輸入軸連接，壓力傳感器8的壓力檢測接口與低壓蓄能器7的出液口連接。低功率電機9帶動低壓泵10旋轉，低壓泵10將制動液從油箱I中吸出，轉變成低壓制動液儲存在低壓蓄能器7中，壓力傳感器8用以檢測低壓蓄能器7中的制動液壓力。
[0031]高速電磁閥I 14和高速電磁閥II 15為常開閥，連接汽車前軸制動輪缸的液壓接頭18 (FR、FL)與高速電磁閥I 14的出液口連接，連接汽車后軸制動輪缸的液壓接頭18(RR、RL)與高速電磁閥II 15的出液口相連。壓力傳感器13的壓力測試接口連接在高速電磁閥I 14和高速電磁閥II 15的出液口。高速電磁閥III 16和高速電磁閥IV 17為常閉閥，高速電