[发明专利]一种实现制动能量回收及车辆制动的系统及方法

说明书

本发明涉及车辆技术领域，提供一种实现制动能量回收及车辆制动的系统及方法。本发明所述的实现制动能量回收及车辆制动的系统包括：传动半轴，与车辆的轮毂相固定；电磁场总成，固定在传动半轴的转向节上，用于产生电磁场；切割柱，设置在传动半轴上，用于在电磁场总成产生的电磁场中切割磁感线而使传动半轴上产生电流；储能单元，用于接收并储存传动半轴上产生的电流；以及控制单元，用于判断车辆的制动状态，并根据所述制动状态控制电磁场总成产生电磁场以实现制动能量回收，或者根据所述制动状态控制电磁场总成产生的电磁场增大以及控制储能单元放电以实现车辆制动。本发明达到了节约能源、提高能源利用率、降低制动结构复杂程度等目的。

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种实现制动能量回收及车辆制动的系统及方法。

背景技术

现如今，节能减排已经成为车辆的研发热点，因此混动车和纯电动车(以下统称为电动汽车)越来越多地进入人们视野，且随之产生的关于电动汽车的制动能量的回收利用也开始倍受人们关注，从而ISG(Integrated Starter Generator，即集成启动电动机)和BSG(Belt-driven Starter Generator，即皮带传动启动电动机)应运而生。以ISG电机为例，安装在电动汽车上的ISG电机能很好地挽回了流失的大部分能量，将制动时的能量转化为电能储存，延长了车辆的续航里程，减少了消费者的支出，这也就成为人们喜爱混动车和电动车的重要原因。

但是，现在大多数的电动汽车仍脱离不了主要包括盘式制动和鼓式制动的传统的制动方式。

其中，鼓式制动的工作原理主要是利用了杠杆原理，通过安装在汽车轮毂里面的刹车片与轮鼓内面接触而发生摩擦，从而完成制动过程。鼓式制动虽给人们带来制动的可靠性和成本的经济性，但却由于其结构形式带来的散热差、维修难度大等原因而逐渐淡出人们视线。

另外，盘式制动的工作原理主要是：制动器的钳体安装在转向节上，不能随车轮旋转，同时也不能沿着制动盘轴线方向作直线移动；当驾驶员踩刹车时，制动液被压入活塞外腔并推动内外侧钳体内的活塞，将两侧的摩擦片紧压到制动盘上，利用摩擦力减慢或停止制动盘的转动状态；当驾驶员松开刹车踏板时，油液压力减小，回位弹簧将两侧摩擦片及活塞推离制动盘。

相比于鼓式制动，盘式制动有着良好的散热性。但由于盘式制动摩擦片与制动盘的接触面积有限，从而限制了其制动性能，而要想达到良好的制动性能，对摩擦片的损耗加剧又不可避免的。因此，长时间保持盘式制动时(如走山路)，过热的温度会传到制动液，使制动液容易产生气泡，影响制动效果。

目前，盘式制动虽然避免不了高温损耗和能量流失，但因比鼓式制动有着更良好的散热优点而被大多数厂家和消费者喜爱，因此目前人们所见到最多制动方式为盘式制动，但是鼓式制动方式仍然不能被人们抛弃。部分乘用车由于经济效益或某些原因采用前盘后鼓的制动方式，而重载型货车多数仍用鼓式制动方式。

对于上述的安装的例如ISG电机的电动汽车，通常采用盘式制动。ISG电机是一种发电机/电动机一体机，其具有良好的可逆性，且经过设计好的控制装置等可以通过电动汽车储能装置(如蓄电池、超级电容器等)来存储车辆盘时制动时一部分动力带动ISG产生的电流。储能装置完储能后，在电动汽车起步或者加速时，再将其储存起来的能量释放出来，从而延长电动汽车的续驶里程且降低整车能耗，达到提高整车能量利用率的目的。但是，由于制动行程短，且盘式制动具有高温损耗和能量流失的缺陷，从而在制动能量回收瞬间电流过大面产生能量损失，且制动能量回收过程中还需要通过介质(齿轮、传送带等机构)传递机械能到ISG电机中进一步发电，而能量在传递中也会有大量损耗，从而基于ISG电机和盘式制动的能量回收率只能达到约10％-30％，对应使得车辆能源利用率也相对较低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种实现制动能量回收及车辆制动的系统，以解决现有电动汽车制动性能不佳及制动能量回收率较低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：