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

本发明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。

背景技术：

1、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。

2、线控制动系统主要包括ehb制动系统和emb制动系统，其中：

3、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。

4、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。

5、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

1、为解决背景技术存在的不足，本发明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。

2、为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

3、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；

4、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；

5、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；

6、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。

7、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：

8、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。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明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。

技术特征：

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；

2.根据权利要求1所述的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：所述气压缸二(16)与所述气压缸一(17)内部均装有膨胀气体。

3.根据权利要求1所述的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：所述气管(15)外形呈l形且其竖向支管埋设固定在制动器壳体(10)内部。

4.根据权利要求1所述的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：所述气压缸一(17)与制动器壳体(10)预设的开槽接触位置、气压缸一(17)与固定制动片(14)接触位置、气压缸一(17)与气管(15)接口位置以及气压缸二(16)与气管(15)接口位置均进行密封处理。

5.一种新能源车辆用线控制动系统能量回收机构的控制方法，其特征在于：根据权利要求1所述的能量回收机构，其控制方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：制动结束后固定制动片(14)存在一段残余热量消失期，期间气压缸一(17)保持热缸状态，飞轮(19)旋转使发电机(20)旋转发电。

技术总结
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。电子控制模块负责接收制动信号，制动模块负责执行制动过程，能量回收模块将制动过程中产生的热量转化为机械能再转化为电能，具体为：气压缸一横向固定在制动器壳体的开槽内且底端与固定制动片接触设置，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，发电机传动轴外端固定飞轮，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。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。

技术研发人员：刘理想,季晨,张立杰,祝俊
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16