一種基于輪轂電機的驅動與制動集成系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于車輛驅動與制動集成系統(tǒng)領域，尤其是一種基于輪轂電機的驅動與制動集成系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前使用電機驅動的電動汽車，通常采用電機替換內燃機，使用一個電機通過傳動機構驅動左右兩側車輪，離合器、變速器等傳動機構均存在，這樣的電機驅動系統(tǒng)由于傳動機構需要消耗能量，所以傳遞的效率很低，不利于車輛能源高效利用。目前大多數(shù)所使用的輪轂電機驅動電動汽車是電機的轉子軸與車軸剛性連接，給定子線圈通入一定的電流，使得轉子轉動，轉動的轉子帶動車軸轉動，轉動的車軸驅動車輪行駛，這樣的連接方式和普通的電動汽車一樣，都會通過車軸的轉動來驅動車輪行駛，但是車軸是和整個汽車聯(lián)系在一起的，車軸轉動意味著會產(chǎn)生很大的轉動力矩和轉動慣量，會影響汽車的舒適性和安全性；再者，需要更大功率的電機才能夠實現(xiàn)電動汽車的驅動，會使得經(jīng)濟性降低和能量的浪費；同時在制動情形時，也需要提供更大的制動力矩才能夠達到制動的目的，這就會因為制動力矩的過大而使得摩擦盤過度磨損，久而久之不利于汽車的安全性。
[0003]目前轎車盤式制動器大多是通過液壓油來推動制動鉗內的活塞運動，活塞把制動塊壓向制動盤，通過制動盤與制動塊的摩擦來實現(xiàn)車輛制動停車。汽車高速行駛或者緊急制動時，直接通過活塞把制動塊壓向制動盤，頻繁長時間的制動會造成制動塊與制動盤的過度磨損以及摩擦副的過熱，造成制動器的熱衰退，從而影響整車制動性能甚至造成制動失效。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術中存在不足，本發(fā)明提供了一種基于輪轂電機的驅動與制動集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用電機直接驅動輪轂進而驅動電動汽車，能夠改善制動性能、減輕制動副的磨損，同時還增加了電磁制動功能，有效地提高車輛能源利用率，縮短制動作用時間，提高整車制動性能和行車安全。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術手段實現(xiàn)上述技術目的的。
[0006]一種基于輪轂電機的驅動與制動集成系統(tǒng)，包括輪轂電機驅動系統(tǒng)、電磁與摩擦制動系統(tǒng)和整車控制系統(tǒng)，所述輪轂電機驅動系統(tǒng)包括車軸，與所述車軸同軸固定連接的電機定子、輪轂、電機轉子和制動盤，所述輪轂、電機轉子和制動盤依次安裝在電機定子上、且與電機定子轉動連接，所述輪轂與電機轉子固定連接，所述電機轉子與制動盤固定連接，電磁與摩擦制動系統(tǒng)包括電磁與摩擦集成制動器、第一電控液壓閥、第二電控液壓閥、高壓儲油罐、推桿、氣缸和金屬桿，所述電磁與摩擦集成制動器有兩個，分別安裝在制動盤的兩偵I并通過導管與第一電控液壓閥連接，所述氣缸為兩個，均布與制動盤兩側，所述推桿位于氣缸內，并通過導管與第二電控液壓閥連接，第一電控液壓閥和第二電控液壓閥均通過導管與所述高壓儲油罐連接，所述金屬桿有兩個、并在中部交叉鉸接，所述兩個金屬桿的一端分別與兩個推桿鉸接、另一端分別與兩個電磁與摩擦制動器鉸接，所述整車控制系統(tǒng)與第一電控液壓閥和第二電控液壓閥電連接。
[0007]進一步地，所述電磁與摩擦集成制動器包括永磁體、導磁套、導磁板、摩擦塊、回位彈簧，所述導磁套一面開口、與導磁板接觸構成封閉空間，導磁板的一側固定連接永磁體，所述永磁體位于導磁套內、并與導磁套的側面、底面構成一與高壓儲油罐連通的密閉空間，永磁體與導磁套的底面之間設有回位彈簧，在所述導磁套與高壓儲油罐之間設有與第一電控液壓閥；在所述導磁板的另一側固定連接摩擦塊，且所述摩擦塊靠近制動盤。
[0008]進一步地，所述導磁套與高壓儲油罐間還設有限壓閥。
[0009]進一步地，所述兩個金屬桿之間鉸接點到推桿的距離大于到電磁與摩擦集成制動器的距離。
[0010]進一步地，所述輪轂、電機轉子和制動盤均通過軸承與電機定子連接。
[0011]進一步地，所述電機轉子與制動盤采用長螺栓固定連接。
[0012]進一步地，所述制動盤的端面采用耐磨材料。
[0013]在本發(fā)明中，輪轂電機驅動系統(tǒng)用電機的轉子直接驅動輪轂，結構簡單，傳動效率高，由于車軸是不轉動的，減少了汽車的轉動力矩和轉動慣量，提高了汽車的舒適性和安全性。電機制動系統(tǒng)設置了電磁與摩擦集成制動器、兩個電控液壓閥以及金屬桿，整車控制器根據(jù)采集到的信號判斷制動強度來控制液壓閥的開啟和斷開，由于存在金屬桿，不需要增加高壓油的壓力就可以實現(xiàn)制動情形的切換；先進行電磁制動，使得車輪先減速，有需要的話再進行摩擦制動，使汽車停車，降低了制動器的磨損程度，能夠快速的實現(xiàn)所設置的制動情形，制動效果好。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明所述基于輪轂電機的驅動與制動集成系統(tǒng)的結構圖。
[0015]附圖標記說明如下:
[0016]1-電機定子；2-輪轂；3_電機轉子；4_制動盤；5-車軸；6-軸承；7_高壓儲油罐；8-第一電控液壓閥；9_第二電控液壓閥；10_推桿；11_氣缸；12_導管；13-永磁體；14_導磁套；15_導磁板；16_螺栓；17_摩擦塊；18金屬桿；19_螺絲；20_限壓閥；21_回位彈簧
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明的基于輪轂電機的驅動與制動集成系統(tǒng)包括輪轂電機驅動系統(tǒng)、電磁與摩擦制動系統(tǒng)和整車控制系統(tǒng)，輪轂電機驅動系統(tǒng)包括車軸5，與所述車軸5同軸焊接的電機定子I，輪轂2，電機轉子3和制動盤4，所述輪轂2、電機轉子3和制動盤4依次安裝在電機定子I上、且與電機定子I通過軸承6轉動連接，電機轉子3與輪轂2采用螺栓固定連接，電子轉子3與制動盤4用長螺栓16固定連接。在本發(fā)明中，輪轂電機驅動系統(tǒng)采用電機轉子3直接驅動輪轂2，結構簡單，傳動效率高，同時由于車軸固定不轉動，減少了汽車的轉動力矩和轉動慣量，提高了汽車的舒適性和安全性。所述制動盤4采用耐摩材料制成，延長制動盤4的使用壽命。
[0019]電磁與摩擦制動系統(tǒng)包括電磁與摩擦集成制動器、高壓儲油罐7、第一電控液壓閥
8、第二電控液壓閥9、推桿10、氣缸11、和金屬桿18。電磁與摩擦集成制動器有兩個，分別安裝在制動盤4的兩側，每個電磁與摩擦集成制動器包括永磁體13、導磁套14、導磁板15、摩擦塊17、回位彈簧21和限壓閥20，所述導磁套14 一面開口、與導磁板15接觸構成封閉空間，導磁板15的一側固定連接永磁體13，所述永磁體13位于導磁套14內、并與導磁套14的側面、底面構成一與高壓儲油罐7連通的密閉空間，使得永磁體13在汽車行駛狀態(tài)時在導磁套14里面，導磁套14與導磁板15密封永磁體13，永磁體13對外不顯磁性，永磁體13與導磁套14的底面之間設有回位彈簧21，在所述導磁套14與高壓儲油罐7之間設有與第一電控液壓閥8 ;在所述導磁板15的另一側固定連接摩擦塊17，且所述摩擦塊17靠近制動盤4。所述導磁套14與高壓儲油罐7之間還設有限壓閥20。
[0020]所述氣缸11為兩個，均布與制動盤4的兩側，所述推桿10位于氣缸11內，并通過導管12與第二電控液壓閥9連接，第一電控液壓閥8和第二電控液壓閥9通過導管12與高壓儲油罐7連接，所述金屬桿18有兩個、并在中部交叉鉸接，所述兩個金屬桿18的一端分別與兩個推桿10鉸接、另一端分別與兩個永磁體13鉸接，兩個金屬桿18之間通過螺絲19交叉鉸接，且所述螺絲19到推桿10的距離大于螺絲19到永磁體13的距離。整車控制系統(tǒng)與第一電控液壓閥8和第二電控液壓閥9電連接。本發(fā)明輪轂電機制動系統(tǒng)設置了電磁與摩擦集成制動器，第一電控液壓閥8、第二電控液壓閥9以及金屬桿18，整車控制器根據(jù)采集到的信號判斷制動強度來控制液壓閥的開啟和斷開，由于存在金屬桿18，不需要增加高壓油的壓力就可以實現(xiàn)制動情形的切換；先進行電磁制動，使得車輪先減速，根據(jù)需要再進行摩擦制動，使汽車停車，降低了制動器的磨損程度，能夠快速的實現(xiàn)所設置的制動情形，制動效果好。
[0021]整車控制系統(tǒng)包括輪速傳感器、制動踏板力矩傳感器、制動踏板位移傳感器和電子控制單元(ECU)，ECU接收來自輪速傳感器、制動踏板力矩傳感器和制動踏板位移傳感器的信號，經(jīng)綜合所收集的信號判斷制動強度Z的大小，并根據(jù)制動強度Z的不同范圍控制第一電控液壓閥8和第二電控液壓閥9的開啟與關閉，從而開啟不同的制動模式。
[0022]當整車控制系統(tǒng)判斷制動強度Z = O時，關閉第一電控液壓閥8和第二電控液壓閥9，此時導磁套14與導磁板15密封永磁體13，永磁體13對外不顯磁性，給輪轂電機通入電流，電機轉子3轉動，轉動的轉子帶動與之用螺栓固定連接的輪轂2和制動盤4轉動，轉動的輪轂2驅動汽車行駛。
[0023]當整車控制系統(tǒng)判斷制動強度Z〈0.2時，開啟電渦流制動模式:即ECU控制開啟第一電控液壓閥8，關閉第二電控液壓閥9，高壓油從高壓儲油