純電動汽車電氣緊急制動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種純電動汽車電氣緊急制動系統(tǒng)，它利用電動汽車的驅(qū)動電機(jī)在制動狀態(tài)下轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)，把發(fā)出來的電能消耗在本發(fā)明的能耗裝置中實現(xiàn)緊急制動。本發(fā)明的制動步驟如下：駕駛員放松電動汽車電動機(jī)驅(qū)動控制器踏板----按下緊急制動按鈕----踩下機(jī)械制動踏板。本發(fā)明的電氣緊急制動系統(tǒng)能夠為電動汽車提供巨大的制動力，而且由于采用電氣制動，其制動作用滯后時間短，制動器制動力增長率快，可以使制動距離更短。本發(fā)明主要的制動力由電動機(jī)制動力矩提供，因而常規(guī)制動裝置的損耗很小，可以明顯改善常規(guī)制動裝置的壽命。本發(fā)明可廣泛用于各種純電動的交通工具，都能縮短制動距離、提高緊急制動的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說明】純電動汽車電氣緊急制動系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利涉及一種電動汽車緊急制動系統(tǒng)，特別涉及一種利用驅(qū)動電機(jī)能耗制 動原理的純電動汽車電氣緊急制動系統(tǒng)，屬于電動汽車安全控制領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 電動汽車具有環(huán)保節(jié)能，但目前電動汽車價格偏高，而能夠被廣大百姓接受的、價 格適中的所謂段程電動汽車在國內(nèi)外開始流行，但為了節(jié)約成本，大多沒有安裝防抱死系 統(tǒng)（ABS)。因此，如何提高短程電動汽車行駛的安全性成為核心技術(shù)之一。
[0003] 為了提高燃油汽車制動時的穩(wěn)定性，傳統(tǒng)汽車廣泛采用防抱死系統(tǒng)（ABS)。
[0004] 根據(jù)研究：從制動力矩控制品質(zhì)來看，高速制動時ABS對制動力矩的調(diào)節(jié)頻率和 調(diào)節(jié)幅度均有加強(qiáng)，且在一次制動過程中隨車速的降低調(diào)節(jié)幅度有所下降，說明車速高時 ABS作用明顯，當(dāng)車速低是作用減小，這為本專利提供了依據(jù)。
[0005] 歷經(jīng)數(shù)十年研究國外開發(fā)出來的ABS裝置其基本原理是把運行中汽車的巨大動 能利用剎車裝置作用于車輪轉(zhuǎn)化為熱量消耗掉，達(dá)到減速制動的目的。
[0006] 本發(fā)明首次提出利用電驅(qū)動技術(shù)的特點，即純電動汽車驅(qū)動電機(jī)本身可以利用能 耗制動實現(xiàn)急速減速，把巨大的動能消耗和（或）儲存在能耗裝置上，既可實現(xiàn)快速制動的 目的，又可以延長剎車裝置的壽命，又可降低其成本。
[0007] 本發(fā)明提出了一種適用于純電動汽車的電氣（E)緊急制動（B)功能的系統(tǒng)（S)，以 下簡稱EBS。
[0008] 本發(fā)明的基本原理是：首先利用電動汽車驅(qū)動電機(jī)能耗制動時對車身的滯阻作 用，迅速降低車速到低于某個車速，然后駕駛員猛踩制動踏板，則電動汽車就會實現(xiàn)穩(wěn)定的 制動。
[0009] 由于本發(fā)明的電氣制動系統(tǒng)沒有采用復(fù)雜的液壓調(diào)節(jié)器及其管路，所以更加簡 單、可靠、價廉。
[0010] 制動距離定義為：機(jī)動車在規(guī)定的初速度下急踩制動時，從腳接觸制動踏板（或 手接觸制動手柄）時起，機(jī)動車停住時止，機(jī)動車駛過的距離。影響制動距離的因素主要 有；輪胎道路附著系數(shù)；制動初速度；駕駛員反應(yīng)時間和制動系起作用的滯后時間以及制 動器制動力增長率（增長時間）。由于本發(fā)明采用電氣制動，其制動系統(tǒng)作用滯后時間遠(yuǎn) 短于機(jī)械調(diào)節(jié)過程，制動器制動力增長率快，所以不僅制動性能穩(wěn)定，還可以使制動距離縮 短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于提出一種基于電動汽車驅(qū)動電機(jī)能耗制動原理的電動汽車緊 急制動系統(tǒng).
[0012] 本發(fā)明下文所述的電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)為他勵電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng).為擴(kuò)大發(fā)明的應(yīng)用范 圍不排除其它類型的電機(jī)驅(qū)動類型，如：永磁有刷驅(qū)動系統(tǒng)、永磁無刷驅(qū)動系統(tǒng)、交流永磁 同步驅(qū)動系統(tǒng)、交流異步驅(qū)動系統(tǒng)和開關(guān)磁阻驅(qū)動系統(tǒng)等。
[0013] 本發(fā)明提出的EBS系統(tǒng)（以他勵電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)為例）主要由兩個電阻和一個電容 組成的能耗裝置、兩個直流接觸器、一個電壓繼電器等組成。
[0014] 前述EBS系統(tǒng)的特征之一在于：EBS系統(tǒng)的控制過程，即當(dāng)電動車正常行駛過程 中，遇到必須緊急制動時，首先駕駛員在踩腳剎踏板前先按下緊急制動按鈕，將電機(jī)從電源 斷開，電動機(jī)處于發(fā)電機(jī)運行狀態(tài)；然后本發(fā)明的緊急制動系統(tǒng)能夠自動把能耗裝置和電 動機(jī)電樞兩端連接、將轉(zhuǎn)動部分的動能轉(zhuǎn)換成電能消耗在電阻上。接著，因發(fā)生能耗制動使 得電動機(jī)快速減速。因電動機(jī)的制動牽阻作用使整車車速快速下降；最后駕駛員猛踩制動 踏板使電動汽車實現(xiàn)安全停車。
[0015] 前述EBS系統(tǒng)的特征之二在于：能耗裝置的結(jié)構(gòu)是3元件組成的一個整體，特別是 其中的元件的數(shù)值是根據(jù)整車最高車速、制動時間和控制器最大電流決定的。
[0016] 有益效果
[0017] 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、廉價；能夠同時實現(xiàn)緊急制動時最短安全制動距離；能大大阻止 事故的發(fā)生。對于促進(jìn)電動汽車、特別是短程低價電動汽車的商業(yè)化將起重要推動作用。
[0018] 下面通過【具體實施方式】，結(jié)合附圖，來進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0019] 圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖中包含所述直流接觸器KM和KMB (以兩個接 觸器為例），所述緊急制動按鈕BA、所述電壓繼電器KV，能耗裝置R/C等。所述能耗裝置是 由能耗電阻R和儲能電容C串、并聯(lián)組成。
[0020] 如圖1所示，一種純電動汽車電氣緊急制動系統(tǒng)，在純電動汽車原有的電路中加 入緊急制動按鈕BA，直流接觸器KM和KMB，電壓繼電器KV和能耗裝置R/C。遇到需要緊急剎 車時，駕駛員先松開電動機(jī)驅(qū)動控制器踏板，使驅(qū)動電機(jī)減速；隨后按下緊急制動按鈕BA， 使直流接觸器KM線圈失電，其常開主觸頭KM恢復(fù)斷開，使電機(jī)電樞Μ脫離與電池組的連接 而斷電。此時直流接觸器ΚΜ常閉觸頭ΚΜ恢復(fù)閉合狀態(tài)。由于電機(jī)慣性運行，電樞處于發(fā) 電狀態(tài)使電壓繼電器KV線圈獲電而動作，使其常開觸點KV閉合，使所述直流接觸器ΚΜΒ獲 電動作，其常開主觸頭ΚΜΒ閉合，將能耗裝置R/C與電樞Μ并聯(lián)，此時有很大的電流流過能 耗裝置R/C，于是所述電動汽車的動能以熱量形式消耗在能耗裝置R/C上。因激磁方向未改 變，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)迅速停轉(zhuǎn)，由于電機(jī)的滯阻作用，電動汽車隨之迅 速減速。在電氣制動過程中，駕駛員在按下緊急制動按鈕ΒΑ后已經(jīng)猛踩制動踏板時，電動 汽車的時速已經(jīng)大大低于緊急制動初始的速度，因而能使電動汽車穩(wěn)定停車，達(dá)到了緊急 制動的目的。當(dāng)電機(jī)電樞Μ反電勢低于電壓繼電器KV的釋放電壓時，觸點KV斷開，使ΚΜΒ 失電釋放，完成了電氣制動過程，為下一次緊急制動做好準(zhǔn)備。
[0021] 進(jìn)一步，所述制動按鈕可以裝在駕駛室內(nèi)合適的位置（如：方向盤上或手動剎車 柄等任意駕駛員感到方便操作的位置）。 【專利附圖】

【附圖說明】 圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【權(quán)利要求】
1. 純電動汽車電氣緊急制動系統(tǒng)，其特征在于電動汽車是利用驅(qū)動電動汽車的電機(jī)在 制動情況下由電動機(jī)轉(zhuǎn)變成了發(fā)電機(jī)，把電動汽車的動能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)變成熱能能消 耗在所述能耗裝置R/C中實現(xiàn)緊急制動的。一切以驅(qū)動電機(jī)能耗制動的電動汽車緊急制動 均屬本發(fā)明專利保護(hù)范圍之內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書（1)所述，電動汽車正常行駛中需要緊急制動時，必須按照下列順 序操作：完全放松電動汽車電動機(jī)驅(qū)動控制器踏板按下緊急制動按鈕踩下制動 踏板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書（1)所述的能耗裝置，它可以至少是一個電阻，或由電阻和電容串 聯(lián)組成，或如圖1之R/C所示：由電阻與電容并聯(lián)之后，再與電阻串聯(lián)的復(fù)合連接裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書（1)所述的緊急按鈕應(yīng)該裝在駕駛員便于操作的任何位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書（1)所述之驅(qū)動電機(jī)為他勵電機(jī)，但本發(fā)明也適用于任何類型的電 機(jī)，如：各種勵磁方式的直流電動機(jī)、永磁直流電動機(jī)、永磁同步電動機(jī)、交流異步電動機(jī)、 開關(guān)磁阻電動機(jī)等為驅(qū)動電機(jī)的純電動汽車的緊急制動。
6. 根據(jù)權(quán)利要求書（1)之制動操作順序，本發(fā)明是用各種繼電器之組合實現(xiàn)的，但也 可以用如可編程控制器（PLC)等一切其他電子技術(shù)軟、硬件技術(shù)實現(xiàn)，均屬本發(fā)明專利保 護(hù)范圍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求書（1)，所述緊急制動系統(tǒng)為單獨模塊工作，但也可以與電動機(jī)驅(qū)動 控制裝置組合成為一體形式，均屬于本發(fā)明專利保護(hù)范圍。
【文檔編號】B60L7/20GK104097523SQ201310131504
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月11日
【發(fā)明者】陳奔, 陳立銘 申請人:陳奔, 陳立銘