本實用新型涉及車輛技術領域，特別涉及一種能量回收裝置和車輛的制動系統(tǒng)。

背景技術：

目前，隨著汽車行業(yè)對于能耗利用率的高標準要求，通過回收車輛的能量，特別是制動能量，成為降低能耗的重要技術手段。現有技術中，通常通過在車輛的傳動系加裝電機來回收制動能量。但是，加裝電機會導致傳動系的機械連接方式發(fā)生變化，容易導致結構動作卡滯，影響車輛安全性。另外，由于加裝了電機，制動效果受到較大影響，制動力相比未加裝電機的情況有很大改變，需要對制動力進行標定且標定周期長、難度較大。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種能量回收裝置，以方便地進行制動能量回收。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種能量回收裝置，其中，所述能量回收裝置包括電機以及用于將所述電機安裝到車輛的制動系統(tǒng)的制動鉗的安裝架，所述電機包括設置有磁體的外殼和設置有繞組并能夠相對于所述外殼轉動的電機中軸，所述外殼的側表面形成為回轉體的回轉面，所述電機設置為在制動時通過所述側表面與所述制動系統(tǒng)的制動盤滾動接觸，從而使所述繞組通過所述外殼的滾動發(fā)電。

優(yōu)選地，所述能量回收裝置包括制動蹄片，所述制動蹄片固定在所述安裝架上，所述電機通過能夠相對于所述安裝架滑動的滑塊安裝于所述安裝架，所述電機能夠通過所述滑塊的滑動而相對于所述制動蹄片沿垂直于所述制動盤的方向移動并在所述制動蹄片與所述制動盤接觸之前先與所述制動盤接觸。

優(yōu)選地，所述電機能夠沿垂直于所述制動盤的方向移動至沿該方向距離所述制動蹄片0.3-0.5mm的位置。

優(yōu)選地，所述滑塊包括分別設置在所述電機中軸兩端的第一滑塊和第二滑塊。

優(yōu)選地，所述安裝架設置有通孔和用于設置彈性件的第一安裝部，所述滑塊包括滑塊主體和從所述滑塊主體延伸并能夠通過所述通孔滑動的滑動部，所述滑塊主體上設置有用于設置所述彈性件的第二安裝部，所述第一滑塊和/或第二滑塊的所述滑動部的穿過所述通孔的端部設置有用于設置定位件的第三安裝部，所述彈性件的兩端分別設置在所述第一安裝部和第二安裝部中。

優(yōu)選地，所述第一滑塊和第二滑塊中的一者設置有用于插入所述電機中軸的端部的插孔，所述第一滑塊和第二滑塊中的另一者的滑塊主體設置有用于定位所述電機中軸的端部的限位槽。

優(yōu)選地，所述安裝架包括扇環(huán)形的制動蹄片安裝部和從所述制動蹄片安裝部的兩端突出的電機安裝部，所述制動蹄片為與所述制動蹄片安裝部形狀對應的扇環(huán)形并固定于所述制動蹄片安裝部，所述能量回收裝置包括兩個所述電機，兩個所述電機分別安裝于位于所述制動蹄片安裝部的兩端的電機安裝部。

優(yōu)選地，所述外殼為具有中心通孔的圓臺形狀，所述外殼的側表面的母線與所述制動盤平行。

相對于現有技術，本實用新型所述的能量回收裝置具有以下優(yōu)勢：

本實用新型的能量回收裝置能夠通過外殼與制動盤接觸而產生滾動，從而：一方面能夠通過外殼與電機中軸的相對轉動而發(fā)電，方便地回收制動能量；另一方面，外殼與制動盤的滾動接觸產生摩擦，能夠在將機械能轉換為電能的同時起到一定的制動效果，因而未對制動系統(tǒng)的制動力產生太大影響，無需對制動力進行長周期、復雜的標定。

本實用新型還提出一種車輛的制動系統(tǒng)，其中，所述車輛的制動系統(tǒng)包括制動盤、制動鉗和本實用新型的能量回收裝置，所述安裝架安裝在所述制動鉗上。

優(yōu)選地，所述制動鉗設置有避讓所述電機的避讓結構。

所述車輛的制動系統(tǒng)與上述能量回收裝置相對于現有技術所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施方式及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為顯示本實用新型的一種實施方式的制動系統(tǒng)的電機與制動盤的結構的視圖；

圖2為圖1中去掉制動盤和制動鉗的視圖；

圖3為圖2中去掉安裝架的視圖；

圖4為圖3中的主視圖；

圖5為圖4的左視圖；

圖6為圖4的俯視圖；

圖7為沿圖4中A-A線截取的剖視圖；

圖8為圖1中的電機的立體圖；

圖9為圖8的電機去掉外殼的立體圖；

圖10為圖9的電機的內部結構的立體圖；

圖11為圖4中第一滑塊的立體圖；

圖12為圖11的主視圖；

圖13為圖11的俯視圖；

圖14為圖11的側剖視圖；

圖15為圖4中第二滑塊的立體圖；

圖16為圖15的主視圖；

圖17為圖15的俯視圖；

圖18為圖2中安裝架的立體圖；

圖19為圖18的背側圖。

附圖標記說明：

10-電機，11-外殼，12-電機中軸，121-限位件，13-電機殼體，14-永磁體，15-電勢輸出端子，20-安裝架，21-制動蹄片安裝部，22-電機安裝部，221-通孔，222-避讓孔，223-第一安裝部，30-制動蹄片，40-制動盤，50-滑塊，51-第一滑塊，52-第二滑塊，53-滑塊主體，54-滑動部，55-第二安裝部，56-第三安裝部，57-限位槽，58-插孔，60-彈性件，70-定位件，80-制動鉗。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施方式及實施方式中的特征可以相互組合。

另外，在本實用新型的實施方式中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指參考附圖所示的上、下、左、右；“內、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內、外。

下面將參考附圖并結合實施方式來詳細說明本實用新型。

根據本實用新型的一個方面，提供一種能量回收裝置，其中，所述能量回收裝置包括電機10以及用于將所述電機10安裝到車輛的制動系統(tǒng)的制動鉗80的安裝架20，所述電機10包括設置有磁體的外殼11和設置有繞組并能夠相對于所述外殼11轉動的電機中軸12，所述外殼11的側表面形成為回轉體的回轉面(一條母線繞著另一條軸線旋轉一周，其運動的軌跡形成的面稱為回轉面)，所述電機10設置為在制動時通過所述側表面與所述制動系統(tǒng)的制動盤40滾動接觸，從而使所述繞組通過所述外殼11的滾動發(fā)電。

本實用新型的能量回收裝置能夠通過外殼11與制動盤40接觸而產生滾動，從而：一方面能夠通過外殼11與電機中軸12的相對轉動而發(fā)電，方便地回收制動能量；另一方面，外殼11與制動盤40的滾動接觸產生摩擦，能夠在將機械能轉換為電能的同時起到一定的制動效果，因而未對制動系統(tǒng)的制動力產生太大影響，無需對制動力進行長周期、復雜的標定。

為提供足夠的制動力，可以將外殼11與制動盤40的滾動接觸所提供的制動效果與制動蹄片30結合使用并在制動初期替代制動蹄片的作用。因此，優(yōu)選地，所述能量回收裝置包括制動蹄片30，所述制動蹄片30固定在所述安裝架20上，所述電機10通過能夠相對于所述安裝架20滑動的滑塊50安裝于所述安裝架20，所述電機10能夠通過所述滑塊50的滑動而相對于所述制動蹄片30沿垂直于所述制動盤40的方向移動并在所述制動蹄片30與所述制動盤40接觸之前先與所述制動盤40接觸。具體地：當駕駛員踩下制動踏板開始制動時，制動鉗80將驅動安裝架20沿垂直于所述制動盤40的方向朝向制動盤40移動，使得外殼11先與制動盤40滾動接觸，從而將機械能轉化為電能，同時通過滾動接觸的摩擦產生制動效果。當駕駛員繼續(xù)踩下制動踏板以進行更為緊迫的制動時，電機10通過滑塊50相對于安裝架20滑動，此過程中，電機10通過外殼11與制動盤40的滾動接觸而保持沿垂直于所述制動盤40的方向的定位，因而上述滑動將導致安裝架20和制動蹄片30一起朝向制動盤40沿垂直于所述制動盤40的方向移動，直到制動蹄片30與制動盤40接觸并產生摩擦制動。在制動蹄片30也參與制動的情況下，外殼11仍保持與制動盤40的滾動接觸而繼續(xù)發(fā)電并貢獻制動效果。由于電機10能夠通過外殼11的滾動摩擦提供制動效果，因此，本實用新型的制動蹄片30相比現有技術中完全通過制動蹄片提供制動力的方式而言，制動蹄片30可以選擇為比現有技術的制動蹄片的規(guī)格更小(例如輪廓尺寸更小、厚度更薄)，簡化了整體結構且降低了成本。

其中，根據電機10的發(fā)電效率以及提供的制動效果，可以將其設置為能夠取代所能夠提供的最大制動力的預定比例。例如，可以將外殼11與制動盤40的滾動接觸產生的制動力設置為所能夠提供的最大制動力的10％-20％。為此，可以合理設置在制動鉗80的驅動下外殼11剛好接觸制動盤40時制動盤40距離制動蹄片30的距離。優(yōu)選地，所述電機10(外殼11上最接近制動盤40的位置)能夠沿垂直于所述制動盤40的方向移動至沿該方向距離所述制動蹄片0.3-0.5mm的位置。換言之，以所述電機10能夠沿垂直于所述制動盤40的方向移動至沿該方向距離所述制動蹄片0.5mm的位置為例，在制動鉗80的驅動下外殼11剛好接觸制動盤40時制動盤40距離制動蹄片0.5mm，在制動鉗80繼續(xù)驅動安裝架20和制動蹄片30繼續(xù)移動0.5mm的過程中，制動效果僅通過外殼11的滾動接觸來實現。在制動鉗80繼續(xù)驅動安裝架20移動時，將同時通過外殼11和制動蹄片30來實現制動。

優(yōu)選地，如圖2、圖4和圖7所示，所述滑塊50可以包括分別設置在所述電機中軸12兩端的第一滑塊51和第二滑塊52，從而通過第一滑塊51和第二滑塊52在電機10的軸向兩端提供穩(wěn)定的滑動連接。

其中，滑塊50可以設置為各種適當的形式，只要能夠將電機10滑動連接至安裝架20即可。另外，滑塊50應設置為能夠在不需要制動時回復到使得電機10相對于制動蹄片30更靠近制動盤40的位置，以便在制動時能夠使外殼11先接觸制動盤40。這里，回復可以通過各種方式實現，例如設置單獨的驅動機構(例如液壓、電動伸縮機構)。優(yōu)選地，可以通過設置彈性件60來提供回復力。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，如圖3和圖7所示，所述安裝架20設置有通孔221和用于設置彈性件60的第一安裝部223，所述滑塊50包括滑塊主體53和從所述滑塊主體53延伸并能夠通過所述通孔221滑動的滑動部54，所述滑塊主體53上設置有用于設置所述彈性件60的第二安裝部55，所述第一滑塊51和/或第二滑塊52的所述滑動部54的穿過所述通孔221的端部設置有用于設置定位件70的第三安裝部56，所述彈性件60的兩端分別設置在所述第一安裝部223和第二安裝部55中。由此，可以通過定位件70和滑塊主體53在滑動部54的兩側實施止擋，以使滑塊50以可滑動的方式設置在安裝架20上。同時，一方面可以通過彈性件60方便地提供回復力，另一方面還能夠通過彈性件60對電機10提供壓緊力，使外殼11在制動時始終滾動壓緊在制動盤40上，并在外殼11與制動盤40滾動接觸后為電機10提供減振作用。其中，彈性件60、第一安裝部223和第二安裝部55可以根據需要相應設置。例如，彈性件60可以為彈簧，第一安裝部223和第二安裝部55可以為用于容納彈簧的端部的凹槽。為提供平穩(wěn)的回復力，可以在電機10的軸向兩端的兩側分別設置彈性件60。為此，安裝架20的兩端分別設置有兩個第一安裝部223，如圖3所示，第一滑塊51的滑塊主體53和第二滑塊52的滑塊主體53上分別設置有兩個第二安裝部55，從而每個電機10通過四個彈性件60壓緊。

其中，為避免出現過度限制，可以僅在第一滑塊51和第二滑塊52中的一者上設置第三安裝部56來安裝定位件70。例如，如圖3、圖4至圖6所示，僅在第一滑塊51上設置第三安裝部56來安裝定位件70。其中，第三安裝部56和定位件70的形式可以根據需要相應設置，例如，第三安裝部56可以為通孔，定位件70可以為卡簧。其中，在不改變滑塊50的輪廓尺寸的情況下，通過使用不同寬度的卡簧可以調整電機10相對于制動蹄片30的沿沿垂直于所述制動盤40的方向的位置關系。因此，一方面，可以通過不同寬度的卡簧來設置電機10與制動盤40之間的沿垂直于所述制動盤40的方向的初始距離(即進行制動前，電機10最靠近制動盤40的部分與制動盤40之間的距離)；另一方面，當制動蹄片30發(fā)生磨損時，為相應調整制動效果，可以更換寬度較大的卡簧以及相應尺寸的第三安裝部56的滑塊50，而無需更換制動蹄片30。

電機中軸12可以通過各種適當的方式安裝于滑塊50，以能夠跟隨滑塊50相對于安裝架20滑動。例如，如圖7所示，所述第一滑塊51和第二滑塊52中的一者(例如第一滑塊51)上設置插孔58，并在所述第一滑塊51和第二滑塊52中的另一者(例如第二滑塊52)的滑塊主體53設置用于定位所述電機中軸12的端部的限位槽57，電機中軸12的一端可以插入插孔中定位，另一端可以定位在限位槽57中。其中，限位槽57可以設置為具有特殊形狀，電機中軸12的另一端可以設置有用于與限位槽57的形狀匹配的限位件121，從而可以通過限位槽57和限位件121提供多方位的限位。例如，限位槽57可以為十字型，限位件121為從電機中軸12的端部徑向相對地延伸的凸塊。

本實用新型的安裝架20可以設置為各種適當的形式。優(yōu)選地，如圖1和圖4所示，所述安裝架20包括扇環(huán)形的制動蹄片安裝部21和從所述制動蹄片安裝部21的兩端軸向突出的電機安裝部22，所述制動蹄片30為與所述制動蹄片安裝部21形狀對應的扇環(huán)形并固定于所述制動蹄片安裝部21，所述能量回收裝置包括兩個所述電機10，兩個所述電機10分別安裝于位于所述制動蹄片安裝部21的兩端的電機安裝部22。其中，制動蹄片安裝部21和制動蹄片30的形狀對應，便于對制動蹄片30提供穩(wěn)定的支撐。制動蹄片安裝部21和制動蹄片30可以通過各種適當的方式安裝固定，例如可以將制動蹄片30壓力接合在制動蹄片安裝部21上。通過設置兩個電機10，一方面可以提高能量回收效率和制動效果，另一方面可以使本實用新型的能量回收裝置形成對稱結構，便于制作和裝配。

另外，為減小能量回收裝置的尺寸，可以盡可能減少其沿垂直于所述制動盤40的方向的尺寸(即軸向尺寸)。為此，如圖2所示，電機安裝部22可以為板狀并可以在電機安裝部22上設置避讓電機10的避讓孔222，一方面允許電機10與電機安裝部22部分地重疊以減小整個裝置的軸向尺寸，另一方面可以減輕電機安裝部22的重量，降低整個裝置的重量和成本。

本實用新型中，外殼11可以為各種適當的結構，只要側表面為回轉體的回轉面即可。例如，側表面可以為圓柱體的側表面。為減小外殼11的磨損，優(yōu)選地，如圖8所示，所述外殼11為具有中心通孔的圓臺形狀，所述外殼11的側表面的母線與所述制動盤40平行。通過將外殼11設置為圓臺形狀，其側表面為錐形的回轉面，能夠在滾動時形成與制動盤40的表面形狀一致的圓環(huán)面的運動軌跡，從而與制動盤40充分接觸，減小了磨損。另外，根據所需的發(fā)電效果和制動力，可以設置外殼11的尺寸。對于普通轎車而言，以一個具體實施例為例，外殼11的圓臺的大端可以設置為具有15mm的半徑，圓臺的小端可以設置為具有10.84mm的半徑，圓臺的母線與中心線的夾角可以為5.938°。

在外殼11為圓臺形狀的情況下，可以理解的，如圖7所示，外殼11的側表面的母線平行于制動盤40，以確保側表面與制動盤40的滾動接觸，而圓臺的中心線(即電機中軸12的延伸方向)則相對于制動盤40傾斜。同時，電機10通過滑塊50設置為能夠相對于安裝架20沿垂直于制動盤40的方向移動。為此，安裝架20的電機安裝部22可以從具有平的外表面的制動蹄片安裝部21突出并形成傾斜于制動蹄片安裝部21的外表面的安裝面，并將通孔221設置為設置垂直于該安裝面。

另外，為適應與制動盤40滾動接觸的工作環(huán)境，外殼11由高耐磨材料制成。電機10可以具有安裝有永磁體14的電機殼體13，其中，電機殼體13可以為圓柱形并可以固定在外殼11內以隨外殼11同步轉動并在轉動過程中使永磁體14的磁場切割作為定子的電機中軸12上的繞組而發(fā)電。為實現外殼11和電機中軸12的相對轉動，電機中軸12可以通過軸承安裝到外殼11上。其中，可以在電機中軸12上設置電力輸出線路以輸出產生的電能。另外，電機中軸12上可以設置電勢輸出端子15以整流穩(wěn)壓，以為車輛的蓄電池充電。

根據本實用新型的另一方面，提供一種車輛的制動系統(tǒng)，其特征在于，所述制動系統(tǒng)包括制動盤40、制動鉗80和本實用新型的能量回收裝置，所述安裝架20安裝在所述制動鉗80上(例如通過制動鉗80卡緊)。

其中，為適應外殼11的回轉面，所述制動鉗80可以設置有避讓所述電機10的避讓結構，從而盡可能減小結構的整體尺寸。例如，在圖示的實施方式中，電機10設置在本實用新型的能量回收裝置的兩側，由此可以通過將現有的制動鉗80的兩側去掉部分材料來形成所述避讓結構以使電機10露出。其中，電機10的尺寸設置為不超出制動鉗80的外表面(即圖1所示的沿軸向暴露在外的表面)。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施方式而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。