[发明专利]一种用于城市公交的气动制动装置及制动方法

说明书

本发明公开一种用于城市公交的气动制动装置，包括储能单元和制动单元，储能单元包括电池、电机和飞轮，制动单元包括空气压缩机、制动气室和气压泵/马达，飞轮能够与车轮相连，制动气室与气压泵/马达相连通。本发明还公开一种用于城市公交的气动制动方法，空气压缩机能够将压缩空气输送至制动气室，完成车辆制动；车轮制动时，车轮的制动能直接以机械能的形式存入飞轮中；飞轮利用储存的机械能，经气压泵/马达转化的压缩气体能够进入制动气室内，辅助车轮制动。本发明利用飞轮高速旋转时能量的输入与输出，实现能量的存储，提高制动能量的回收率，同时，飞轮具有能量密度大、能够快速释放能量的优点，可实现辅助制动。

技术领域

本发明涉及车辆制动系统技术领域，特别是涉及一种用于城市公交的气动制动装置及制动方法。

背景技术

汽车传统的刹车方式是利用摩擦原理来实现制动的，频繁的制动会造成大量的能量损失，而传统的制动方式制动效率低，对损失的制动能量的回收利用率低。

城市公交由于满载质量大，刹车需要的制动力度大，使用距离长，且反应速度快，目前广泛采用气压制动模式，主要由空气压缩机、储气罐、制动总泵、制动分泵等组成。但储气罐体积大，置于公交车上占据了大量空间。

现有的制动能量回收方案通常直接向电池充电，因制动过程通常较短，电池难以短时间内大功率充放电，其次，制动能量回馈过程效率低。

因此，如何改变现有技术中，公交制动能量回收效率较低的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于城市公交的气动制动装置及制动方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高制动能量回收率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于城市公交的气动制动装置，包括：

储能单元，所述储能单元包括电池、电机和飞轮，所述电池与所述电机的输入端相连，所述电机的输出端与所述飞轮相连，所述飞轮能够与车轮相连；

制动单元，所述制动单元包括空气压缩机、制动气室和气压泵/马达，所述空气压缩机与所述制动气室相连通，所述制动气室与所述车轮相连，所述制动气室能够为所述车轮提供制动气压；所述制动气室与所述气压泵/马达相连通，所述飞轮能够利用所述气压泵/马达与所述制动气室相连，所述气压泵/马达能够实现机械能和气压能互相转换。

优选地，所述飞轮与所述电机之间设置第一离合器。

优选地，所述气压泵/马达与所述飞轮之间设置第二离合器，所述飞轮与所述车轮之间设置第三离合器。

优选地，所述空气压缩机与所述制动气室之间还设置制动控制总阀和压力控制阀，所述压力控制阀靠近所述制动气室设置，所述气压泵/马达通过所述压力控制阀与所述制动气室相连通。

优选地，所述车轮连接有轮速传感器，所述轮速传感器能够监测所述车轮的转速。

优选地，所述的用于城市公交的气动制动装置还包括控制器，所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器、所述制动控制总阀以及所述轮速传感器分别与所述控制器相连。

优选地，所述空气压缩机与所述制动控制总阀之间设置有空气滤清器。

本发明还提供一种用于城市公交的气动制动方法，包括如下步骤：所述空气压缩机能够将压缩空气输送至所述制动气室，进行所述车轮制动；所述车轮制动时，所述车轮的制动机械能能够直接存入所述飞轮中，当所述飞轮达到限定转速时，所述飞轮能够将制动能量储存到所述电池中；所述飞轮利用储存的机械能，能够经所述气压泵/马达转化成压缩气体并进入制动气室内，辅助所述车轮制动。