电动汽车智能驻车制动系统

于宁，杨海波，周翠玉

(1.河北联合大学迁安学院;2.河北联合大学图书馆;3.河北联合大学机械工程学院，河北唐山063009)

0 引言

当今环境污染与能源消耗问题的日益严重，新能源电动汽车被看做是汽车产业未来的发展方向。驻车制动装置是在电动汽车停车时防止车辆自由移动的制动装置，是电动汽车安全性能的重要保证。

目前汽车驻车装置绝大多数采用手刹制动。但手刹驻车需要驾驶员用力手动拉起操纵杆，在紧急驻车制动情况下不利于驾驶员的操作。对于非封闭式电动汽车，例如:观光游览车，敞开式巡逻车，敞开式环卫车，场区服务车等，当驾驶员拉上手刹，驻车离开后，非驾驶人员解除驻车后，可随意移动车辆。极易造成车辆事故，也不利于电动汽车的防盗。

智能驻车制动装置是针对河北联合大学研制的微型电动汽车，设计的一套智能驻车系统。主要利用驻车按钮，结合车钥匙及加速踏板等装置共同组成智能驻车制动系统，解决了上述手刹驻车制动存在的问题，而且成本低廉，是未来电动汽车驻车制动的发展趋势。

1 智能驻车制动系统结构原理

传统的手刹制动有手刹制动杆，刹车拉线、蹄片等组成。智能驻车制动系统就是用制动按钮代替手刹制动杆，简化了驻车制动的操作，减小了驻车时间，避免了车辆溜车。

智能驻车制动系统的结构，主要由钥匙、加速踏板及驻车按钮控制驻车制动器，带动刹车线的拉紧与放松，进而控制车辆的驻车与否。智能驻车制动系统结构如图1所示。

图1 智能驻车制动系统结构图

智能驻车制动器主要包括继电器、行程开关、拉杆、蜗轮蜗杆电机，滑轮等部件组成。继电器控制蜗轮蜗杆电机的转动。蜗轮蜗杆电机转动，通过钢丝绳拉动弹簧，带动杠杆向下运动，进而拉紧刹车线，使车辆处于驻车制动状态。

制动力的大小是影响制动效果的主要参数。制动力不足，容易产生车辆滑移的现象，而制动力过大容易发生车轮抱死，刹车线断裂的现象。所以驻车制动系统应保证适当的刹车力，使车辆具有最佳的驻车制动效果。此设计利用杠杆原理把蜗轮蜗杆电机的驱动拉力放大，作用于刹车拉紧绳。同时增加弹簧与行程开关装置限制拉力过大。蜗轮蜗杆电机通过拉动弹簧进而拉动杠杆。行程开关包括拉紧行程开关和放松行程开关。用来限制弹簧弹力控制拉紧与放松行程开关的通断，进而控制拉紧绳的拉紧与放松程度，保证该系统具有最佳的制动拉力。

智能驻车制动系统实体结构如图2所示。

图2 智能驻车制动系统实体结构图

智能驻车制动系统结构简图如图3所示。

图3 智能驻车制动系统结构简图

2 智能驻车制动系统控制原理

此智能驻车制动系统主要采用继电器的常开常闭触点，控制电路的通断，进而控制蜗轮蜗杆电机的转动。采用HH54P型继电器，1～9为常闭触点，5～9为常开触点，10～6为常开触点，电源为车载12V电源。

智能机械制动系统的原理，如图4所示。

图4 智能驻车制动系统的原理

在电动汽车钥匙门打开的情况下，电动汽车需要制动时，按下驻车按钮，在加速踏板不起作用的前提下，J×继电器线圈得电，J×继电器的常开触点J×2－1闭合，J×继电器的常闭触点J×1－2断开，则J继电器线圈断电，蜗轮蜗杆电机DJ代替手刹制动装置，拉动液压传动系统使电动汽车保持驻车状态。若驾驶员踩下加速踏板，J×继电器线圈断电，J继电器线圈得电，则将自动解除驻车状态。在钥匙打开，而驻车按钮不起作用的情况下，无论加速踏板按下与否，电动汽车都处于解除驻车状态。

钥匙断开，电动汽车自动进入驻车状态。

智能驻车制动系统状态如表1所示。

表1 智能驻车制动系统状态

3 智能驻车制动系统的功能及优势

此智能驻车制动系统充分利用电动汽车现有的钥匙及加速踏板，控制电动汽车驻车与否，符合人们常规的思维模式。只有在钥匙打开的前提下，才可对电动汽车进行行驶操作。此外在钥匙打开的前提下，增添了踩下加速踏板自动解除驻车的功能，方便了驾驶员的操作流程，缩短了电动汽车的启动时间。按钮制动相对于传统的手刹制动，更便于驾驶员的操作，节省了驻车制动时间，方便紧急状况下对电动汽车的制动。同时，拔下钥匙，电动汽车断电自动驻车的功能，也有利于电动汽车的防盗。

此智能驻车制动系统，直接利用电控制机械零部件，来实现驻车制动功能，相比现在涿渐发展起来的电子驻车制动系统，避免了一些传感器及电子元件的使用，增强了驻车制动系统的稳定性，降低了成本。

经过反复试验与实车运行，此智能驻车制动系统，操作简便，性能稳定，能成功及时的实现驻车制动功能，适合在电动汽车产业推广应用。

4 结论

综上所述，智能驻车制动系统，是一个由电器元件控制蜗轮蜗杆电机，作用于制动器的机电一体化驻车制动系统。相比于传统的手刹驻车制动系统，与现有的电子驻车制动系统，都有其自身优势、特点，更适合应用于电动汽车尤其是敞式电动汽车的驻车制动系统。随着电动汽车的发展，此智能驻车制动系统凭其简单的结构，方便的操作性与舒适性等优点，将得到越来越广泛的应用和发展。

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