一種冷卻方法以及制動裝置、車輛與流程
2023-11-02 10:08:12 1
本申請實施例涉及制動系統領域，尤其涉及一種冷卻方法及制動裝置、安裝有所述制動裝置的車輛。
背景技術：
當前，汽車已日漸在大眾中普及開來，在給人們帶來出行方便的同時，也產生了諸多的不利因素，其中，隨著汽車數量的急劇增長，由此引發的能源消耗問題則尤為突出，為此，如何降低因汽車數量增加所帶來的能耗增加則是一個亟待解決的問題。
在對待如何降低汽車能耗的問題上，目前基本上從兩個方向上出發，一種是直接從問題本身出發，即，考慮如何提高汽車的能源利用率，如，通過油電混合技術，使汽車在消耗汽油的過程中，能夠將汽油燃燒後所產生的一部分能夠轉換為電能並存儲在蓄電池中，這樣，存儲在蓄電池中的電能能夠為汽車中的一些車載設備提供能源，並還能在一定程度上為汽車提供行駛動力。而另一種則是考慮如何提高汽車的能量轉化率，這種方式主要是將汽車在行駛過程中所產生的能量加以利用，轉化為能夠向汽車中的車載設備以及汽車行駛所提供的能量，如，在汽車中設置一些風力發電機，從而將汽車行駛過程中所產生的風能轉化為電能進行儲存，或是將汽車行駛過程中所產生的彈性勢能轉化為電能進行儲存，以供汽車後續使用。
提高汽車能量轉化率的方式有多種，其中，將汽車制動時所產生的熱量轉化為電能也是當前人們關注的重點之一。在現有技術中，汽車在制動過程中，剎車片與剎車盤相互摩擦將會產生熱能，人們利用賽貝克效應以及溫差發電機，將剎車片在汽車制動過程中所產生的熱能利用溫差發電片轉化為電能並進行存儲，從而提高了汽車在行駛過程中的能量轉化率。
在實際應用中，人們通常都希望制動裝置中的溫差發電機在儘可能高效的將剎車片的熱能轉化為電能的同時，還希望剎車片的溫度不至長時間的過高，以保證剎車片的壽命，為此，人們通常通過重新分配製動力來降低剎車片的溫 度。具體的，當剎車片的溫度過高時，則說明該剎車片在汽車的制動過程中提供了較大的制動力，因此，可通過EBS(即，電子制動系統)，將各剎車片當前所提供的各制動力進行重新分配，使得其他剎車片提供的制動力增加，而該剎車片提供的制動力減弱。相應的，由於該剎車片提供的制動力減弱，則該剎車片的溫度也將隨之降低，其中，由於汽車上制動裝置主要是依靠剎車片來制動的，因此，這裡提到的剎車片相當於汽車上的制動裝置。
然而，在對剎車片進行降溫的現有方式中，會產生兩個問題。
第一，隨著汽車裡程數的進一步增加，各剎車片的磨損程度也將不斷嚴重，相應的，各剎車片在EBS制動過程中所能發揮的作用也將不斷降低，倘若，在制動過程中，某一剎車片的溫度過高，而其他剎車片又磨損嚴重，則通過EBS將無法很好的實現制動力的重新分配，也就是說，剎車片溫度過高的制動裝置並不能很好的通過EBS來降低其在制動過程中的制動力，因此，該剎車片的溫度也將無法有效的降低，即，該剎車片可能還會長時間的保持溫度過高，從而降低了剎車片的工作壽命。
第二，由於剎車片的溫度越高，剎車片的磨損速度也將會加劇，因此，現有技術中通過EBS來降低剎車片的溫度，以保證剎車片的工作壽命，但是，在實際應用中，溫差發電機中高溫溫差發電片與低溫溫差發電片之間的溫差越高，溫差發電機的電能轉化效率則越高，因此，若通過EBS採用制動力再分配的形式對剎車片進行降溫，則將會對溫差發電機的電能轉化效率造成影響。
所以，如何在有效保證剎車片工作壽命的同時，還儘可能的提高溫差發電機的電能轉化效率，則也是一個亟待解決的問題。
技術實現要素：
本申請實施例提供一種冷卻方法以及制動裝置、安裝有所述制動裝置的車輛，用以解決現有技術中無法有效降低剎車片溫度，以及在降低剎車片溫度的過程中會導致溫差發電機電能轉化效率降低的問題。
本申請實施例提供一種制動裝置，包括：溫差發電機、剎車片以及襯板，所述襯板與所述溫差發電機的高溫溫差發電片接觸，所述襯板與所述溫差發電機的低溫溫差發電片接觸，其特徵在於，所述制動裝置中還包括冷卻裝置；
所述冷卻裝置用於冷卻所述襯板。
所述冷卻裝置包括冷卻管道和冷卻泵；
所述冷卻管道設置於所述襯板中；
所述冷卻泵用於向所述冷卻管道通入冷卻液。
所述制動裝置還包括電控裝置；
所述電控裝置用於監測所述溫差發電機的輸出電流，根據監測到的輸出電流，控制所述冷卻泵向所述冷卻管道通入冷卻液。
當所述電控裝置監測到所述溫差發電機的輸出電流超出設定閾值時，則控制所述冷卻泵向所述冷卻管道通入冷卻液。
本申請實施例提供了一種冷卻的方法，包括：
監測溫差發電機的輸出電流；
根據所述溫差發電機的輸出電流，控制冷卻裝置冷卻襯板。
本申請實施例還提供了一種安裝有如上所述的制動裝置的車輛。
本發明能夠達到的有益效果是：
本申請實施例提供的冷卻方法及制動裝置，通過在制動裝置中的襯板中加入冷卻管道，使得當剎車片的溫度相對襯板的溫度過高時，制動裝置中的電控裝置可控制冷卻泵向該襯板中的冷卻管道通入冷卻液，降低襯板的溫度，而由於襯板與溫差發電機中的低溫溫差發電片是接觸的，因此，襯板的降溫也將帶動低溫溫差發電片的降溫，而低溫溫差發電片的降溫將導致高溫溫差發電片與低溫溫差發電片的溫差進一步的加大，因此，提高了溫差發電機的電能轉化效率，而溫差發電機電能轉化率的提高也將加速溫差發電機中高溫溫差發電片的降溫，由於，高溫溫差發電片與剎車片接觸，因此，高溫溫差發電片的降溫也將帶到剎車片的降溫，所以，與現有技術相比，本申請實施例在保證剎車片能夠有效降溫的同時，還提高了溫差發電機的電能轉化效率，克服了單純依賴制動力重新分配來使剎車片降溫所存在的技術缺陷。
附圖說明
為了更清楚地說明本申請或現有技術中的技術方案，下面將對本申請或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本申請的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還能夠根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本申請實施例提供的制動裝置的示意圖；
圖2為本申請實施例提供的冷卻裝置示意圖；
圖3為本申請實施例提供的冷卻方法的過程；
圖4為本申請實施例提供的冷卻方法的過程；
圖5為本申請實施例提供的電能輸送示意圖。
具體實施方式
為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本申請中的附圖，對本申請中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。
本申請實施例提供一種冷卻方法以及制動裝置，用以解決現有技術中無法有效降低剎車片溫度，以及在降低剎車片溫度的過程中會導致溫差發電機電能轉化效率降低的問題。
本申請實施例提供的制動裝置包括：溫差發電機、剎車片以及襯板，其中，剎車片與該溫差發電機的高溫溫差發電片接觸，而襯板則與溫差發電機中的低溫溫差發電片接觸，在襯板中設置有冷卻裝置，具體的裝置結構如圖1所示。
圖1為本申請實施例提供的制動裝置的示意圖。
在圖1中，溫差發電機101位於剎車片100和襯板102的兩者之間，溫差發電機101中的高溫溫差發電片1011與剎車片100相接觸，而溫差發電機101中的低溫溫差發電片1012與襯板102相接觸。在溫差發電機101中還包括有若干個具有不同自由電子密度的半導體，如P型半導體和N型半導體，各半導體通過金屬導電片相連。
由於剎車片100與溫差發電機101中的高溫溫差發電片1011相接觸，因此，當汽車進行制動時，該剎車片100由於制動力的影響，將產生熱量，熱量經剎車片100可傳導在溫差發電機101中的高溫溫差發電片1011上，同理，由於襯板102通常都是暴露在空氣中的，其溫度應與外界環境的溫度相同，所以，與襯板102相接觸的低溫溫差發電片1012的溫度也應與外界環境的溫度相同，這樣一來，當汽車處於制動時，剎車片100由於制動力的作用將會升溫， 而與剎車片100相連的高溫溫差發電片1011也將隨之升溫，從而與低溫溫差發電片1012產生溫差，溫差發電機101中的若干個半導體材料由於溫差的作用將會產生賽貝克效應，從而使溫差發電機101產生電流。電流經線路傳輸到汽車中的蓄電池中，繼而完成了將剎車片的熱能轉化為電能的能量轉化。
而由於本申請意在解決在能夠有效降低剎車片溫度的同時，還能夠保證溫差發電機的電能轉化效率，克服單純依賴制動力重新分配進行剎車片降溫所存在的技術問題，因此，在本申請實施例中，可在制動裝置中增設一個用於冷卻襯板的冷卻裝置，該冷卻裝置在對襯板進行冷卻的過程中，可使冷卻的襯板通過熱量傳導以及溫差發電機的能量轉化，實現剎車片的降溫，並且，襯板溫度的降低將致使溫差發電機中高溫溫差發電片和低溫溫差發電片之間的溫差進一步增大，這樣就保證了在降低剎車片溫度的同時，還提高了溫差發電機的電能轉化效率，冷卻裝置如圖2所示。
圖2為本申請實施例提供的冷卻裝置示意圖。
在圖2中，整個冷卻裝置大體可以分為兩個部分，一部分為設置在襯板中的冷卻管道，而另一部分則是用於向該冷卻管道通入冷卻液的冷卻泵。當汽車確定出需要對剎車片的溫度進行降溫時，可通過冷卻泵向襯板中的冷卻管道通入冷卻液，襯板經冷卻管道中冷卻液的作用，其溫度將會降低，相應的，與襯板直接接觸的溫差發電機的低溫溫差發電片的溫度也將會隨之降低，這樣，由於剎車片此時溫度還沒有下降，與該剎車片直接接觸的高溫溫差發電片的溫度也將不會發生變化，因此，低溫溫差發電片溫度的降低將導致高溫溫差發電片與低溫溫差發電片之間的溫差將進一步的拉大，根據溫差越大，溫差發電機的電能轉化率越高得出，溫差的拉大將提高溫差發電機的電能轉化率，進一步的根據能量守恆定律得知，溫差發電機的電能轉化效率越高，熱能轉化為電能的速率也就越快，因此，高溫溫差發電片的溫度也將下降，所以，與該高溫溫差發電片直接接觸的剎車片的溫度也將降低，這樣一來，本申請實施例通過對襯板進行降溫的方式，不僅能夠有效的對剎車片實施降溫，還能提高溫差發電機的電能轉化率，不再需要、或者至少降低了對制動力重新分配的需求。
例如，假設汽車在制動的過程中，某一剎車片在制動力的作用下，其溫度上升至95℃，相應的，與該剎車片直接接觸的高溫溫差發電片也應為95℃。當前外界環境的溫度為25℃，相應的，襯板以及與該襯板直接接觸的低溫溫差發電片的溫度也應為25℃，所以在此刻，溫差發電機的高溫溫差發電片與低溫 溫差發電片之間的溫差應為70℃。此時，冷卻裝置中的冷卻泵向襯板中的冷卻管道通入冷卻液，襯板在冷卻液的作用下，其溫度下降到了15℃，相應的，與襯板直接接觸的低溫溫差發電片的溫差也應下降至15℃，這樣，高溫溫差發電片與低溫溫差發電片之間的溫差將拉大到80℃，而溫差發電機由於溫差的拉大，其電能轉化率也將得到提升，高溫溫差發電片中的熱能轉化為電能的速率也將加快，進而降低了剎車片的溫度。
在實際應用中，剎車片的溫度通常不能過高，過高的溫度將會導致剎車片磨損程度的加劇，從而降低了剎車片的工作壽命。因此，在本申請實施例中，制動裝置需要對剎車片的溫度進行監測，並當監測到剎車片的溫度過高時，控制冷卻裝置冷卻襯板，進而實現對該剎車片的冷卻，其中，由於外界溫度通常會在一定的溫度範圍內浮動，相應的，襯板以及與襯板直接接觸的低溫溫差發電片的溫度也應在一定的範圍內浮動，而剎車片由於制動力的影響，其溫度的浮動範圍通常較大，如，在同等時長下，當汽車急剎時，剎車片所受的制動力通常較大，溫度也就較高，而當汽車緩慢剎車時，剎車片所受的制動力通常較小，溫度也就較低。由於襯板的溫度相對穩定，所以，剎車片溫度的高低通常可以通過剎車片與襯板之間的溫差來進行衡量，即，也可通過高溫溫差發電片與低溫溫差發電片之間的溫差來進行衡量，而由於高溫溫差發電片與低溫溫差發電片之間的溫差越大，溫差發電機所輸出的電流強度也就越高，所以，基於此，制動裝置可通過溫差發電機輸出電流的強弱，確定是否對襯板實施降溫，具體過程如圖3所示。
圖3為本申請實施例提供的冷卻方法的過程，具體包括以下步驟：
S301：監測溫差發電機的輸出電流。
為了防止剎車片的溫度過高，本申請實施例中可在制動裝置中設置一個電控裝置來監控溫差發電機的輸出電流，並在後續過程中，根據輸出的電流，控制冷卻裝置對襯板實施冷卻。
S302：根據所述溫差發電機的輸出電流，控制冷卻裝置冷卻襯板。
當電控裝置監測到溫差發電機的輸出電流後，可根據該輸出電流，控制冷卻裝置中的冷卻泵向襯板中的冷卻管道通入冷卻液。具體的，制動裝置中的電控裝置在監測到溫差發電機的輸出電流後，可根據該輸出電流的大小，確定出應如何控制冷卻泵向襯板中的冷卻管道通入冷卻液，其中，當監測到溫差發電機的輸出電流過大時，則可控制冷卻泵加速向襯板中的冷卻管道通入冷卻液， 而當電控裝置監測到溫差發電機的輸出電流較小時，則可控制冷卻泵向襯板中的冷卻管道緩慢的通入冷卻液，或是停止冷卻泵向襯板中的冷卻管道通入冷卻液。襯板在冷卻液的作用下，得到降溫，而襯板的降溫將導致溫差發電機中高溫溫差發電片和低溫溫差發電片之間的溫差拉大，從而提高了溫差發電機的電能轉化效率，並通過溫差發電機的能量轉化，使得剎車片的溫度得到了降低。
當然，在本申請實施例中，也可在電控裝置中設定一個閾值，使得電控裝置可根據該設定閾值以及溫差發電機的輸出電流，控制該冷卻裝置中的冷卻泵向襯板中的冷卻管道通入冷卻液，具體過程如圖4所示。
圖4為本申請實施例提供的冷卻方法的過程，具體包括以下步驟：
S401：監測溫差發電機的輸出電流。
制動裝置中的電控裝置為了防止剎車片的溫度過高，可對溫差發電機的輸出電流進行實時監測。
S402：判斷所述輸出電流是否超出設定閾值，若是，則執行步驟S403，若否，則執行步驟S404。
S403：控制所述冷卻泵向所述冷卻管道通入冷卻液。
S404：停止所述冷卻泵向所述冷卻管道通入冷卻液。
為了防止剎車片的溫度過高而導致剎車片的工作壽命降低，在本申請實施例中，可在電控裝置中設定一個閾值，並根據該設定閾值，來對冷卻裝置中的冷卻泵進行控制。
具體的，制動裝置中的電控裝置在監測到溫差發電機的輸出電流後，可進一步的判斷該輸出電流是否超出了設定閾值，當電控裝置監測到該輸出電流超出設定閾值時，則可控制冷卻裝置中的冷卻泵向襯板中的冷卻管道通入冷卻液，使得襯板在冷卻液的作用下，得到降溫，而襯板的降溫將導致溫差發電機中高溫溫差發電片和低溫溫差發電片之間的溫差拉大，從而提高了溫差發電機的電能轉化效率，並通過溫差發電機的能量轉化，使得剎車片的溫度得到了降低。而當電控裝置監測到溫差發電機的輸出電流未超出設定閾值時，則可控制冷卻裝置中的冷卻泵停止向襯板中的冷卻管道通入冷卻液。
需要說明的是，該設定閾值可以進行調整，具體的調整方式可以人為根據外界的溫度進行調整，也可由汽車根據監測到的外界溫度進行調整。例如，假設，默認設定的閾值電流所對應的溫差為70℃，但是當前外界的溫度為-20℃，所以，當剎車片的溫度達到50℃時，溫差發電機輸出的電流強度將達到設定閾 值，但是，50℃對於剎車片來說，溫度還不至過高，因此，為了進一步的提高溫差發電機輸出的電流強度，駕駛員可通過汽車中設置的按鈕或是中控屏幕上的操作按鈕，來對該設定閾值進行調節，以提高溫差發電機輸出的電流強度。
當然，汽車也可在監測到外界溫度後，根據該外界溫度自動對電控裝置中的設定閾值進行調整，如，汽車默認剎車片的溫度不應超過90℃，所以，汽車可根據監測到的外界溫度對電控裝置中的設定閾值進行調整，其中，當汽車監測到的外界溫度較低時，則可在保證剎車片溫度不超過90℃的前提下，將電控裝置中的設定閾值調高，而當外界溫度較高時，則可相應的將電控裝置中的設定閾值調低。
電控裝置在控制冷卻裝置中的冷卻泵向襯板中的冷卻管道通入冷卻液後，襯板的溫度將得到降低，相應的，與襯板直接接觸的低溫溫差發電片的溫度也將降低，溫差發電機中高溫溫差發電片與低溫溫差發電片的溫差將隨之低溫溫差發電片溫度的降低而進一步的拉大，從而提高了溫差發電機的電能轉化率，並降低了剎車片的溫度。由於高溫溫差發電片與低溫溫差發電片之間存在溫差，溫差發電機將會產生電流，並將產生的電流輸送到蓄電池中進行存儲，如圖5所示。
圖5為本申請實施例提供的電能輸送示意圖。
在圖5中，當溫差發電機產生電流後，可將電流輸出至電控裝置，電控裝置在監測到溫差發電機輸出的電流後，可對電流的大小進行監測，並根據電流的大小，對冷卻裝置中的冷卻泵進行控制。與此同時，電控裝置可將溫差發電機輸出的電流進一步的導入到DCDC轉換模塊中，DCDC轉換模塊可將溫差發電機輸出的電流轉換為蓄電池能夠接收的電流，並將轉換後的電流通入至蓄電池中進行存儲。
車輛安裝有上述制動裝置後，對制動力重新分配的要求降低，制動可靠性明顯提高。
最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本申請的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本申請進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然能夠對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本申請各實施例技術方案的精神和範圍。