[发明专利]一种基于电气控制系统的主动气动轮辋装置的散热方法

说明书

本发明涉及一种基于电气控制系统的主动气动轮辋装置及其散热方法，该装置包括主轮辋组件、活动轮辋组件、电机和控制器；电机安装于主轮毂上，活动轮毂安装于电机的传动轴上，控制器通过电信号线与电机连接；控制器根据卡钳温度传感器采集的信息以及整车CAN信号解析信息，分别获取环境信息参数和车辆工况信息参数，并通过驱动电机运转从而带动活动轮辋组件相对主轮辋组件转动。本发明通过转动活动轮辋组件可以增大或减小散热口的开口面积，进而可以根据车辆的实际车况调节散热口的开口面积或者轮辋旋转及转速，以使各个工况下的车辆均具有较佳的散热性能和气动性能。

技术领域

本发明涉及汽车散热技术领域，具体涉及一种基于电气控制系统的主动气动轮辋装置的散热方法。

背景技术

在节能减排的大背景下，汽车的减阻减排是目前的研究热点之一。车轮的气动阻力是汽车行驶阻力的重要组成部分，进行车轮气动阻力研究具有重要的意义。轮胎和轮辋混组的风洞实验结果表明，轮辐结构对气动阻力的影响明显大于胎面花纹的影响。计算流体力学仿真结果，车轮对整车气动力影响占整车气动阻力的24％；前轮的气动阻力占整个车轮的59.7％。同时，轮胎噪声是车辆高速行驶时重要的噪声源之一。开放式轮辐腔体会产生较大的气动噪声。轮辐的分段形式、布置方式和开口面积是影响轮胎气动噪声的关键因素。

当前越来越多新能源汽车(如现代昂西诺，几何A，比亚迪汉等)开始采用气动轮辋(动力性轮辋)，通过增加轮辐的面积，减小开口面积，并对造型进行气动设计，增加气体流道，不仅可以降低轮胎的气动阻力提高汽车的续航里程，同时可以改善轮胎的气动噪声。

现有的气动轮辋虽然可以改善高速行驶的轮胎引起的气动阻力和气动噪声，但是由于要满足散热的需求，必须保留部分开口面积，增加气体流道，因此，存在以下缺陷：①由于方案的局限性，不能将轮辐的开口面积完全取消，无法将气动阻力和气动噪声改善到最佳状态；②保留的开口面积较小，当环境温度过高或制动系统长时工作的情况下，轮辋散热性能无法满足需求，此时由于轮辋不能及时散热会引起制动系统的制动性能大幅度衰减，有很大安全隐患；同时，由于温度过热，对悬架系统和制动系统的疲劳寿命有很大影响。

针对现有的轮毂电机降温方法无法兼顾提高汽车制动过程中轮毂电机的降温效果和汽车正常行驶过程中的空气动力性能的技术问题，中国专利CN110682728A公开了一种汽车轮毂散热方法及其装置、汽车，其中，轮毂散热装置包括轮毂、检测单元、驱动单元和控制单元，轮毂包括法兰、轮辋和可转动地设置于法兰与轮辋之间的多个轮辐，多个轮辐与驱动单元连接，通过控制轮辐活动来开启关闭对应的散热口。该专利在轮毂的每个散热口处均设置可活动的轮辐，为了实现多个轮辐可以围绕一定的轴线旋转一定角度，需要在法兰与轮辋之间均匀设置多个转轴，每一转轴上转动地设置一个轮辐(详见说明书[0065]段)，由此可以推测该装置需要设置与转轴一一对应的多个电机，因此该装置具有结构力学性能/承载性差、整体结构复杂、工艺难以实现、可靠耐久性差、物料成本和保养成本较高等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种基于电气控制系统的主动气动轮辋装置的散热方法，该散热方法采用的主动控制的气动轮辋装置结构简单，不仅实现了最佳的气动阻力和气动噪声性能，同时也保证了制动散热性能、结构力学性能/承载性能和可靠耐久性，避免安全隐患。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种基于电气控制系统的主动气动轮辋装置，包括主轮辋组件，所述主轮辋组件包括主轮毂、主轮辐和主轮辋，所述主轮辐之间设有主进风口；

所述主动气动轮辋装置还包括活动轮辋组件、电机和控制器；所述活动轮辋组件包括活动轮毂、活动轮辐和活动轮辋，所述活动轮辐之间设有活动进风口；所述电机安装于所述主轮毂上，所述活动轮毂安装于所述电机的传动轴上，所述控制器通过电信号线与电机连接；

所述主动气动轮辋装置还包括卡钳温度传感器，所述卡钳温度传感器集成在卡钳上，用于采集制动器工作环境温度信息，并传送给所述控制器；