[实用新型]电动车轮毂转向悬架系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电动车技术领域，尤其涉及电动车轮毂转向悬架系统。

背景技术

传统燃油车对生态和环境带来诸多负面影响，因此，清洁高效可持续的电能被寄予厚望。在此热潮下，提升车辆电气化水平，降低对传统驱动技术的依赖成为汽车工业的共识，其中轮毂电机便成为实现该愿景提供了一个极具潜力途径。轮毂电机技术一改传统汽车发动机集中驱动的模式为分布式驱动，通过在车轮中加装轮毂电机，来实现车轮独立驱动及转向，省略了庞大且复杂的发动机及传动系统，在结构上有极大的简化，可实现驱动、制动、转向的协调控制，从而拥有更好的操控性能。然而，电机的横向尺寸较大，轮内安装会严重压缩悬架及转向节的布置空间，致使难以获得理想的悬架定位参数，从而引发悬架与电动轮的适配问题，其中主要是因为主销偏距过大导致的；同时电机致簧下质量过沉，轮胎在地面的附着效果也会变差。如果沿用传统车辆的悬架结构，必然会导致整车操纵稳定性和行驶平顺性的严重恶化，甚至引起底盘结构的运动学干涉，产生行车安全问题。因此，针对轮毂电机特点的悬架设计和开发就显的紧迫和必要。

理想的汽车转向控制是基于阿克曼转向模型的，即汽车所有车轮同时围绕着某一旋转中心做纯滚动，这样就可以避免轮胎与地面之间的滑动磨耗，其事实也表明轮胎的磨损绝大部分是转向时的滑动摩擦引起；同时使所有车轮同时绕一旋转中心做纯滚动，可以有效避免车辆的侧翻、甩出道路等事故，从而提升操控稳定性和安全性。理想的阿克曼转向模型要求四轮能独立大幅度转向，且若轮胎接地印迹中心之间的轮距时刻保持不变，则可以避免引入补偿运算。中心转向悬架可以确保轮胎接地印迹中心轮距为定值，但其主销布置却受制到轮内空间的限制，尤其在电动轮上电机横向尺寸较大，通过主销内置实现中心转向代价过大且不现实，因此其应用受到较大限制；消除横拉杆和转向梯形虽然可以使车轮独立大幅度偏转，但由于车轮与车身之间缺乏可靠的机械硬连接，汽车转向控制要面临较大挑战。

目前，四轮独立转向轮毂电动用转向悬架装置，较具有代表性的是米其林“主动轮胎”技术，其将轮毂电机、减震器、阻尼、转向装置、制动设备全部安装在电动轮的轮毂内，轮胎主销与地面保持垂直且经过车轮中性面，这样就保证轮胎接地印迹中心轮距保持不变。该装置看似非常紧凑，但有限空间却给轮毂内的各种设备的布置安装、散热降温、防尘防水等带来了较大的挑战；诸多构件轮内部布置对零部件的制造和安装精度要求非常高，成本上不经济。“主动轮胎”技术将减震器安装在轮毂内，有一个非常明显的缺陷就是减震弹簧动容量不足，为了避免因为弹簧的运动行程有限带来的频繁碰撞问题，弹簧刚度将被设计的很大，于是生硬的悬架就降低乘坐舒适性；为了改善平顺性，轮内避震一般采用主动减震技术，利用液压根据外界路况主动改变自身刚度。由于主动悬架技术尚不成熟，控制实现复杂，可靠性和安全性也存在较多问题；且在轮胎内部安装复杂的液压系统，耐噪、寿命等技术问题较为突出。与此同时，大量的器件安放在轮内，簧下质量过于集中，也会引发行车平顺性问题。该装置开发难度较高，目前仍处于试验研发状态。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于提供一种电动车轮毂转向悬架系统，旨在解决中心转向悬架在电动轮上的应用问题，用于简化基于阿克曼转向模型的控制算法，以及现有技术中轮毂转向悬架装置的结构所存在的安装精度要求高造成的成本高以及减震弹簧动容量不足所带来的频繁碰撞问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种电动车轮毂转向悬架系统，包括执行机构和控制所述执行机构工作的控制系统，所述执行机构包括电动轮部件、悬挂装置、转向装置以及安装于车架上的连接部件；所述悬挂装置包括减震器，所述悬挂装置的下端与所述电动轮部件的一侧连接，所述减震器安装于所述悬挂装置上，所述转向装置安装在所述悬挂装置的上端，并位于所述电动轮部件的上方，所述连接部件与转向装置固定连接，所述转向装置驱动所述悬挂装置和电动轮部件一起转向。

进一步地，所述电动轮部件包括轮胎、电机壳、轮毂、轮毂电机、电磁制动器、霍尔传感器码盘、电磁制动片以及霍尔传感器；

所述轮胎安装在所述轮毂上，所述电机壳固定在所述轮毂内，所述轮毂电机安装在所述电机壳内，所述轮毂电机的转子与所述电机壳固定在一起相对于所述轮毂电机的定子做旋转运动，所述电机壳安装在所述轮毂内，所述轮毂电机的输出轴固定安装在所述悬挂装置下端，所述电磁制动器及电磁制动片固定在所述轮毂电机的输出轴上，所述霍尔传感器码盘穿过所述轮毂电机的输出轴安装在所述电机壳上，所述霍尔传感器安放于所述悬挂装置底部。