CN104890529A - 一种代步电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种代步电动汽车，包括车架主体、前悬架、后悬架系统、轮毂电机与制动系统、能量及动力系统、转向系统方向盘总成、后转向轮伺服系统、底盘结构、车身外形，所述车架主体与底盘结构连接，所述车架主体前端左右两侧均设有前悬架，所述车架主体后端设有后悬架系统，所述车架主体内设有轮毂电机与制动系统，能量及动力系统、转向系统方向盘总成和后转向轮伺服系统，所述车架主体内设有转向系统方向盘总成，所述车身外形与车架主体连接。本发明采用能量及动力系统、后转向轮伺服系统、电子差速辅助转向系统及前后独立悬挂系统，使整车续航里程增加，轻量化，转向更精确平稳，提高乘坐的舒适性和操控性。

Description

一种代步电动汽车

技术领域

本发明涉及一种城市代步的汽车，具体是一种代步电动汽车。

背景技术

由于人们的环保意识的增强和对节能环保，绿色出行的代步的交通工具的需求。当今市面上出现了大量的电动汽车。虽然这些电动汽车满足了人们的一部分需求。但是，这些电动汽车存在着如下的缺陷：

一、电池技术落后，现有的电动汽车(低端的老年代步车)多以铅酸电池为动力源，每块电池的电压为12V，需要四到六块电池的串联才能工作。每块电池的重量为40kg。且电池寿命较短，大概可持续充放电200次左右。并且需要定时的维护，使用十分不方便。即使现在某些电动车使用了胶体铅酸电池但还是无法摆脱重量大，寿命短的问题。过大的重量严重影响着车辆的续航里程和整车行驶性能，且该电池无电路保护系统，在充电或大电流放电时易发生自燃，严重影响使用的的安全性。

二、电机技术落后，现有的电动汽车大多采用串励电机或无刷差速电机。串励电机体积大、重量大、功率小、耗能高和效率低，唯一优点就是便宜。无刷差速电机虽然效率高、功率大，但是需要配合各种传动件，使整个系统的机械损失增加，效率降低，整车重量增加，不利于续航里程的提高。

三、空间布局，现有的电动汽车大多采用正三轮或四轮结构。车辆的轮距较窄，车辆的横向稳定性极差，大多都是四座或五座的布局，这种盲目增大乘坐空间而不考虑安全性的做法是不可取的。

四、舒适性差，现有的电动汽车过分的强调载客量，忽略舒适性和安全性。现有的电动汽车一般采用前后都为非独立悬挂的形式并且采用板簧作为减震装置，这样布置虽然提升了承载能力，但却是以牺牲舒适性为代价的。

目前，困扰电动汽车最大的问题就是续航里程问题，碍于电动汽车自身的能量和动力特点，比如电池能量密度低，电机功率小，使用传统的机械传动及液压传动结构，使得传动系统所占的空间大，传递效率低，传递不精确和整车重量增加等问题。在很大程度上制约了电动汽车的快速发展和普及。轻量化设计是现在所有机械相关行业的共同目标，汽车亦是如此。一定的功率下，车重越小，车辆的行驶性能也就越高，同样容量的电池，车重越小，行驶里程就越长。

因此，针对上述传统电动汽车的种种缺点，在吸取传统代步电动汽车的基础上，设计一款智能高效，安全舒适，轻量化，经济环保的新型代步电动汽车。

发明内容

本发明的目的在于提供一种代步电动汽车，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种代步电动汽车，包括车架主体、前悬架、后悬架系统、轮毂电机与制动系统、能量及动力系统、转向系统方向盘总成、后转向轮伺服系统、底盘结构、车身外形，所述车架主体与底盘结构连接，所述车架主体前端左右两侧均设有前悬架，所述车架主体后端有后悬架系统，所述车架主体内设有轮毂电机与制动系统，能量及动力系统、转向系统方向盘总成和后转向轮伺服系统，所述轮毂电机与制动系统由制动卡钳、制动盘、轮毂电机和固定支座组成，所述车架主体前端左右两侧均与固定支座连接，所述固定支座上设有制动卡钳,所述固定支座上设有轮毂电机，所述轮毂电机直接与车轮的轮毂相连，所述底盘结构中间装有锂电池组和超级电容组，所述能量及动力系统由轮毂电机、锂电池组、超级电容组、ECU总成和能量回收模块组成，所述锂电池组向ECU总成供电，所述ECU总成采用PWM脉宽调制技术对轮毂电机进行调速,当汽车爬坡或者超车时，所述超级电容组为ECU总成强制供电，所述ECU总成以更强大的电能来提高轮毂电机的输出功率和扭矩以实现爬坡和超车，当汽车制动或者连续下坡时，所述轮毂电机充当发电机，将车轮产生的动能转化成电能，经过能量回收模块整流与稳压，分别与超级电容组和锂电池组充电，所述车架主体内设有转向系统方向盘总成，所述转向系统方向盘总成由方向支架、方向盘转向角度传感器和方向盘组成，所述方向支架与方向盘轴连接，所述方向盘轴底端设有方向盘转向角度传感器，所述方向盘轴顶端设有方向盘，所述后转向轮伺服系统由伺服电机、伺服电机主减速箱、伺服系统输出轴和伺服控制系统电路板，所述伺服电机主减速箱上分别设有伺服电机、伺服系统输出轴和伺服控制系统电路板，所述伺服系统输出轴与后悬架系统连接，所述伺服控制系统电路板上设有伺服系统CPU，所述方向盘转向角度传感器与伺服控制系统电路板连接，方向盘转过的角度和方向被方向盘转向角度传感器识别产生电信号直传送到后轮转向系统的伺服系统CPU，所述伺服系统CPU将信号处理后输出给ECU总成，经处理后输出指令给伺服电机，经伺服电机主减速箱输出到伺服系统输出轴，所述伺服系统输出轴带动转向轴转动，所述车架主体内设有电子差速辅助转向系统，所述电子差速辅助转向系统包括油门踏板、方向盘转向角度传感器和车身倾斜角度传感器，在转向时，所述ECU总成从油门踏板读取基础信号，所述ECU总成再分别读入方向转向角度传感器信号和车身倾斜角度传感器信号，经综合处理后输出不同占空比的PWM信号给轮毂电机，所述车身外形与车架主体连接。

作为本发明进一步的方案：所述车架主体采用六边形框架形状，所述前悬架采用双横臂式独立悬挂，所述后悬架采用拖曳臂式独立悬挂。

作为本发明再进一步的方案：所述车架主体内设有中控平台采用液晶触摸屏，所述中控平台设置在转向系统方向盘总成右侧。

作为本发明再进一步的方案：所述车身外形由车壳、后车壳和车门组成，所述车壳前端左右两侧均设有日间行车灯罩和前大灯罩，所述日间行车灯罩内设有日间行车灯，所述车壳左右两侧均设有示廓灯、倒车镜座、车门，所述倒车镜座设置在车门上，所述倒车镜座分别设有倒车镜、倒车镜示廓灯，所述车门设有门把手和挡风玻璃，所述车壳尾端与后车壳之间两侧均设有后尾灯，所述车壳前端分别设有前进气格栅和前挡风玻璃，所述车壳后端设有后挡风玻璃，所述车壳上端设有天窗。

作为本发明再进一步的方案：所述车门采用玻璃纤维材料。

作为本发明再进一步的方案：所述车身外形经过流线型设计。

作为本发明再进一步的方案：所述车架主体分成前舱、驾驶舱、后舱三个舱段。

作为本发明再进一步的方案：所述驾驶舱内设有两个座椅。

作为本发明再进一步的方案：所述后悬架系统由后轮叉体、减震器、拖曳臂和轮轴组成，所述后轮叉体与拖曳臂通过减震器连接，所述后轮叉体两侧通过设有拖曳臂，所述轮轴通过车轮设置在两个拖曳臂之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.续航里程的大幅增加，轻量化的设计配合大容量的电池组，电容组，能量回收系统以及高效的轮毂电机会给这辆车带来超产的续航里程，使人们驾驶电动车活动的范围半径更大。

2.线传动转向以及主动差速装置的应用将会大幅提高车辆的操控性和安全性，使车辆在过弯时有更加顺滑的驾驶体验以及更加稳定的车辆状态。

3.前后独立悬挂系统的应用，以及合理的驾驶空间布局，大幅提升乘客的乘坐舒适性。并且提高了车辆的通过性，通过砂石路面时将稳如泰山而不是像坐过山车。

4.超级电容技术的应用，大幅提高车辆的爬坡性能和加速性能，汽车的爬坡和超车将不会像现有电动代步车那样艰难。

附图说明

图1为代步电动汽车的外形结构示意图。

图2为代步电动汽车中外形结构的左视图结构示意图。

图3为代步电动汽车中外形结构的俯视图结构示意图。

图4为代步电动汽车中底盘结构的主视图结构示意图。

图5为代步电动汽车中底盘结构的俯视图结构示意图。

图6为代步电动汽车中后转向轮伺服系统的结构示意图。

图7为代步电动汽车中转向系统方向盘总成的结构示意图。

图8为代步电动汽车中轮毂电机与制动系统的主视图结构示意图。

图9为代步电动汽车中轮毂电机与制动系统的左视图结构示意图。

图10为代步电动汽车中能量及动力系统的原理示意图。

图11为代步电动汽车中后悬架系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～11，本发明实施例中，一种代步电动汽车，包括车架主体1、前悬架2、后悬架系统3、轮毂电机与制动系统4、能量及动力系统5、转向系统方向盘总成6、后转向轮伺服系统7、底盘结构8、车身外形9，所述车架主体1与底盘结构8连接，所述车架主体1采用六边形框架形状，可提高车身的强度和刚度，保证乘坐者的安全使车内空间增大，更节省材料，所述车架主体1前端左右两侧均设有前悬架2，所述车架主体1后端设有后悬架系统3，所述前悬架2采用双横臂式独立悬挂，所述后悬架系统3采用拖曳臂式独立悬挂，可提高车辆舒适性，所述后悬架系统3由后轮叉体53、减震器54、拖曳臂55和轮轴56组成，所述后轮叉体53与拖曳臂55通过减震器54连接，所述后轮叉体53两侧通过设有拖曳臂55，所述轮轴56通过车轮设置在两个拖曳臂55之间，所述车架主体1内设有轮毂电机与制动系统4、能量及动力系统5、转向系统方向盘总成6和后转向轮伺服系统7，所述轮毂电机与制动系统4由制动卡钳10、制动盘11、轮毂电机12和固定支座13组成，所述车架主体1前端左右两侧均与固定支座13连接，所述固定支座13上设有制动卡钳10,有效利用空间，所述固定支座13上设有轮毂电机12，所述轮毂电机12作为动力原件，体积小，重量轻，功率大，效率高，所述轮毂电机12直接与车轮的轮毂18相连，不依靠其余的传动件，减轻了系统的复杂程度，提高了可靠性，所述底盘结构8中间装有锂电池组14和超级电容组15，可有效的降低车辆重心，保证车辆的操控稳定性，所述锂电池组14能量密度高，重量小放电倍率高寿命长，所述能量及动力系统5由轮毂电机12、锂电池组14、超级电容组15、ECU总成16和能量回收模块17组成，所述锂电池组14向ECU总成16供电，所述ECU总成16采用PWM脉宽调制技术对轮毂电机12进行调速,当汽车爬坡或者超车时，所述超级电容组15会为ECU总成16强制供电，所述ECU总成16会以更强大的电能来提高轮毂电机12的输出功率和扭矩以实现爬坡和超车，当汽车制动或者连续下坡时，所述轮毂电机12便充当发电机，将车轮产生的动能转化成电能，经过能量回收模块17整流与稳压，分别与超级电容组15和锂电池组14充电，可提高续航里程，所述车架主体1内设有转向系统方向盘总成6，所述转向系统方向盘总成6由方向支架19、方向盘转向角度传感器20和方向盘21组成，所述方向支架19与方向盘轴22连接，所述方向盘轴22底端设有方向盘转向角度传感器20，所述方向盘轴22顶端设有方向盘21，所述后转向轮伺服系统7由伺服电机23、伺服电机主减速箱24、伺服系统输出轴25和伺服控制系统电路板26，所述伺服电机主减速箱24上分别设有伺服电机23、伺服系统输出轴25和伺服控制系统电路板26，所述伺服系统输出轴25与后悬架系统3连接，所述伺服控制系统电路板26上设有伺服系统CPU27，所述方向盘转向角度传感器20与伺服控制系统电路板26连接，方向盘21转过的角度和方向被方向盘转向角度传感器20识别产生电信号直传送到后轮转向系统的伺服系统CPU 27，所述伺服系统CPU 27将信号处理后输出给ECU总成16，经处理后输出指令给伺服电机23，经伺服电机主减速箱24输出到伺服系统输出轴25，所述伺服系统输出轴25带动转向轴转动，实现转向，同时保证了轻量化和高效精确化，所述车架主体1内设有电子差速辅助转向系统28，所述电子差速辅助转向系统28包括油门踏板29、方向盘转向角度传感器20和车身倾斜角度传感器30，在转向时，所述ECU总成16从油门踏板29读取基础信号，所述ECU总成16再分别读入方向转向角度传感器20信号和车身倾斜角度传感器30信号，经综合处理后输出不同占空比的PWM信号给轮毂电机12的转速差上，以实现主动差速，所述后转向轮伺服系统7和电子差速辅助转向系统28两个模块的结合，实现安全、灵敏的转向，提高转向系统的稳定性，所述车架主体1内设有中控平台31，所述中控平台31设置在转向系统方向盘总成6，采用触屏设计减少按键开关使用，以适应现代人们的操作习惯，所述车身外形9与车架主体1连接，所述车身外形9由车壳32、后车壳33和车门34组成，所述车身外形9经过流线型设计，以降低风阻系数，所述车壳32前端左右两侧均设有日间行车灯罩35和前大灯罩36，所述日间行车灯罩35内设有日间行车灯37，所述车壳32左右两侧均设有示廓灯38、倒车镜座39、车门34，所述倒车镜座39设置在车门34上，所述倒车镜座39分别设有倒车镜40、倒车镜示廓灯41，所述车门34设有门把手42和挡风玻璃52，所述车门34采用玻璃纤维作为车体主要材料，该材料强韧坚固，刚性好，重量轻，在保证安全性的同时，完全满足轻量化的要求，所述车壳32尾端与后车壳33之间两侧均设有后尾灯43，所述车壳32前端分别设有前进气格栅44和前挡风玻璃45，所述车壳32后端设有后挡风玻璃46，所述车壳32上端设有天窗47，所述车架主体1分成前舱48、驾驶舱49、后舱50三个舱段，所述前舱48用来放置控制系统，充电系统等设备，所述驾驶舱49用来供乘客乘坐及放置电池组，驾驶舱的空间最大，保证乘客的舒适性，所述后舱50用来放置一些小型行李，所述驾驶舱48内设有两个座椅51，充分保证每位乘客的空间，提高乘坐舒适性。

本发明在考虑安全性的同时通过轮毂电机的应用，线传动技术的应用，三元锂电池的的应用，以及玻璃钢车身技术，最大限度的降低车重，以满足轻量化的要求。此外，能量回收系统，及超级电容组的应用，会在最大程度上提高车辆的续航里程以及行驶性能，做到节能、环保和高效。再次，线传动技术的应用，作为一项突破传统的技术革新，线传动技术最大化的实现了轻量化和高效精确化。为驾乘者提供不同以往的驾驶感受。另外电子差速辅助转向系统也会在车辆安全性即操控性发挥更强大的作用。前后独立悬挂系统的应用，也将使舒适性和操控性大幅提升，给人非同凡响的驾驶感受。

由于该车的轻量化设计以及各种先进技术的使用会给这辆电动代步车带来相当明显的效果。

1.续航里程的大幅增加。轻量化的设计配合大容量的电池组，电容组，能量回收系统以及高效的轮毂电机会给这辆车带来超产的续航里程，使人们驾驶电动车活动的范围半径更大。

2.线传动转向以及主动差速装置的应用将会大幅提高车辆的操控性和安全性，使车辆在过弯时有更加顺滑的驾驶体验以及更加稳定的车辆状态。

3.前后独立悬挂系统的应用，以及合理的驾驶空间布局，会大幅提升乘客的乘坐舒适性。并且提高了车辆的通过性，通过砂石路面时将稳如泰山而不是像坐过山车。

4.超级电容技术的应用，大幅提高车辆的爬坡性能和加速性能，汽车的爬坡和超车将不会像现有电动代步车那样艰难。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种代步电动汽车，包括车架主体(1)、前悬架(2)、后悬架系统(3)、轮毂电机与制动系统(4)、能量及动力系统(5)、转向系统方向盘总成(6)、后转向轮伺服系统(7)、底盘结构(8)、车身外形(9)，其特征在于，所述车架主体(1)与底盘结构(8)连接，所述车架主体(1)前端左右两侧均设有前悬架(2)，所述车架主体(1)后端设有后悬架系统(3)，所述车架主体(1)内设有轮毂电机与制动系统(4)，能量及动力系统(5)、转向系统方向盘总成(6)和后转向轮伺服系统(7)，所述轮毂电机与制动系统(4)由制动卡钳(10)、制动盘(11)、轮毂电机(12)和固定支座(13)组成，所述车架主体(1)前端左右两侧均与固定支座(13)连接，所述固定支座(13)上设有制动卡钳(10),所述固定支座(13)上设有轮毂电机(12)，所述轮毂电机(12)直接与车轮的轮毂(18)相连，所述底盘结构(8)中间装有锂电池组(14)和超级电容组(15)，所述能量及动力系统(5)由轮毂电机(12)、锂电池组(14)、超级电容组(15)、ECU总成(16)和能量回收模块(17)组成，所述锂电池组(14)向ECU总成(16)供电，所述ECU总成(16)采用PWM脉宽调制技术对轮毂电机(12)进行调速,当汽车爬坡或者超车时，所述超级电容组(15)为ECU总成(16)强制供电，所述ECU总成(16)以更强大的电能来提高轮毂电机(12)的输出功率和扭矩以实现爬坡和超车，当汽制动或者连续下坡时，所述轮毂电机(12)充当发电机，将车轮产生的动能转化成电能，经过能量回收模块(17)整流与稳压，分别与超级电容组(15)和锂电池组(14)充电，所述车架主体(1)内设有转向系统方向盘总成(6)，所述转向系统方向盘总成(6)由方向支架(19)、方向盘转向角度传感器(20)和方向盘(21)组成，所述方向支架(19)与方向盘轴(22)连接，所述方向盘轴(22)底端设有方向盘转向角度传感器(20)，所述方向盘轴(22)顶端设有方向盘(21)，所述后转向轮伺服系统(7)由伺服电机(23)、伺服电机主减速箱(24)、伺服系统输出轴(25)和伺服控制系统电路板(26)，所述伺服电机主减速箱(24)上分别设有伺服电机(23)、伺服系统输出轴(25)和伺服控制系统电路板(26)，所述伺服系统输出轴(25)与后悬架系统(3)连接，所述伺服控制系统电路板(26)上设有伺服系统CPU(27)，所述方向盘转向角度传感器(20)与伺服控制系统电路板(26)连接，方向盘(21)转过的角度和方向被方向盘转向角度传感器(20)识别产生电信号直传送到后轮转向系统的伺服系统CPU(27)，所述伺服系统CPU(27)将信号处理后输出给ECU总成(16)，经处理后输出指令给伺服电机(23)，经伺服电机主减速箱(24)输出到伺服系统输出轴(25)，所述伺服系统输出轴(25)带动转向轴转动，所述车架主体(1)内设有电子差速辅助转向系统(28)，所述电子差速辅助转向系统(28)包括油门踏板(29)、方向盘转向角度传感器(20)和车身倾斜角度传感器(30)，所述ECU总成(16)从油门踏板(29)读取基础信号，所述ECU总成(16)再分别读入方向转向角度传感器(20)信号和车身倾斜角度传感器(30)信号，经综合处理后输出不同占空比的PWM信号给轮毂电机(12)，所述车身外形(9)与车架主体(1)连接。

2.根据权利要求1所述的代步电动汽车，其特征在于，所述车架主体(1)采用六边形框架形状，所述前悬架(2)采用双横臂式独立悬挂，所述后悬架系统(3)采用拖曳臂式独立悬挂。

3.根据权利要求1所述的代步电动汽车，其特征在于，所述车架主体(1)内设有中控平台(31)采用液晶触摸屏，所述中控平台(31)设置在转向系统方向盘总成(6)右侧。

4.根据权利要求1所述的代步电动汽车，其特征在于，所述车身外形(9)由车壳(32)、后车壳(33)和车门(34)组成，所述车壳(32)前端左右两侧均设有日间行车灯罩(35)和前大灯罩(36)，所述日间行车灯罩(35)内设有日间行车灯(37)，所述车壳(32)左右两侧均设有示廓灯(38)、倒车镜座(39)、车门(34)，所述倒车镜座(39)设置在车门(34)上，所述倒车镜座(39)分别设有倒车镜(40)、倒车镜示廓灯(41)，所述车门(34)设有门把手(42)和挡风玻璃(52)，所述车壳(32)尾端与后车壳(33)之间两侧均设有后尾灯(43)，所述车壳(32)前端分别设有前进气格栅(44)和前挡风玻璃(45)，所述车壳(32)后端设有后挡风玻璃(46)，所述车壳(32)上端设有天窗(47)。

5.根据权利要求4所述的代步电动汽车，其特征在于，所述车门(34)采用玻璃纤维材料。

6.根据权利要求4所述的代步电动汽车，其特征在于，所述车身外形(9)经过流线型设计。

7.根据权利要求1所述的代步电动汽车，其特征在于，所述车架主体(1)分成前舱(48)、驾驶舱(49)、后舱(50)三个舱段。

8.根据权利要求7所述的代步电动汽车，其特征在于，所述驾驶舱(49)内设有两个座椅(51)。

9.根据权利要求1所述的代步电动汽车，其特征在于，所述后悬架系统(3)由后轮叉体(53)、减震器(54)、拖曳臂(55)和轮轴(56)组成，所述后轮叉体(53)与拖曳臂(55)通过减震器(54)连接，所述后轮叉体(53)两侧通过设有拖曳臂(55)，所述轮轴(56)通过车轮设置在两个拖曳臂(55)之间。