CN105799480A - 多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，该平台是由至少两个双电动机驱动桥组成的分布式多用途纯电动汽车系列化通用平台，可以用于纯电动货车、客车和自走挂车。该分布驱动的底盘平台由多个双电动机驱动桥组成。各驱动桥上车轴的传动比可以不同，通过整车控制器和电机控制器进行传动切换控制，根据各种路面阻力和行驶速度的需要进行优化控制，以充分发挥电机的工作效率。多套电机、电池组及控制器分散并行使用，可提高电源的安全性，降低系统成本。

Description

多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台

技术领域

本发明涉及电动机驱动技术、多轴驱动技术、多电动机变速技术和新能源汽车领域。

背景技术

随着新能源汽车的发展，纯电动客车、纯电动载货车和纯电动物流车等新型纯电动车的社会需求越来越大。目前，多数电动车厂家生产的纯电动车，驱动方式大多是4×2车型，四个车轮中两个驱动轮，后轴或者前轴驱动。

有的使用电动机代替发动机来提供动力，底盘延用传统汽车二类底盘改装而成。有的使用一个低速单电动机驱动桥驱动两个后轮，带动两个前轮，低速单电动机驱动桥的最大缺点是簧下质量太大，降低了行驶平顺性和操纵稳定性。受驱动电动机、变速箱等总成的增装影响，底盘的整备质量较大、载重质量变小、轴荷分配不合理，制动性、行驶平顺性和操纵稳定性变差。

而且，由于电动机本身具有的高速低扭矩特点，也制约了高速行驶时的爬坡性能。当前纯电动车的底盘结构约束了车辆的载重量和动力性，使其用途受到极大限制。面对当前纯电动汽车发展的现状，需要设计载重量更大、动力性更好,兼顾低速与高速的新型分布驱动纯电动汽车底盘系列化平台。

发明内容

针对上述现实情况，通过增加和组合轴数，本发明创新设计了多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，实现了以电动轮或电动机为动力源的M×N系列化纯电动驱动，包括双轴分布驱动、三轴分布驱动、四轴分布驱动以及五轴以上优化控制分布驱动的底盘平台。本发明可用于纯电动货车、纯电动客车、纯电动主动挂车和纯电动列车的驱动，通过增减驱动轴的轴数可以实现多种用途和载重的系列化平台。各电动轴的传动比可以不同，通过整车控制器和电机控制器进行传动切换控制，根据各种路面阻力和行驶速度的需要进行优化控制，以充分发挥电机的工作效率。多套电机、电池组及控制器分散并行使用，可提高电源的安全性，降低系统成本。

本发明的目的是这样实现的：

该系列化平台包括车架、设置在车架下面的两个及以上双电动机驱动桥，利用不同数量的同种双电动机驱动桥实现多种形式，其特征在于：当采用三个双电动机驱动桥驱动时，该三轴分布驱动底盘平台包括车架、双电动机驱动桥、转向直拉杆、转向球头、走动梯形臂、主销、转向梯形臂、转向横拉杆；所述车架由三个双电动机驱动桥支撑，在前桥具有转向机构，所述转向机构包括转向直拉杆、转向球头、走动梯形臂、主销、转向梯形臂、转向横拉杆；所述转向直拉杆与走动梯形臂铰接于转向球头，走动梯形臂和转向梯形臂铰接于主销，转向横拉杆两端铰接转向梯形臂。

所述双电动机驱动桥包括第一电动机、第一电动机端减速齿轮、第一半轴端减速齿轮、第一半轴、第一电池组、第一控制器、右钢板弹簧、第二电动机、第二电动机端减速齿轮、第二半轴端减速齿轮、第二半轴、第二电池组、第二控制器、左钢板弹簧、桥壳；所述第一电动机的输出轴连接到第一电动机端减速齿轮，第一电动机端减速齿轮与第一半轴端减速齿轮啮合，第一半轴端减速齿轮和第一半轴固连，第一半轴连接右车轮，第一控制器控制第一电池组给第一电动机提供电源并控制该电动机；所述第二电动机输出轴连接到第二电动机端减速齿轮，第二电动机端减速齿轮与第二半轴端减速齿轮啮合，第二半轴端减速齿轮和第二半轴固连，第二半轴连接左车轮，第二控制器控制第二电池组给第二电动机提供电源并控制该电动机；右钢板弹簧和左钢板弹簧分别设置在靠近车轮内侧的驱动桥左右两端。

本发明具有以下优点和积极效果：

（1）驱动滑移率较小，消耗功率小，轮胎磨损小；

（2）改善附着力的利用，提高越野性能；

（3）多轴的滤波特性，提高平顺性;

（4）电池化整为零比较安全;

（5）可利用已有量产低速电动车的零部件;

（6）电机与电控的功率分散，降低制造难度和成本;

（7）降低单体尺寸，利用零散空间，布置容易;

（8）小轮多轴有利轻量化;

（9）有利于协同接力整体优化;

（10）目前已有驱动桥系列产品，也可稍加改造，充分利用现有资源。

附图说明

图1是本发明三轴分布驱动汽车底盘平台结构示意图；

图2是本发明双电动机驱动桥结构示意图；

图3是本发明三轴分布驱动电动货车结构示意图；

图4是本发明三轴分布驱动电动客车结构示意图；

图5是本发明四轴分布驱动电动货车结构示意图；

图6是本发明四轴分布驱动电动客车结构示意图；

图7是本发明三轴主动电动挂车平台结构示意图；

图8是本发明具有转向盘的三轴主动电动挂车平台结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实例。

实施例：

多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，包括车架、设置在车架下面两个及以上双电动机驱动桥,具体是两轴分布驱动底盘平台拼装成4×2、4×4驱动形式；三轴分布驱动底盘平台拼装成6×4、6×6驱动形式；四轴分布驱动底盘平台拼装成8×4、8×6、8×8驱动形式。前轴也可以设计为非驱动桥，最终形成具有M×N的多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台。

双轴分布驱动汽车系列平台，具体分为电动双轴全驱底盘平台（4×4）和电动双轴单驱底盘平台（4×2）。

三轴分布驱动汽车系列平台，若前桥设计为非驱动转向桥，后四个轮子用两个驱动桥驱动，可实现6×4驱动方式；若六个轮子用三个驱动桥驱动，可实现6×6驱动方式，通过控制器实现多档变速，组合构成全双速三轴分布驱动电动车。可以有非驱动桥，可以使用单速、双速，各桥不同速比，通过整车控制器构成二、三速或六速驱动。不同速比单速桥采用超越接力方式驱动，在车辆启动加速过程，先低速后高速。

如图1所示，三轴分布驱动底盘平台包括：车架1、双电动机驱动桥2、转向直拉杆3、转向球头4、走动梯形臂5、主销6、转向梯形臂7、转向横拉杆8；所述车架1由三个双电动机驱动桥2支撑，在前桥具有转向机构，所述转向机构包括转向直拉杆3、转向球头4、走动梯形臂5、主销6、转向梯形臂7、转向横拉杆8；所述转向直拉杆3与走动梯形臂5铰接于转向球头4，走动梯形臂5和转向梯形臂7铰接于主销6，转向横拉杆8两端铰接转向梯形臂7。

如图2所示，双电机驱动桥包括第一电动机9、第一电动机端减速齿轮10、第一半轴端减速齿轮11、第一半轴12、第一电池组13、第一控制器14、右钢板弹簧15、第二电动机16、第二电动机端减速齿轮17、第二半轴端减速齿轮18、第二半轴19、第二电池组20、第二控制器21、左钢板弹簧22、桥壳23；所述第一电动机9的输出轴连接到第一电动机端减速齿轮10，第一电动机端减速齿轮10与第一半轴端减速齿轮11啮合，第一半轴端减速齿轮11和第一半轴12固连，第一半轴12连接右车轮，第一控制器14控制第一电池组13给第一电动机9提供电源并控制该电动机；所述第二电动机16输出轴连接到第二电动机端减速齿轮17，第二电动机端减速齿轮17与第二半轴端减速齿轮18啮合，第二半轴端减速齿轮18和第二半轴19固连，第二半轴19连接左车轮，第二控制器21控制第二电池组20给第二电动机16提供电源并控制该电动机；右钢板弹簧7和左钢板弹簧22分别设置在靠近车轮内侧的驱动桥左右两端。

由电动机驱动时，可以设计各轴电动机的最高转速不一样，在车辆从起步到高速行驶过程中，先用低速驱动轴，后用高速驱动轴，可使用超越离合器，使转速超过允许值的电机自动脱离工作；或者使用啮合套（由整车控制器优化控制），实现轴间接力传递。

如图3所示，三轴分布驱动电动货车包括：如图1所述的转向机构、如图2所示双电动机驱动桥2、驾驶室23、货箱24、底盘25。

如图4所示，三轴分布驱动电动客车包括：如图1所示转向机构、如图2所示双电动机驱动桥2、底盘25、车身26。

四轴分布驱动汽车系列平台，可以有全轮驱动或有部分非驱动桥。两个轴驱动可实现8×4驱动方式，通过控制器实现多档变速；四个轴全部驱动，可实现8×8驱动方式中，通过控制器实现多档变速。可以使用单速、双速，各桥不同速比，通过整车控制器构成二、三速或八速接力驱动。不同速比单速桥采用超越接力方式驱动，在车辆启动加速过程，先低速后高速。

如图5所示，四轴分布驱动电动货车，包括：如图1所示转向机构、如图2所示双电动机驱动桥2、驾驶室23、货箱24、底盘25。

如图6所示，四轴分布驱动电动客车，包括：如图1所示转向机构、如图2所示双电动机驱动桥2、底盘25、车身26。

三轴分布驱动平台作为挂车使用，可建立多轴电动主动挂车系列平台。在前轴加装牵引杆和铰接轴或转盘式转向架，以实现主动挂车功能。可以设计增加多于三轴的主动挂车系列平台。

如图7所示，为三轴主动电动挂车平台，包括：车架1、如图2所示双电动机驱动桥2、牵引转向臂27、铰接轴28、转向杆29、主销6、转向梯形臂7、转向横拉杆8，所述牵引转向臂27通过铰接轴28与转向杆29铰接，转向梯形臂7一端与转向横拉杆8铰接，转向梯形臂7另一端与主销6铰接。

如图8所示，具有转向盘的三轴主动电动挂车平台包括：如图2所示双电动机驱动桥2、底盘25、牵引架30、转盘主销31、上转盘32、下转盘33，所述牵引架30与上转盘32固结，上转盘32和下转盘33通过转盘主销31铰接。

一个桥可以用单个电动机驱动，也可以用两个电动机驱动，也可以用两个电动轮驱动。当某一桥由两个电动机驱动或两个电动轮驱动时，可以实现左右分布驱动。多轴后桥可以适当缩小轴距以减小转向时轮胎磨损。电动机驱动桥可以是单电机驱动，也可以是双电机驱动。

Claims (9)

1.一种多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，该系列化平台包括车架、设置在车架下面的两个及以上双电动机驱动桥，利用不同数量的同种双电动机驱动桥实现多种形式，其特征在于：当采用三个双电动机驱动桥驱动时，该三轴分布驱动底盘平台包括车架（1）、双电动机驱动桥（2）、转向直拉杆（3）、转向球头（4）、走动梯形臂（5）、主销（6）、转向梯形臂（7）、转向横拉杆（8）；所述车架（1）由三个双电动机驱动桥（2）支撑，在前桥具有转向机构，所述转向机构包括转向直拉杆（3）、转向球头走动梯形臂（5）、主销（6）、转向梯形臂（7）、转向横拉杆（8）；所述转向直拉杆（3）与走动梯形臂（5）铰接于转向球头（4），走动梯形臂（5）和转向梯形臂（7）铰接于主销（6），转向横拉杆（8）两端铰接转向梯形臂（7）。

2.根据权利要求1所述的一种多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，其特征在于：所述双电动机驱动桥（2）包括第一电动机（9）、第一电动机端减速齿轮（10）、第一半轴端减速齿轮（11）、第一半轴（12）、第一电池组（13）、第一控制器（14）、右钢板弹簧（15）、第二电动机（16）、第二电动机端减速齿轮（17）、第二半轴端减速齿轮（18）、第二半轴（19）、第二电池组（20）、第二控制器（21）、左钢板弹簧（22）、桥壳（23）；所述第一电动机（9）的输出轴连接到第一电动机端减速齿轮（10），第一电动机端减速齿轮（10）与第一半轴端减速齿轮（11）啮合，第一半轴端减速齿轮（11）和第一半轴（12）固连，第一半轴（12）连接右车轮，第一控制器（14）控制第一电池组（13）给第一电动机（9）提供电源并控制该电动机；所述第二电动机（16）输出轴连接到第二电动机端减速齿轮（17），第二电动机端减速齿轮（17）与第二半轴端减速齿轮（18）啮合，第二半轴端减速齿轮（18）和第二半轴（19）固连，第二半轴（19）连接左车轮，第二控制器（21）控制第二电池组（20）给第二电动机（16）提供电源并控制该电动机；右钢板弹簧（7）和左钢板弹簧（22）分别设置在靠近车轮内侧的驱动桥左右两端。

3.根据权利要求1所述的一种多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，其特征在于：当采用三轴分布驱动底盘平台时建立电动货车时，该三轴分布驱动电动货车包括所述的转向机构、双电动机驱动桥（2）、驾驶室（23）、货箱（24）、底盘（25）。

4.根据权利要求1所述的一种多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，其特征在于：当采用三轴分布驱动底盘平台建立电动客车时，该三轴分布驱动电动客车包括转向机构、双电动机驱动桥（2）、底盘（25）、车身（26）。

5.根据权利要求1所述的一种多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，其特征在于：当采用四个双电机驱动桥建立电动货车时，该四轴分布驱动电动货包括转向机构、双电动机驱动桥（2）、驾驶室（23）、货箱（24）、底盘（25）。

6.根据权利要求1所述的一种多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，其特征在于：当采用四个双电机驱动桥建立电动客车时，该四轴分布驱动电动客车包括转向机构、双电动机驱动桥（2）、底盘（25）、车身（26）。

7.根据权利要求1所述的一种多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，其特征在于：当采用三轴分布驱动底盘平台时建立主动电动挂车时，该三轴主动电动挂车平台包括车架（1）、双电动机驱动桥（2）、牵引转向臂（27）、铰接轴（28）、转向杆（29）、主销（6）、转向梯形臂（7）、转向横拉杆（8）；所述牵引转向臂（27）通过铰接轴（28）与转向杆（29）铰接，转向梯形臂（7）一端与转向横拉杆（8）铰接，转向梯形臂（7）另一端与主销（6）铰接。

8.根据权利要求1所述的一种多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，其特征在于：当采用三轴分布驱动底盘平台时建立具有转向盘的主动电动挂车时，该具有转向盘的三轴主动电动挂车平台包括双电动机驱动桥（2）、底盘（25）、牵引架（30）、转盘主销（31）、上转盘（32）、下转盘（33）；所述牵引架（30）与上转盘（32）固结，上转盘（32）和下转盘（33）通过转盘主销（31）铰接。

9.根据权利要求1所述的一种多轴分布驱动纯电动汽车系列化平台，其特征在于：所述的双电动机驱动桥可以设计为单电动机驱动桥驱动、双电动机驱动桥和单电机驱动桥联合驱动、两个电动轮代替双电动机驱动桥驱动。