CN105835716B - 电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动车技术领域，公开了电动汽车，包括车架和设在车架上的车轮，还包括均设在车架上的驱动电机、电机控制器、动力电池、整车控制器：电机控制器与驱动电机连接，电机控制器控制驱动电机的转矩、转速的输出，电机控制器内还设有电机过载保护模块和电机过热保护模块；动力电池与电机控制器连接，电机控制器将动力电池的电能输出给驱动电机；整车控制器分别与电机控制器和动力电池连接，整车控制器输出控制信号至电机控制器，电机控制器控制驱动电机转动。本发明换电方式简单，可直接从侧面抽出，让驻车的人工操作彻底消除，提高了操作便利性舒适性，采用车轮架，使货仓底面初始位置低至在轮胎中心位置一下，提高了整车操控性和稳定性。

Description

电动汽车
技术领域
本发明涉及电动车技术领域，尤其涉及一种电动汽车。
背景技术
电动汽车相比内燃机汽车能耗少、污染低，是行业技术发展趋势也是国家大力鼓励的产业方向。但是当前市场上的绝大多数电动车都是基于内燃机汽车的车体开发而成，重量重、电池大、成本高、能效比低、充放电不方便。
发明内容
本发明针对现有技术中成本高、能效比低、充电不方便的缺点，提供了一种成本低、能效比高、充电方便的电动汽车。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
电动汽车，包括车架和设在车架上的车轮，还包括均设在车架上的驱动电机、电机控制器、动力电池、整车控制器：
驱动电机与车轮连接，驱动电机与车轮之间设有变速器，车轮之间设有车轮轴，变速器设在车轮之间的车轮轴上；
电机控制器与驱动电机连接，电机控制器控制驱动电机的转矩、转速的输出，电机控制器内还设有电机过载保护模块和电机过热保护模块；
动力电池与电机控制器连接，电机控制器将动力电池的电能输出给驱动电机，车架上设有座椅，座椅下方设有安装架，动力电池配合设在安装架内，动力电池在安装架内滑动，安装架的一端设有用于固定动力电池的固定装置；
整车控制器分别与电机控制器和动力电池连接，整车控制器输出控制信号至电机控制器，电机控制器控制驱动电机转动。驱动电机通过变速器驱动车轮转动；电机控制器控制驱动电机的转动，同时通过电机过载保护模块和电机过热保护模块对电机进行监控，当驱动电机过载或过热时采取相应的措施降低电机的载荷和电机的温度，延长电机的使用寿命；动力电池的安装架固定连接在车架上，动力电池可直接从安装架内平行抽出，电池更换方便且简单，成本低廉；整车控制器加用户对汽车的操作信号转换成控制信号。
作为优选，还包括与动力电池连接的高低压转换器和与高低压转换器连接的低压蓄电池，低压蓄电池用于提供电子电器所需的电源，动力电池上还连接有充电机，充电机、高低压转换器、低压蓄电池均与整车控制器连接。高低压转换器用于将动力电池的高压直流电源转化为低压直流电源，为低压蓄电池充电，方便低压蓄电池为车辆电子电器提供电源，充电机将交流电转化为直流电给动力电池充电，提高充电的效率。
作为优选，还包括与整车控制器连接的驻车器，车轮上设有制动卡钳和与制动卡钳连接的驻车拉线，驻车器通过驻车拉线与制动卡钳连接；整车控制器内设有与驱动电机连接的用于判断驱动电机启停的判断模块，判断模块判断驱动电机处于停止状态时，整车控制器输出驻车信号至驻车器，驻车器拉动驻车拉线带动制动卡钳卡住车轮实现驻车。车辆停止状态，整车控制器通过对驱动电机的监控，通过判断模块判断出车辆处于停止状态，输出控制信号至驻车器，驻车器将整车控制器的驻车电信号转化为机械运动，驻车器拉动驻车拉线，通过制动卡钳上的驻车机构实现驻车，让驻车的人工操作彻底消除，提高了操作便利性舒适性，有效的简省系统占用空间。
作为优选，还包括与整车控制器连接的换挡器，整车控制器内设有与换挡器连接的换挡模块，换挡模块内包括前进模块、停止模块、后退模块，整车控制器内设有与换挡模块连接的档位保护模块，档位保护模块用于定位汽车在行车过程中档位位置。为避免档位被意外变换而导致危险，设置档位档位保护模块，定义只有当处于停车状态，且仅从停车档向前进档、及从停车档向倒退档换挡有效，而从前进挡直接变换至倒退当或从倒车档直接变换至前进挡无效；处于行驶状态，档位变换无效，提高汽车使用的安全性。
作为优选，还包括与整车控制器连接的加速踏板和制动踏板，加速踏板与制动踏板相邻设置，加速踏板与整车控制器连接，车轮上设有与制动踏板连接的制动器。任何状态下，踩下制动踏板，制动踏板将踩踏动作和踩踏力转化为液压流量和压力，通过液压管路传递给位于四个车轮内的制动器，实现制动器对车轮的制动，采用机械制动提高制动的稳定性。
作为优选，驱动电机内设有用于将动能动能转化成电能的转化器，转化器与动力电池连接，电机控制器内设有与转化器连接的发电模块，加速踏板松开时，车轮带动驱动电机转动，整车控制器输出充电控制信号至电机控制器，电机控制器控制启动发电模块，发电模块控制启动转化器对动力电池充电。车辆行驶过程中，当松开加速踏板的或速度达到一定程度时，整车控制器输出控制信号至电机控制器，电机进入反拖状态，输出制动扭矩的同时，将制动能力转化为电能，为动力电池充电，提高能源的利用率。
作为优选，车轮上设有与制动器连接的制动盘，制动踏板通过液压管路与制动器连接，制动踏板踩下时，制动踏板通过液压管路内的压力控制制动器制动，制动器控制制动盘对车轮制动。通过制动器与制动盘之间的摩擦力，实现对车轮的制动。
作为优选，车轮包括前轮和后轮，车架上设有前轮连接的方向盘，方向盘与换挡器相邻设置，方向盘与前轮之间设有转向装置，方向盘通过转向装置控制前轮的转向。方向盘转动通过转向装置控制前轮的方向，同时控制汽车的行驶方向。
作为优选，车轮与车架通过车轮架连接，车轮架包括车轮架主体和与车轮架主体连接的连接件，车轮架主体通过轴承与车轮连接，轴承与车轮通过车轮轴连接，车架与车轮之间设有减震器，减震器的下端与连接件连接，连接件的下端设有安装孔，车架上设有一端与车架连接的下摆臂，下摆臂的另一端通过安装孔与连接件的下端连接；车轮架主体的一侧还设有用于安装制动盘的安装块，安装块与车轮架主体为一体式结构。通过将弹簧减震器和下摆臂安装于车轮架主体的上下两端，形成受力理想的简支梁结构，有效降低悬架整体高度，减少占用空间；将结构复杂的车轮架分解为结构简单的零件，易于产品的生产，并且简化车轮架的形状与构造，达到便于设计和生产，以及减轻重量和材料消耗的效果。
作为优选，车轮架主体的另一侧设有与车轮架主体连接的转向连接件。前轮的转向连接件与转向装置连接控制汽车的行驶方向，后轮上的转向件与车架连接，提高车架与车轮架之间的稳定性。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：电池固定支架与车体骨架融为一体，换电方式简单，可直接从侧面抽出，因而操作简单，不需要昂贵专用设施设备，换电方便，利于普及；通过整车控制器检测车速状态、档位状态，自动控制驻车功能，让驻车的人工操作彻底消除，提高了操作便利性舒适性，有效的简省系统占用空间；采用车轮架，车架与下摆臂连接，使货仓底面初始位置低至在轮胎中心位置一下，空间利用率极高，而且重心低，整车操控性和稳定性更好。
附图说明
图1是本发明的前轴测结构图。
图2是本发明的后轴测结构图。
图3是图2中M部的局部放大图。
图4是本发明的结构示意图。
图5是车轮架的结构图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—车架、2—车轮、3—驱动电机、4—电机控制器、5—动力电池、6—整车控制器、7—变速器、8—车轮轴、9—电机过载保护模块、10—电机过热保护模块、11—座椅、12—安装架、13—高低压转换器、14—低压蓄电池、15—充电机、16—制动器、17—制动卡钳、18—判断模块、19—换挡器、20—换挡模块、21—前进模块、22—停止模块、23—后退模块、24—档位保护模块、25—加速踏板、26—制动踏板、27—转向连接件、28—转化器、29—发电模块、30—制动盘、31—前轮、32—后轮、33—方向盘、34—转向装置、35—车轮架、36—车轮架主体、37—连接件、38—减震器、39—安装孔、40—下摆臂、41—安装块、42—驻车器。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
电动汽车，如图1至图5所示，包括车架1和设在车架1上的车轮2，还包括均设在车架1上的驱动电机3、电机控制器4、动力电池5、整车控制器6：
驱动电机3与车轮2连接，驱动电机3与车轮2之间设有变速器7，车轮2之间设有车轮轴8，变速器7设在车轮2之间的车轮轴8上；电机控制器4与驱动电机3连接，电机控制器4控制驱动电机3的转矩、转速的输出，电机控制器4内还设有电机过载保护模块9和电机过热保护模块10；动力电池5与电机控制器4连接，电机控制器4将动力电池5的电能输出给驱动电机3，车架1上设有座椅11，座椅11下方设有安装架12，动力电池5配合设在安装架12内，动力电池5在安装架12内滑动，安装架12的一端设有用于固定动力电池5的固定装置，打开动力电池5一侧的固定装置，可将动力电池5整体向外平行抽出，实现动力电池5的更换；整车控制器6分别与电机控制器4和动力电池5连接，整车控制器6输出控制信号至电机控制器4，电机控制器4控制驱动电机3转动。
还包括与动力电池5连接的高低压转换器13和与高低压转换器13连接的低压蓄电池14，低压蓄电池14用于提供电子电器所需的电源，动力电池5上还连接有充电机15，充电机15、高低压转换器13、低压蓄电池14均与整车控制器6连接，还包括与整车控制器6连接的驻车器42，车轮2上设有制动卡钳17和与制动卡钳17连接的驻车拉线，驻车器42通过驻车拉线与制动卡钳17连接；整车控制器6内设有与驱动电机3连接的用于判断驱动电机3启停的判断模块18，判断模块18判断驱动电机3处于停止状态时，整车控制器6输出驻车信号至驻车器42，驻车器42拉动驻车拉线带动制动卡钳17卡住车轮2实现驻车。辆停止状态，整车控制器6通过判断模块18对驱动电机的监控，判断出车辆处于停止状态，输出控制信号至驻车器42，驻车器42拉动驻车拉线，通过制动卡钳上的驻车机构实现驻车，自动控制驻车功能，让驻车的人工操作彻底消除，提高了操作便利性舒适性，有效的简省系统占用空间。
还包括与整车控制器6连接的换挡器19，整车控制器6内设有与换挡器19连接的换挡模块20，换挡模块20内包括前进模块21、停止模块22、后退模块23，整车控制器6内设有与换挡模块20连接的档位保护模块24，档位保护模块24用于定位汽车在行车过程中档位位置，为避免档位被意外变换而导致危险。
车轮2包括前轮31和后轮32，车架1上设有前轮31连接的方向盘33，方向盘33与换挡器19相邻设置，方向盘33与前轮31之间设有转向装置34，方向盘33通过转向装置34控制前轮31的转向。转动方向盘33，通过转向装置34将转动方向盘33的运动转化为推动前轮31转动的运动，通过前轮31的导向，实现转向或对汽车方向的控制，还包括与整车控制器6连接的加速踏板25和制动踏板26，加速踏板25与制动踏板26相邻设置，加速踏板25与整车控制器6，车轮2上设有与制动踏板26连接的制动器16。
驱动电机3内设有用于将动能动能转化成电能的转化器28，转化器28与动力电池5连接，电机控制器4内设有与转化器28连接的发电模块29，加速踏板25松开时，车轮2带动驱动电机3转动，整车控制器6输出充电控制信号至电机控制器4，电机控制器4控制启动发电模块29，发电模块29控制启动转化器28对动力电池5充电，车轮2上设有与制动器16连接的制动盘30，制动踏板26通过液压管路与制动器16连接，制动踏板26踩下时，制动踏板26通过液压管路内的压力控制制动器16制动，制动器16控制制动盘30对车轮2制动。
车轮2与车架1通过车轮架35连接，车轮架35包括车轮架主体36和与车轮架主体36连接的连接件37，车轮架主体36通过轴承与车轮2连接，轴承与车轮2通过车轮轴8连接，车架1与车轮2之间设有减震器38，减震器38的下端与连接件37连接，连接件37的下端设有安装孔39，车架1上设有一端与车架1连接的下摆臂40，下摆臂40的另一端通过安装孔39与连接件37的下端连接；车轮架主体36的一侧还设有用于安装制动盘30的安装块41，安装块41与车轮架主体36为一体式结构。车轮架主体36的另一侧设有与车轮架主体36连接的转向连接件27。
向前行驶：停止状态下，将换挡器19置于前进模块21档位，踩下加速踏板25，整车控制器6输出控制信号至电机控制器4，电机控制器4将动力电池5的电能输出给驱动电机3，驱动电机3正转，通过变速器7减速增扭后传递给车轮轴8，最终驱动车轮2正转，车辆向前行驶；向后行驶：停止状态下，将换挡器19置于倒退模块23档位，踩下加速踏板25，整车控制器6输出控制信号至电机控制器4，电机控制器4将动力电池5的电能输出给驱动电机3，驱动电机3反转，通过变速器7减速增扭后传递给车轮轴8，最终驱动车轮2反转，车辆向后行驶。
本实施例采用框架式结构，可使用简单型材如铝合金管材、钢管材，结构简单，不需要投入高昂的冲压模具，仅需要简易的焊接卡具，投入低，便于产业化，改型拓展方便，且结构的强度、刚度高，大幅度降低整车重量，从而减小电池需求、降低整车成本，提高能效比；
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.电动汽车，包括车架(1)和设在车架(1)上的车轮(2)，其特征在于：还包括均设在车架(1)上的驱动电机(3)、电机控制器(4)、动力电池(5)、整车控制器(6)：
驱动电机(3)与车轮(2)连接，驱动电机(3)与车轮(2)之间设有变速器(7)，车轮(2)之间设有车轮轴(8)，变速器(7)设在车轮(2)之间的车轮轴(8)上；
电机控制器(4)与驱动电机(3)连接，电机控制器(4)控制驱动电机(3)的转矩、转速的输出，电机控制器(4)内还设有电机过载保护模块(9)和电机过热保护模块(10)；
动力电池(5)与电机控制器(4)连接，电机控制器(4)将动力电池(5)的电能输出给驱动电机(3)，车架(1)上设有座椅(11)，座椅(11)下方设有安装架(12)，动力电池(5)配合设在安装架(12)内，动力电池(5)在安装架(12)内滑动，安装架(12)的一端设有用于固定动力电池(5)的固定装置；
整车控制器(6)分别与电机控制器(4)和动力电池(5)连接，整车控制器(6)输出控制信号至电机控制器(4)，电机控制器(4)控制驱动电机(3)转动；
车轮(2)与车架(1)通过车轮架(35)连接，车轮架(35)包括车轮架主体(36)和与车轮架主体(36)连接的连接件(37)，车轮架主体(36)上设有安装轴承的通孔，车轮架主体(36)在通孔的上方与连接件(37)的上端固定连接，车轮架主体(36)在通孔的下方与连接件(37)的下端固定连接，车轮架主体(36)通过轴承与车轮(2)连接，轴承与车轮(2)通过车轮轴(8)连接，车架(1)与车轮(2)之间设有减震器(38)，减震器(38)的下端与连接件(37)连接，连接件(37)的下端设有安装孔(39)，车架(1)上设有一端与车架(1)连接的下摆臂(40)，下摆臂(40)的另一端通过安装孔(39)与连接件(37)的下端连接；车轮架主体(36)的一侧还设有用于安装制动盘(30)的安装块(41)，安装块(41)与车轮架主体(36)为一体式结构，还包括与动力电池(5)连接的高低压转换器(13)和与高低压转换器(13)连接的低压蓄电池(14)，低压蓄电池(14)用于提供电子电器所需的电源，动力电池(5)上还连接有充电机(15)，充电机(15)、高低压转换器(13)、低压蓄电池(14)均与整车控制器(6)连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于：还包括与整车控制器(6)连接的驻车器(42)，车轮(2)上设有制动卡钳(17)和与制动卡钳(17)连接的驻车拉线，驻车器(42)通过驻车拉线与制动卡钳(17)连接；整车控制器(6)内设有与驱动电机(3)连接的用于判断驱动电机(3)启停的判断模块(18)，判断模块(18)判断驱动电机(3)处于停止状态时，整车控制器(6)输出驻车信号至驻车器(42)，驻车器(42)拉动驻车拉线带动制动卡钳(17)卡住车轮(2)实现驻车。
3.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于：还包括与整车控制器(6)连接的换挡器(19)，整车控制器(6)内设有与换挡器(19)连接的换挡模块(20)，换挡模块(20)内包括前进模块(21)、停止模块(22)、后退模块(23)，整车控制器(6)内设有与换挡模块(20)连接的档位保护模块(24)，档位保护模块(24)用于定位汽车在行车过程中档位位置。
4.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于：还包括与整车控制器(6)连接的加速踏板(25)和制动踏板(26)，加速踏板(25)与制动踏板(26)相邻设置，加速踏板(25)与整车控制器(6)，车轮(2)上设有与制动踏板(26)连接的制动器(16)。
5.根据权利要求4所述的电动汽车，其特征在于：驱动电机(3)内设有用于将动能动能转化成电能的转化器(28)，转化器(28)与动力电池(5)连接，电机控制器(4)内设有与转化器(28)连接的发电模块(29)，加速踏板(25)松开时，车轮(2)带动驱动电机(3)转动，整车控制器(6)输出充电控制信号至电机控制器(4)，电机控制器(4)控制启动发电模块(29)，发电模块(29)控制启动转化器(28)对动力电池(5)充电。
6.根据权利要求4所述的电动汽车，其特征在于：车轮(2)上设有与制动器(16)连接的制动盘(30)，制动踏板(26)通过液压管路与制动器(16)连接，制动踏板(26)踩下时，制动踏板(26)通过液压管路内的压力控制制动器(16)制动，制动器(16)控制制动盘(30)对车轮(2)制动。
7.根据权利要求3所述的电动汽车，其特征在于：车轮(2)包括前轮(31)和后轮(32)，车架(1)上设有前轮(31)连接的方向盘(33)，方向盘(33)与换挡器(19)相邻设置，方向盘(33)与前轮(31)之间设有转向装置(34)，方向盘(33)通过转向装置(34)控制前轮(31)的转向。
8.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于：车轮架主体(36)的另一侧设有与车轮架主体(36)连接的转向连接件(27)。
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