CN111186269A - 一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，包括对称设置的2个单摆臂悬架轮边电驱动模块，每个单摆臂悬架轮边电驱动模块包括车架(1)、车轮、减速箱(4)和单纵臂摆臂(17)，所述的减速箱(4)的输出轴(10)通过轮毂轴承(8)与半轴套(16)连接，所述的减速箱(4)通过单纵臂摆臂(17)与车架(1)连接，所述的半轴套(16)、单纵臂摆臂(17)以及减速箱(4)一体化固定连接，所述的减速箱(4)与车架(1)之间纵向设有减震器(15)，所述的2个单摆臂悬架轮边电驱动模块中各自的减速箱(4)之间水平连接有扭杆(7)。与现有技术相比，本发明具有平稳性好、侧倾刚度高等优点。

Description

一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统
技术领域
本发明涉及电动汽车底盘与传动领域，尤其是涉及一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统。
背景技术
近些年来，电动汽车领域发展迅速，市面上出现了多种电动车的驱动形式，主要有集中电机驱动和分布式电机驱动两种形式，其中分布式驱动又可分为轮边驱动和轮毂驱动。目前，以电动轮为代表的轮边电驱动系统由于其驱动系统和整车结构简洁、可利用空间大、传动效率高，各驱动轮转矩可独立控制，有利于提高恶劣路面条件下的行驶性能而成为研究热点。
汽车非簧载质量的大小直接影响到汽车的行驶平顺性和车轮接地性，而轮毂驱动形式的非簧载质量较大，不利于汽车平顺性和车轮接地性。传统的集中式电机驱动系统虽然继承性好，但它必须加装半轴和等速万向节等传动装置，具有占用空间大且传动效率低等缺点。所以轮边驱动系统在减小簧下质量具有一定优势，但是根据电机固定位置不同分为两种方案，一种是电机固定在车架上，另一种是电机与悬架集成。其中固定在车架上方案对于车辆的底盘要求较高，使得轮边驱动系统在应用于物流车以及低地板的大客车上受限制，所以驱动电机与悬架集成一体化方案既能有效降低簧下质量，又能减小车辆底盘的设计要求。但是轮边电驱动系统质量分布对汽车悬架系统所产生的等效簧下质量效应，并不是将轮边电驱动系统自身质量简单叠加即可，而是应考虑轮边电驱动系统质量相对于悬架的分布形式。
现有技术给出了一些解决方案，中国专利201110053092.6提出了一种减小单纵臂悬架轮边电驱动系统等效簧下质量结构及方法，弹性橡胶铰支承于车架，单纵臂悬架摆臂的一端与弹性橡胶铰连接，另一端与减速箱体连接，减速箱体与半轴套管连接，电机固装于减速箱体上，电机动力输出端与小齿轮连接，小齿轮又与大齿轮啮合，大齿轮与半轴套管联接，经齿轮减速后，由半轴将动力输出至轮辋，以驱动车轮。减小与车轮非同心零部件的质心到单纵臂悬架摆动中心轴线的距离，即减小了等效簧下质量，使车轮振动频率提高，减少共振，减少来自路面的冲击和振动，改善汽车行驶的平顺性。
但该专利在实施时存在以下问题：
轮边电驱动系统安装在单纵臂悬架上且绕单纵臂摆动中心摆动，减速器壳体与单纵臂连接，单纵臂本身具有一定的长度，限制了轮边电驱动系统到单纵臂摆动中心轴线之间的距离，无法进一步减小等效簧下质量，同时该专利未考虑到车轮受到侧向力以及左右的车轮在不平路面下的左右轮跳。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，进一步减小了等效簧下质量，提高了侧倾刚度。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，包括对称设置的2个单摆臂悬架轮边电驱动模块，每个单摆臂悬架轮边电驱动模块包括车架、车轮、驱动电机、半轴套、制动盘、制动钳、减速箱和单纵臂摆臂，车轮包括依次连接的轮胎、轮辋和轮毂，所述的驱动电机通过螺栓固定在减速箱上，所述的减速箱的输出轴通过轮毂轴承与半轴套连接，所述的输出轴通过花键与车轮的轮毂连接，所述的制动盘通过螺栓或铆钉固定在轮毂上，所述的制动钳通过螺栓固定在半轴套的法兰盘上，所述的法兰盘与制动钳为一体化结构，所述的减速箱通过单纵臂摆臂与车架连接，所述的轮毂、轮辋、轮毂轴承、输出轴及制动盘是与车轮同心的零部件，所述的驱动电机、减速箱以及制动钳是与车轮非同心的零部件，所述的半轴套、单纵臂摆臂以及减速箱一体化固定连接，使得减速箱的壳体与单纵臂摆臂共同充当摆臂，进一步缩小单纵臂摆臂的长度，进而减小与车轮非同心的零部件与单纵臂摆臂的转轴之间的距离，进一步减小与车轮非同心的零部件形成的等效簧下质量，降低非簧载质量负效应，所述的减速箱与车架之间纵向设有减震器，所述的2个单摆臂悬架轮边电驱动模块中各自的减速箱之间水平连接有扭杆，提高了侧倾刚度，所述的驱动电机通过连接板与扭杆连接，为驱动电机提供支撑，避免驱动电机仅通过单侧支撑。
进一步地，所述的连接板通过螺栓与减速箱固定并通过第二衬套铰与扭杆连接，构成转动副。
进一步地，所述的单纵臂摆臂通过第一衬套铰与车架连接，所述的第一衬套铰和第二衬套铰的材料为橡胶。
进一步地，所述的减震器一端通过第一球铰与减速箱连接，另一端通过第二球铰与车架连接，所述的减震器沿自身轴线伸缩并绕第一球铰和第二球铰摆动，缓冲车身的震动。
与现有技术相比，本发明具有以如下有益效果：
(1)本发明对称设置的2个单摆臂悬架轮边电驱动模块，每个单摆臂悬架轮边电驱动模块包括车架、车轮、驱动电机、半轴套、制动组件、减速箱和单纵臂摆臂，驱动电机固定在减速箱上，减速箱的输出轴通过轮毂轴承与半轴套连接，输出轴通过花键与车轮的轮毂连接，制动组件设于轮毂与半轴套之间，减速箱通过单纵臂摆臂与车架连接，减速箱与车架之间纵向设有减震器，半轴套、单纵臂摆臂以及减速箱一体化固定连接，使得减速箱的壳体与单纵臂摆臂共同充当摆臂，可进一步缩减单纵臂摆臂的长度，实现轻量化，进而减小与车轮非同心的零部件与单纵臂摆臂的转轴之间的距离，进一步减小与车轮非同心的零部件形成的等效簧下质量，提高使车轮振动频率，减少共振，减少来自路面的冲击和振动，提高汽车行驶的平稳性，2个单摆臂悬架轮边电驱动模块中各自的减速箱之间水平连接有扭杆，提高了2个单摆臂悬架轮边电驱动模块的侧倾刚度；
(2)本发明通过连接板将驱动电机与扭杆连接，其中连接板通过螺栓与减速箱固定，连接板通过第二衬套铰与扭杆连接，形成转动副，提高了驱动电机与减速箱连接的可靠性，避免驱动电机单侧支撑，安全性和稳定性好。
附图说明
图1为本发明的结构简化图；
图2为单摆臂悬架轮边电驱动模块的结构剖面图；
图3为本发明的立体结构示意图；
图中标号说明：
1.车架，2.第一衬套铰，3.驱动电机，4.减速箱，5.连接板，6.第二衬套铰，7.扭杆，8.轮毂轴承，9.轮毂，10.输出轴，11.制动盘，12.制动钳，13.轮辋，14.轮胎，15.减震器，16.半轴套，17.单纵臂摆臂，18.第一球铰，19.第二球铰。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，如图1、图2和图3，包括对称设置的2个单摆臂悬架轮边电驱动模块，每个单摆臂悬架轮边电驱动模块包括车架1、车轮、制动盘11、制动钳12、驱动电机3、半轴套16、减速箱4和单纵臂摆臂17，车轮包括轮胎14、轮辋13和轮毂9，轮毂9通过螺栓固定在轮辋13上，减速箱4固定在减速箱4上，减速箱4的输出轴10通过轮毂轴承8与半轴套16连接，输出轴10通过花键与车轮的轮毂9连接，制动盘11通过螺栓固定在轮毂9上，制动钳12通过螺栓固定在半轴套16的法兰盘上，减速箱4通过单纵臂摆臂17与车架1连接，半轴套16、单纵臂摆臂17以及减速箱4一体化固定连接，减速箱4与车架1之间纵向设有减震器15，减震器15通过第一球铰18与减速箱4连接，另一端通过第二球铰19与车架1连接。
2个单摆臂悬架轮边电驱动模块中各自的减速箱4之间水平连接有扭杆7，驱动电机3通过连接板5与扭杆7连接连接板5通过螺栓与驱动电机3固定，连接板5通过第二衬套铰6与扭杆7连接，形成转动副，为驱动电机3提供支撑并提高侧倾刚度，单纵臂摆臂17通过第一衬套铰2与车架1连接，第二衬套铰6和第一衬套铰2的材料均为橡胶。
减速箱4内设有依次啮合的第一级小齿轮、第二级小齿轮和大齿轮，输出轴10与大齿轮同轴固定，驱动电机3的转动轴通过花键与第一级小齿轮同轴连接，第二级小齿轮通过中间轴固定在减速箱4内，车辆前进时驱动电机3通过减速箱4向输出轴10传递动力，输出轴10通过花键带动轮毂9和制动盘11一起运动，轮毂9带动轮辋13和轮胎14一起运动，当车辆制动时制动钳12夹紧制动盘11，产生制动力，制动盘11带动轮毂9，轮毂9带动轮辋13，最终使得轮胎14停止运动。
本实施例提出了一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，半轴套16、单纵臂摆臂17以及减速箱4一体化固定连接，减速箱4与车架1之间纵向设有减震器15，2个单摆臂悬架轮边电驱动模块中各自的减速箱4之间水平连接有扭杆7，驱动电机3通过连接板5与扭杆7连接，连接板5一端通过螺栓与减速箱3固定，另一端通过第二衬套铰6与扭杆7连接，最小化等效簧下质量，同时提高了单摆臂悬架轮边电驱动系统的侧倾刚度，提高了驱动电机3安装的可靠性，安全性高，行驶平稳性好。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，包括对称设置的2个单摆臂悬架轮边电驱动模块，每个单摆臂悬架轮边电驱动模块包括车架(1)、车轮、驱动电机(3)、半轴套(16)、制动组件、减速箱(4)和单纵臂摆臂(17)，所述的驱动电机(3)固定在减速箱(4)上，所述的减速箱(4)的输出轴(10)通过轮毂轴承(8)与半轴套(16)连接，所述的输出轴(10)通过花键与车轮的轮毂(9)连接，所述的制动组件设于轮毂(9)与半轴套(16)之间，其特征在于，所述的减速箱(4)通过单纵臂摆臂(17)与车架(1)连接，所述的半轴套(16)、单纵臂摆臂(17)以及减速箱(4)一体化固定连接，所述的减速箱(4)与车架(1)之间纵向设有减震器(15)，所述的2个单摆臂悬架轮边电驱动模块中各自的减速箱(4)之间水平连接有扭杆(7)。
2.根据权利要求1所述的一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，其特征在于，所述的驱动电机(3)通过连接板(5)与扭杆(7)连接。
3.根据权利要求2所述的一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，其特征在于，所述的连接板(5)通过螺栓与减速箱(3)固定。
4.根据权利要求2所述的一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，其特征在于，所述的连接板(5)通过第二衬套铰(6)与扭杆(7)连接。
5.根据权利要求4所述的一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，其特征在于，所述的第二衬套铰(6)的材料为橡胶。
6.根据权利要求1所述的一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，其特征在于，所述的单纵臂摆臂(17)通过第一衬套铰(2)与车架(1)连接。
7.根据权利要求6所述的一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，其特征在于，所述的第一衬套铰(2)的材料为橡胶。
8.根据权利要求1所述的一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，其特征在于，所述的减震器(15)通过第一球铰(18)与减速箱(4)连接。
9.根据权利要求1所述的一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，其特征在于，所述的减震器(15)通过第二球铰(19)与车架(1)连接。
10.根据权利要求1所述的一种一体化对称支撑单摆臂悬架轮边电驱动系统，其特征在于，所述的制动组件包括制动盘(11)和制动钳(12)，所述的制动盘(11)固定在轮毂(9)上，所述的制动钳(12)固定在半轴套(16)的法兰盘上。
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