CN112278116B - 一种电驱动车辆及应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电驱动车辆及应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，系统包括电动车轮总成、转向执行机构和悬架，悬架包括：悬架本体；滑柱，包括套设的导向筒和外缸筒；车架，与悬架本体和外缸筒连接；转向节臂，包括套设在外缸筒的套筒、设有滑孔的节臂和滚珠花键，转向拉杆的两端分别可滑动式设置在相应侧的滑孔中；底座，与导向筒和电动车轮总成连接，且设有与滚轮花键的花键配合的燕尾滑槽。通过本发明方案，悬架为集成化和模块化设置，组装效率高；结构简单、紧凑，体积小，动力传动链短，传动效率高；便于底盘系统进行模块化布局并节省轮边空间。

Description

一种电驱动车辆及应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统

技术领域

本发明涉及电驱动车辆技术领域，尤其涉及一种电驱动车辆及应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统。

背景技术

随着交通运输行业的飞速发展，以往使用内燃机的运输车辆受到石化燃料资源枯竭和全球环境污染压力限制，越来越难以满足社会发展的需求。电驱动车辆的发展，给车辆运输行业提供一种全新的解决方案，将带来可观的经济价值，同时也会让节能、环保的理念深入人心，促进社会和谐发展。

电驱动车辆在工作时需要通过驱动电机将转矩传递到车轮上，如图1所示，目前车用电动行驶系统包含驱动电机、上横臂1’、下横臂2’、电动车轮总成3’、车架4’、悬架5’、转向拉杆6’、制动执行机构等。但是该电动行驶系统存在三个问题：一、电动行驶系统结构复杂、安装部件多；二、整个系统体积大、布置不灵活；三、动力传动链长，传动效率低。

发明内容

本发明公开一种应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，用于解决现有技术中，电动行驶系统集成度低、结构庞大、布置不灵活、传动效率低的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

提供一种应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，包括电动车轮总成、转向执行机构和连接所述电动车轮总成、所述转向执行机构的悬架，其中所述悬架包括：

悬架本体；

滑柱，所述滑柱包括导向筒和可滑动式套设在所述导向筒外侧的外缸筒，所述外缸筒一侧的底端和顶端设有连接部；

车架，所述车架包括可伸缩式设置在所述滑柱连接部中的竖连接臂和位于所述竖连接臂两端且与所述悬架本体连接的横连接臂；

转向节臂，所述转向节臂包括可转动式套设在所述外缸筒底端的套筒、与所述套筒固定连接且位于所述悬架本体底端的节臂和与所述套筒连接且位于所述滑柱另一侧的滚珠花键，其中所述节臂设有轴线沿所述外缸筒轴线的滑孔，所述转向执行机构的转向拉杆设置在所述悬架本体的底端且两端分别可滑动式设置在相应侧的所述滑孔中；

底座，所述底座包括与所述导向筒的底端固定连接的横向座和与所述电动车轮总成固定连接的竖向座，所述竖向座与所述横向座固定连接，且所述竖向座设有与所述滚轮花键的花键配合的燕尾滑槽。

可选的，所述滑柱还包括设置在所述外缸筒内部的弹簧，所述弹簧的一端抵接于所述外缸筒，所述弹簧的另一端抵接于所述导向筒。

可选的，所述外缸筒内固定有套设所述弹簧且伸入所述导向筒内的支撑柱和压设于所述支撑柱、所述导向筒之间的阻尼件。

可选的，所述弹簧抵接于所述导向筒的顶端，所述阻尼件通过环形凸台和环形凹槽卡设在所述导向筒上。

可选的，所述竖向座为所述电动车轮总成的轮毂电机的后端盖。

可选的，所述电动行驶系统还包括位于所述横向座下方且控制所述轮毂电机的电机控制器。

可选的，所述竖连接臂和所述横连接臂为一体式结构。

可选的，所述竖向座和所述横向座之间的夹角大于90°。

可选的，所述底座还包括连接所述竖向座和所述横向座的加强筋。

还提供一种电驱动车辆，包括上述中任一项所述的电动行驶系统。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

悬架为集成化和模块化设置，在组装整车的过程中，直接将底座与电动车轮总成连接，将车架与悬架本体连接，即可完成电动行驶系统的组装，效率高；而且悬架的结构简单、紧凑，体积小，动力传动链短，传动效率高；便于底盘系统进行模块化布局并节省轮边空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术公开的电动行驶系统的结构示意图；

图2为本发明公开的电动行驶系统的结构示意图；

图3为本发明公开的电动行驶系统的剖面结构示意图。

其中，附图1-3中具体包括下述附图标记：

上横臂-1’；下横臂-2’；电动车轮总成-3’；车架-4’；悬架-5’；转向拉杆-6’；

电动车轮总成-1；转向拉杆-2；悬架-3；电机控制器-4；电机转子轴承座-11；悬架本体-31；滑柱-32；导向筒-321；外缸筒-322；弹簧-323；阻尼件-324；连接部-325；支撑柱-326；车架-33；竖连接臂-331；横连接臂-332；转向节臂-34；套筒-341；节臂-342；滚珠花键-343；底座-35；横向座-351；竖向座-352；加强筋-353；燕尾滑槽-354。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。

如图2、图3所示，本发明的应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统包括电动车轮总成1、转向执行机构和连接两者的悬架3。悬架3包括悬架本体31、滑柱32、车架33、转向节臂34和底座35。悬架3为集成化和模块化设置，在组装整车的过程中，直接将底座35与电动车轮总成1连接，将车架33与悬架本体31连接，即可完成电动行驶系统的组装，效率高；而且悬架3的结构简单、紧凑，体积小，动力传动链短，传动效率高；便于底盘系统进行模块化布局并节省轮边空间。以下以具体的实施例为例，详细介绍各部件的构造。

悬架本体31与车体侧面固性连接，作用与通常的悬架本体的作用相同，用于传递作用在电动车轮总成1和电驱动车辆的车体之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车体或车身的冲击力，并减少由此引起的震动，以保证电驱动车辆能平顺地行驶。悬架本体31的外壳可以大致呈长方体形，悬架本体31外壳上的连接孔根据车架33的结构进行相应改变。且悬架本体31是电动行驶系统与底盘安装的机械接口。

滑柱32用于实现悬架本体31的导向，承受垂向载荷和纵向载荷。滑柱32包括导向筒321、外缸筒322、弹簧323和阻尼件324。导向筒321大致呈圆柱状，内部为空腔，顶端(位于上方的一端)开口而底端(位于下方的一端)封闭，且封闭端设有凸出的凸沿，凸沿上设有连接孔。外缸筒322也大致呈圆柱状，底端开口，可滑动式套设在导向筒321外侧。外缸筒322的外壁设有两个连接部325，两个连接部325分别位于外缸筒322一侧的底端和顶端，两个连接部325可以为带有连接孔的圆筒状。外缸筒322的内部设有沿其轴线延伸的支撑柱326。支撑柱326大致为圆柱形的实心柱，长度大致与外缸筒322的长度相同。并且支撑柱326在中部和靠近导向筒321一端的外径稍微大于其他部位的外径且稍微小于导向筒321的内径。

弹簧323和阻尼件324承担电动车轮系统所受到地面的冲击载荷和减缓振动的作用。弹簧323套设在支撑柱326的远离导向筒321的一端且抵接于导向筒321顶端和外缸筒322顶端。阻尼件324大致呈一端封闭的圆筒状的阻尼套，压设在支撑柱326和导向筒321凸出部分之间，导向筒321与阻尼件324的接触面积少，便于实现支撑柱326和阻尼件324的相对移动。阻尼件324可以为橡胶材质，在导向筒321的内壁设有环形凹槽，阻尼件324设有卡设在环形凹槽中的环形凸台，由导向筒321固定阻尼件324，防止阻尼件324随导向筒321或支撑柱326移动，结构简单，便于安装。进一步的，不论导向筒321或阻尼件324处于何种位置，导向筒321上始终有至少一个凸出部分位于阻尼件324的环形凸台部位，例如导向筒321中部的凸出部分不位于阻尼件324的环形凸台部位时，则导向筒321端部的凸出部分位于阻尼件324的环形凸台部位。如此设置，为阻尼件324的设置和使用提供可能性，而且可以使阻尼件324有效减缓振动和冲击载荷。

该滑柱32集成弹簧323、阻尼件324、包含导向筒321和外缸筒322的导向件于一体，滑柱32承受垂向力的同时，需要承受电驱动车辆行驶时产生的全部侧向力，在承压的弹簧323和阻尼件324的外层再增加一层导向筒321及外缸筒322，导向筒321与外缸筒322承受侧向力，内部弹簧323及阻尼件324仅承受轴向载荷，将承受侧向力与承受轴向载荷的功能部件分开。滑柱32作为电动车轮总成1的主销，由于承受电动车轮总成1行驶和转向时的全部侧向力，摩擦阻力增加，导向筒321磨损加剧，外缸筒322与导向筒321之间采取润滑冷却措施能保持电动车轮总成1沿着刚性地固定在车架33上的主销线上下移动，有利于电驱动车辆的转向操纵稳定和行驶稳定。

车架33包括竖连接臂331和两个横连接臂332，两个横连接臂332位于竖连接臂331的相对两端且大致与竖连接臂331垂直。竖连接臂331上设有连接轴，连接轴通过例如联轴器与外缸筒322的连接部325连接，实现电驱动车辆行驶过程中，竖连接臂331的连接轴相对外缸筒322的连接部325移动，从而实现车架33与滑柱32相对角度的改变。竖连接臂331和横连接臂332可以为一体式结构，即由一块金属板弯折而成，结构简单，可以承受较强冲击载荷。

转向节臂34包括套筒341、节臂342和滚珠花键343。套筒341可转动式套设在外缸筒322的底端。节臂342与套筒341固定连接，节臂342上设有轴线沿外缸筒322轴线延伸的滑孔，且节臂342始终位于悬架本体31的底端。滚珠花键343的轴的底端与套筒341固定连接，花键可移动式设置在轴上且与外缸筒322之间留有间隙。滚珠花键343的结构与通常的相同，在此不做详细赘述。转向执行机构的转向拉杆2设置在悬架本体31的底端且两端分别可滑动式设置在相应侧节臂342的滑孔中，使转向节臂34作为转向执行机构在电镀行驶系统上的执行部件，负责驱动车轮转向。如此设置，集成安装在滑柱32与电动车轮总成1之间的转向节臂34结构紧凑，在电动车轮总成1大行程上下跳动时，应用滚珠花键343可随电动车轮总成1上下运动，通过绕外缸筒322转动实现电动车轮总成1独立转向。

底座35包括相互连接的横向座351和竖向座352，实现电动车轮总成1、滑柱32和转向节臂34一体化集成，使得整个电动行驶系统结构紧凑。横向座351用于固定导向筒321，由穿设导向筒321凸沿连接孔和横向座351连接孔的螺栓固定横向座351和导向筒321。竖向座352可以作为电动车轮总成1的轮毂电机的后端盖，竖向座352在朝向电动车轮总成1的一侧安装有电机转子轴承座11并设有冷却水路和电机三相线的输出接口。竖向座352在朝向导向筒321的一侧设有横截面(大致沿水平方向的截面)呈V形的燕尾滑槽354，滚珠花键343的花键位于燕尾滑槽354中。电驱动车辆在转向时，转向执行机构的转向拉杆2驱动转向节臂34绕外缸筒322转动，然后利用滚珠花键343推动电动车轮总成1转向，传动链短，传动效率高。并且外缸筒322上下运动时，滚珠花键343沿燕尾滑槽354上下运动，转向节臂34依托滚珠花键343在燕尾滑槽354滑动而与外缸筒322同步运行，以降低摩擦阻力。

进一步的，竖向座352和横向座351之间的夹角大于90°，即电动车轮总成1和滑柱32之间不平行且设有小于90°的夹角，以提高滑柱32使用寿命。竖向座352和横向座351之间还设有加强筋353，提高底座35的牢固性。

电动车轮总成1可以集成轮毂电机、减速器、盘式制动器、车轮部件，车轮部件又包括轮毂、轮胎等。轮毂电机通过轮边行星减速齿轮减速增扭，实现大扭矩动力输出，实现单轮独立驱动。电动车轮总成1还集成制动功能，包含机械制动器和轮毂电机反托制动。电动车轮总成1结构紧凑并实现大转矩输出，满足车辆分布式驱动，同时应用驱动控制策略实现同轴车轮差速行驶。

电动行驶系统还包括位于底座35横向座351下方且控制轮毂电机的电机控制器4，电机控制器4可以固定在横向座351下方，也可以不固定在横向座351。电机控制器4及电动车轮总成1实现电能转换为机械动能，包含制动功能，并由电机控制器4对左右轮进行差速调节，实现车辆转向。

在该应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统中，集成了行驶系统各种功能，结构简单，安装部件少；结构紧凑、占用空间小、安装方便；选用轮毂电机，提高了传动效率。

本发明的电驱动车辆包含上述的电动行驶系统。在该电驱动车辆中，悬架3为集成化和模块化设置，在组装整车的过程中，直接将底座35与电动车轮总成1连接，将车架33与悬架本体31连接，即可完成电动行驶系统的组装，效率高；而且悬架3的结构简单、紧凑，体积小，动力传动链短，传动效率高；便于底盘系统进行模块化布局并节省轮边空间。以下以具体的实施例为例，详细介绍各部件的构造。

结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，其特征在于，包括电动车轮总成、转向执行机构和连接所述电动车轮总成、所述转向执行机构的悬架，其中所述悬架包括：

悬架本体；

滑柱，所述滑柱包括导向筒和可滑动式套设在所述导向筒外侧的外缸筒，所述外缸筒一侧的底端和顶端设有连接部；

车架，所述车架包括可伸缩式设置在所述滑柱连接部中的竖连接臂和位于所述竖连接臂两端且与所述悬架本体连接的横连接臂；

转向节臂，所述转向节臂包括可转动式套设在所述外缸筒底端的套筒、与所述套筒固定连接且位于所述悬架本体底端的节臂和与所述套筒连接且位于所述滑柱另一侧的滚珠花键，其中所述节臂设有轴线沿所述外缸筒轴线的滑孔，所述转向执行机构的转向拉杆设置在所述悬架本体的底端且两端分别可滑动式设置在相应侧的所述滑孔中；

底座，所述底座包括与所述导向筒的底端固定连接的横向座和与所述电动车轮总成固定连接的竖向座，所述竖向座与所述横向座固定连接，且所述竖向座设有与所述滚轮花键的花键配合的燕尾滑槽，

其中，所述转向拉杆驱动所述转向节臂绕所述外缸筒转动，并利用所述滚珠花键推动所述电动车轮总成转向。

2.根据权利要求1所述的应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，其特征在于，所述滑柱还包括设置在所述外缸筒内部的弹簧，所述弹簧的一端抵接于所述外缸筒，所述弹簧的另一端抵接于所述导向筒。

3.根据权利要求2所述的应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，其特征在于，所述外缸筒内固定有套设所述弹簧且伸入所述导向筒内的支撑柱和压设于所述支撑柱、所述导向筒之间的阻尼件。

4.根据权利要求3所述的应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，其特征在于，所述弹簧抵接于所述导向筒的顶端，所述阻尼件通过环形凸台和环形凹槽卡设在所述导向筒上。

5.根据权利要求1所述的应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，其特征在于，所述竖向座为所述电动车轮总成的轮毂电机的后端盖。

6.根据权利要求5所述的应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，其特征在于，所述电动行驶系统还包括位于所述横向座下方且控制所述轮毂电机的电机控制器。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，其特征在于，所述竖连接臂和所述横连接臂为一体式结构。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，其特征在于，所述竖向座和所述横向座之间的夹角大于90°。

9.根据权利要求8所述的应用单滑柱独立悬架的电动行驶系统，其特征在于，所述底座还包括连接所述竖向座和所述横向座的加强筋。

10.一种电驱动车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的电动行驶系统。

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