CN112977623A - 一种三舱式电动汽车架构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三舱式电动汽车架构，该车结构包括：两个动力舱和乘用舱，以及两个动力舱与乘用舱之间的斜连杆弹性结构、水平连杆减震结构、支承弹性结构、平衡机构、纵向稳定结构、横向稳定结构。所述的平衡机构通过对乘用舱作出主动抬升或降低的动作，能够平衡乘用舱所受或即将所受外力的变化，具有主动防侧倾、主动消除或减弱因启动和制动或爬坡和下坡引致的俯仰效应，保持乘用舱平稳运行的能力。所述的动力舱所连接的轮控结构可驱动车轮转向到任意方向，使得车辆在静止时可以向任意方向腾挪，在低速时有极短的过弯距离。

Description

一种三舱式电动汽车架构

技术领域

本发明涉及一种三舱式电动汽车架构，属于新能源汽车技术领域

背景技术

目前电动汽车领域已经实现L3级别的自动驾驶技术落地，业界预计L4乃至L5级别全自动驾驶将在短短数年内实现。L5全自动驾驶实现以后，汽车将不止于交通工具，可以集成许多功能，变成一台行走的机器人、移动的超级电脑，甚至集成办公住宿的功能。因此，发展适配多功能集成的汽车架构是越来越明确的趋势。

发明内容

本发明的目的是为了解决在L4-L5自动驾驶技术条件下，提出一种三舱式电动汽车架构，具有安全、转向灵活、平衡舒适等特点。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种三舱式电动汽车架构，包括：动力舱，乘用舱，以及两个动力舱与乘用舱之间的连接结构。

所述的三舱式电动汽车架构其特征在于，两个动力舱之间没有直接的刚性连接，两个动力舱分别与乘用舱建立具有弹性和活动特征的连接。

所述的动力舱与乘用舱相连接的结构包括斜连杆弹性结构、水平连杆减震结构、支承弹性结构、平衡机构、纵向稳定结构、横向稳定结构，动力舱采用独立的动力舱骨架结构，动力舱骨架结构连接轮控结构并承载电池箱水箱及控温区。

所述的斜连杆弹性结构包括斜连杆橡胶衬套，斜连杆连接件，斜连杆弹簧。

所述的水平连杆减震结构包括水平连杆橡胶衬套，水平连杆连接件，水平连杆减震器，水平连杆弹簧。

所述的支承弹性结构包括支承结构橡胶衬套，支承结构连接件，支承结构弹簧。

所述的平衡机构包括平衡机构橡胶衬套，平衡机构驱动电机，平衡机构变速及传动结构，平衡机构伸缩动作杆。

所述的纵向稳定结构包括纵向稳定结构轴承，纵向稳定结构连接件，纵向稳定结构导轨，纵向稳定结构导向块，纵向稳定结构强力弹簧。

所述的横向稳定结构包括横向稳定结构轴承，横向稳定结构连接件，横向稳定结构导轨，横向稳定结构导向块，横向稳定结构弹簧。

所述的斜连杆弹性结构，以车辆的长度方向为基准，向上倾斜一定角度，同时向左或者向右倾斜一定的角度，能够承受一定的车辆高度方向和左右方向及前后方向上的受力。

所述的水平连杆减震结构，按安装位置和方向的不同，能够承受一定的车辆前后方向和左右方向上的受力，或者只承受前后方向或左右方向上的受力。

所述的支承弹性结构主要承受乘用舱的自重和荷载，支承弹性结构可以在左右和前后方向倾斜一定角度，在车辆不同的状态下，基本不承受或者承受少量左右方向的侧向受力和前后方向的推拉受力。

所述的平衡机构竖直安装或者在左右和前后方向倾斜一定角度，无论在车辆空载、半载或满载的情况，平衡机构都可以经过相应的动作达到基本不受到乘用舱的压力或拉力的状态。当车辆在运行状态时，平衡机构则能够通过对乘用舱的升高或降低动作，主动保持乘用舱的受力平衡。

所述的纵向稳定结构平行于车辆长度方向，或者左右倾斜一定的角度，纵向稳定结构轴承的可转动方向为车辆高度方向，且纵向稳定结构导向块可沿着纵向稳定结构导轨在车辆高度方向活动，纵向稳定结构主要承受前后方向的推拉受力，来自车辆前后方向上的受力使得纵向稳定结构强力弹簧发生形变。当左右倾斜一定的角度安装时，则有利于纵向稳定结构承受一定的侧倾力。

所述的横向稳定结构平行于车辆宽度方向，横向稳定结构轴承的可转动方向为车辆宽度方向，且横向稳定结构导向块可沿着横向稳定结构导轨在车辆高度方向活动，横向稳定结构能够承受车辆左右方向的受力，来自车辆左右方向上的受力使得横向稳定结构弹簧发生形变。

所述的轮控结构通过与动力舱骨架结构上的轮控结构纵向连接钢梁和轮控结构横向连接钢梁相连接进行固定，轮控结构包括车轮，带机械制动的轮边框架，轮边减震器，轮边弹簧，轮上框架，轮上转轴，轮上转向固定框架，轮上轴承，转向传动齿轮，转向驱动电机，转向变速及传动结构，动力驱动电机，动力变速及传动结构。

进一步的，轮控结构在构造上没有转向方向上的阻碍，通过转向驱动电机的工作，能够驱动车轮转向到任意方向。

所述的动力舱当中的轮控结构之间的区域安装电池箱保温区，电池箱保温区的两侧是水箱保温区，电池箱保温区的旁边是温湿度控制区。

所述的乘用舱顶部装载抽屉式太阳能电池板。

任选的，电池箱所用电池包括但不限于锂电池、燃料电池、超级电容器电池。

可选的，动力驱动电机包括集成式电机、轮边电机、轮毂电机。

优选的，单个车轮的动力驱动功率30-100千瓦。

可选的，驱动车辆某一侧的车轮，除动力驱动车轮以外的另一侧车轮设为从动车轮，从动车轮装载制动系统和动能回收系统。

优选的，平衡机构驱动电机采用伺服电机。

优选的，每个平衡机构驱动电机功率1-3千瓦。

优选的，每个转向驱动电机驱动功率0.3-1千瓦。

优选的，轮控结构通过转向驱动电机驱动车轮分别向左或向右最大转向90度，即可达到向任意方向转向的目的。

优选的，支承弹性结构的安装方向，左右倾斜5-15度，前后倾斜5-15度。

优选的，平衡机构的安装方向，左右倾斜0-10度，前后倾斜0-10度。

优选的，当水平连杆减震结构按车辆长度方向安装时，左右倾斜10-30度，当水平连杆减震结构按车辆宽度方向安装时，平行于车辆宽度方向。

优选的，斜连杆弹性结构的安装方向，左右倾斜10-30度，上下倾斜20-40度。

优选的，纵向稳定结构的安装方向，平行于车辆长度方向，或者左右倾斜0-10度。

优选的，横向稳定结构平行于车辆宽度方向安装。

优选的，纵向稳定结构强力弹簧偏硬，弹力大但弹性适中。

优选的，轮边弹簧、水平连杆弹簧和横向稳定结构弹簧，弹力及弹性均适中。

优选的，斜连杆弹簧和支承结构弹簧，具有弹力适中且弹性大的特征。

优选的，在车辆适度荷载且静态基础上，平衡机构可升高和降低各10厘米。

可选的，小型车整车长4-6米，宽1.8-2.6米，高1.8-2.8米。

可选的，中型车整车长6-9米，宽2.6-3.0米，高2.8-3.8米。

可选的，大型车整车长9-18米，宽3.0-3.3米，高3.8-4.2米。

可选的，动力舱作出车头与车尾的区分，对于需要高速运行的车辆可减少行驶风阻。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本方案通过多个弹性连接件或活动件连接动力舱与乘用舱，弹性件和活动件有着较大的变形缓冲性能，能够提高车辆在事故或碰撞实验中的吸能能力。

2、本方案通过三舱式架构的设计，把占整车重量比例较大的电池放置在同一排车轮之间，与把电池装置在车辆中间底盘上的传统架构相比，每排车轮所承载的质量都比较靠近车轮，因此可以适当降低支撑电池重量的钢梁骨架强度，对于车辆的轻量化设计十分有利。并且电池离乘用舱有一定的物理距离和舱体隔离，也提高了车辆安全性。

3、本方案通过车轮的独立支承和独立转向设计，车轮可以无阻碍向任意方向转向，即车轮可转向至与车辆长度方向垂直，车辆在静态时可横向挪移，大大提高车辆灵活性。

4、本方案通过动力舱与乘用舱之间的平衡机构，作出对乘用舱主动抬升或降低的动作，能够平衡乘用舱所受或即将所受外力的变化，具有主动防侧倾功能，主动消除或减小因启动和制动或爬坡和下坡引致的俯仰效应，保持乘用舱平稳运行的能力，提高晕车人士的乘车体验。

5、本方案通过乘用舱的独立、高平稳能力和大空间的设计，使得日常工作生活、健身娱乐所需空间均能在车辆上得到满足。

附图说明

图1为本发明提出的三舱式电动汽车架构侧视结构示意图

图2为本发明提出的未体现轮控结构200的车辆架构侧视结构示意图

图3为本发明提出的动力舱骨架结构100俯视结构示意图

图4为本发明提出的轮控结构200横向剖面结构示意图

图5为本发明提出的电池箱水箱及控温区1100侧视结构示意图

图6为本发明提出的体现电池箱水箱及控温区1100的车辆架构侧视结构示意图

图7为本发明提出的体现电池箱水箱及控温区的动力舱1000俯视结构示意图

图8为本发明提出的斜连杆弹性结构300侧视结构示意图

图9为本发明提出的水平连杆减震结构400侧视结构示意图

图10为本发明提出的支承弹性结构500侧视结构示意图

图11为本发明提出的平衡机构600侧视结构示意图

图12为本发明提出的纵向稳定结构700侧视结构示意图

图13为本发明提出的纵向稳定结构700俯视结构示意图

图14为本发明提出的横向稳定结构800侧视结构示意图

图15为本发明提出的乘用舱900侧视示意图

图16为本发明提出的体现300/400/500/600/700/800的动力舱1000俯视结构示意图

图17为本发明提出的图16中的A-A剖面结构示意图

图18为本发明提出的图16中的B-B剖面结构示意图

图19为本发明提出的图16中的C-C剖面结构示意图

图20为本发明提出的图16中的D-D剖面结构示意图

图21为本发明提出的图16中的E-E剖面结构示意图

图22为本发明提出的图16中的F标注部分立面结构示意图

图23为本发明提出的小型车侧视结构示意图

图24为本发明提出的大型车侧视结构示意图

图25为本发明提出的第二实施例动力舱1000区分车头与车尾侧视结构示意图

图26为本发明提出的第三实施例动力舱1000俯视结构示意图

图27为本发明提出的第四实施例动力舱1000俯视结构示意图

图28为本发明提出的第五实施例动力舱1000俯视结构示意图

图中：1000、动力舱；100、动力舱骨架结构；101、钢梁骨架；102、支承及平衡机构安装区；103、横向稳定结构安装区；104、轮控结构纵向连接钢梁；105、轮控结构横向连接钢梁；106、连杆结构安装区；107、防撞吸能软钢梁；108、外饰件；200、轮控结构；201、车轮；202、带机械制动的轮边框架；203、轮边减震器；204、轮边弹簧；205、轮上框架；206、轮上转轴；207、轮上转向固定框架；208、轮上轴承；209、转向传动齿轮；210、转向驱动电机；211、转向变速及传动结构；212、动力驱动电机；213、动力变速及传动结构；300、斜连杆弹性结构；301、斜连杆橡胶衬套；302、斜连杆连接件；303、斜连杆弹簧；400、水平连杆减震结构；401、水平连杆橡胶衬套；402、水平连杆连接件；403、水平连杆减震器；404、水平连杆弹簧；500、支承弹性结构；501、支承结构橡胶衬套；502、支承结构连接件；503、支承结构弹簧；600、平衡机构；601、平衡机构橡胶衬套；602、平衡机构驱动电机；603、平衡机构变速及传动结构；604、平衡机构伸缩动作杆；700、纵向稳定结构；701、纵向稳定结构轴承；702、纵向稳定结构连接件；703、纵向稳定结构导轨；704、纵向稳定结构导向块；705、纵向稳定结构强力弹簧；800、横向稳定结构；801、横向稳定结构轴承；802、横向稳定结构连接件；803、横向稳定结构导轨；804、横向稳定结构导向块；805、横向稳定结构弹簧；900、乘用舱、901、乘用舱骨架；902、乘用舱内空间；903、抽屉式太阳能电池板；1000、电池箱水箱及控温区；1001、电池箱保温区；1002、水箱保温区；1003、温湿度控制区。

具体实施方式

下面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的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非别作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

需要说明的是，对于对称结构的部件，以及在详图或其它图示中标注过的部件，未作全部标注，仅是为了便于简化描述。

参照图1-27，所述三舱式电动汽车架构，包括：动力舱1000，乘用舱900，以及两个动力舱1000与乘用舱900之间的连接结构。两个动力舱1000之间没有直接的刚性连接，两个动力舱1000分别与乘用舱900建立具有弹性和活动特征的连接。

所述的动力舱1000包括动力舱骨架结构100，轮控结构200，电池箱水箱及控温区1100。

所述的动力舱1000与乘用舱900的连接结构包括斜连杆弹性结构300，水平连杆减震结构400，支承弹性结构500，平衡机构600，纵向稳定结构700，横向稳定结构800。

所述的斜连杆弹性结构300包括斜连杆橡胶衬套301，斜连杆连接件302，斜连杆弹簧303。

所述的水平连杆减震结构400包括水平连杆橡胶衬套401，水平连杆连接件402，水平连杆减震器403，水平连杆弹簧404。

所述的支承弹性结构500包括支承结构橡胶衬套501，支承结构连接件502，支承结构弹簧503。

所述的平衡机构600包括平衡机构橡胶衬套601，平衡机构驱动电机602，平衡机构变速及传动结构603，平衡机构伸缩动作杆604。

所述的纵向稳定结构700包括纵向稳定结构轴承701，纵向稳定结构连接件702，纵向稳定结构导轨703，纵向稳定结构导向块704，纵向稳定结构强力弹簧705。

所述的横向稳定结构800包括横向稳定结构轴承801，横向稳定结构连接件802，横向稳定结构导轨803，横向稳定结构导向块804，横向稳定结构弹簧805。

所述的斜连杆弹性结构300，以车辆的长度方向为基准，向上倾斜一定角度，同时向左或者向右倾斜一定的角度，能够承受一定的车辆高度方向和左右方向及前后方向上的受力。

所述的水平连杆减震结构400，在车辆长度方向安装时，左右倾斜一定的角度，能够承受一定的车辆左右方向及前后方向上的受力，在车辆宽度方向安装时，平行于车辆宽度方向，能够承受一定的车辆左右方向上的受力。

所述的支承弹性结构500主要承受乘用舱900的自重及荷载，支承弹性结构500可以在车辆的左右和前后方向倾斜一定角度，在车辆不同的状态下，基本不承受或者承受少量左右方向的侧向受力和前后方向的推拉受力。

所述的平衡机构600竖直安装或者在车辆的左右和前后方向倾斜一定的角度，无论在车辆空载、半载或满载的情况，平衡机构600都可以经过相应的动作达到基本不受到乘用舱900的压力或拉力的状态，当车辆在运行状态时，平衡机构600则能够通过对乘用舱900的升高或降低动作，主动保持乘用舱900的受力平衡。

所述的纵向稳定结构700平行于车辆长度方向安装，或者左右倾斜一定的角度，纵向稳定结构轴承701的可转动方向为车辆高度方向，且纵向稳定结构导向块704可沿着纵向稳定结构导轨703在车辆高度方向活动，纵向稳定结构700能够承受前后方向的推拉受力，来自车辆前后方向上的受力使得纵向稳定结构强力弹簧703发生比较微小的形变。当纵向稳定结构700左右倾斜一定的角度安装时，则有利于纵向稳定结构700承受一定的侧倾力。

进一步的，当平衡机构600工作时，纵向稳定结构轴承701受到来自车辆高度方向的力，纵向稳定结构轴承701开始转动，纵向稳定结构700由平行于车辆长度方向开始变得有所倾斜，这个倾斜度会带给纵向稳定结构导向块704一个拉力，当达到纵向稳定结构导向块704在纵向稳定结构导轨703当中可以向上或向下移动的力度时，纵向稳定结构轴承701停止转动，配合平衡机构600对乘用舱900的升高或降低动作由纵向稳定结构导向球704在纵向稳定结构导轨703当中的移动来完成。

进一步的，当车辆转向时，纵向稳定结构700受到一定程度的车辆左右方向的力，纵向稳定结构导向块704在纵向稳定结构导轨703当中相应地左右转动。此时纵向稳定结构700通过拉力承担部分侧倾离心力。

所述的横向稳定结构800平行于车辆宽度方向安装，横向稳定结构轴承801的可转动方向为车辆宽度方向，且横向稳定结构导向块804可沿着横向稳定结构导轨803在车辆高度方向活动，横向稳定结构800能够承受车辆左右方向的推拉受力，来自车辆左右方向上的受力使得横向稳定结构弹簧803发生相应的形变。

进一步的，当平衡机构600工作时，横向稳定结构轴承801受到来自车辆高度方向的力，横向稳定结构轴承801开始转动，横向稳定结构800由平行于车辆宽度方向开始变得有所倾斜，这个倾斜度会带给横向稳定结构导向块804一个拉力，当达到横向稳定结构导向块804在横向稳定结构导轨803当中可以向上或向下移动的力度时，横向稳定结构轴承801停止转动，配合平衡机构600对乘用舱900的升高或降低动作由横向稳定结构导向球804在横向稳定结构导轨803当中的移动来完成。

进一步的，当车辆转向时，横向稳定结构800受到一定程度的车辆左右方向的力，使得横向稳定结构弹簧803发生轴向形变，横向稳定结构800承担相当部分的侧倾离心力。

所述的动力舱1000采用独立的动力舱骨架结构100，动力舱骨架结构100连接轮控结构200并承载电池箱水箱及控温区1100，每个动力舱骨架结构100当中的四条轮控结构纵向连接钢梁104和两条轮控结构横向连接钢梁105与轮控结构200形成双层三角连接固定。

所述的轮控结构200包括车轮201，带机械制动的轮边框架202，轮边减震器203，轮边弹簧204，轮上框架205，轮上转轴206，轮上转向固定框架207，轮上轴承208，转向传动齿轮209，转向驱动电机210，转向变速及传动结构211，动力驱动电机212，动力变速及传动结构213。

进一步的，轮控结构200没有转向方向上的阻碍，通过转向驱动电机210的工作，能够驱动车轮201转向到任意方向。

所述的动力舱的轮控结构200之间的区域安装电池箱保温区1101，电池箱保温区1101的两侧是水箱保温区1102，电池箱保温区1101旁边是温湿度控制区1103。

所述的乘用舱900顶部装载抽屉式太阳能电池板903。

本实施例中，如图1所示，三舱式电动汽车架构侧视结构示意图，动力舱骨架结构100通过斜连杆弹性结构300、水平连杆减震结构400、支承弹性结构500、平衡机构600、纵向稳定结构700、横向稳定结构800与乘用舱900相连接。需要说明的是，本图以及下述部分示图，为了简明的需要，未体现轮控结构200与动力舱骨架结构100连接细节。

本实施例中，如图2所示，未体现轮控结构200的车辆架构侧视结构示意图。

本实施例中，如图3所示，动力舱骨架结构100俯视结构示意图，动力舱1000的钢梁骨架101通过轮控结构纵向连接钢梁104和轮控结构横向连接钢梁105与轮控结构200相连接。钢梁骨架101还与支承及平衡机构安装区102、横向稳定结构安装区103、连杆结构安装区106、防撞吸能软钢梁107、外饰件108连接成一体。

本实施例中，如图3、4、17-21所示，所述动力舱1000当中，每个轮控结构200当中的轮上转向固定框架207都与动力舱骨架结构100当中的四条轮控结构纵向连接钢梁104和两条轮控结构横向连接钢梁105形成双层三角稳定连接架构。每个轮控结构200配置两到四个轮边减震器203和相配套的轮边弹簧204，轮上转向固定框架207通过上下两个轮上轴承208连接轮上转轴206。转向驱动电机210以及转向变速及传动结构211与轮控结构纵向连接钢梁104固定连接，当转向驱动电机210接到车辆自动驾驶系统的转向指令后开始动作，转向驱动电机210把转向力传递给转向变速及传动结构211，进一步传递给转向传动齿轮209实现对轮上转轴206的转向，轮上转轴206进而带动轮上框架205以及带机械制动的轮边框架202，实现对车轮201的转向目的。

进一步的，由于轮上转轴206所带动的轮上框架205、轮边弹簧204、轮边减震器203、带机械制动的轮边框架202、车轮201以及动力驱动电机212、动力变速及传动结构213在构造上无任何转向方向上的阻碍，所以可以达到向任意方向转向的目的。

进一步的，动力驱动电机212通过动力变速及传动结构213实现对车轮201的启动加速或动能回收控制。

本实施例中，如图5所示，电池箱水箱及控温区1100侧视示意图。

本实施例中，如图6所示，体现电池箱水箱及控温区1100的车辆侧视结构示意图，为简洁表达的需要，图示未体现轮控结构200。

本实施例中，如图7所示，两个动力舱1000各自采用独立的动力舱骨架结构100，动力舱骨架结构100与轮控结构200相连接，并承载电池箱保温区1101、水箱保温区1102以及温湿度控制区1103。每个动力舱1000的两个轮控结构200之间安装电池箱保温区1101，由于需要给动力驱动电机212留置转向空间，电池箱保温区1101离两边的轮控结构200有一些距离。电池箱保温区1101的两侧，下半部分是给动力驱动电机212留置转向空间，上半部分空间则是水箱保温区1102，电池箱保温区1101的一旁有温湿度控制区1103，电池箱保温区1101与水箱保温区1102可以独立控温，可以共用保温箱，也可以水循环辅助散热或保温。

进一步的，由于电池的质量在整车质量中所占比例比较高，电池箱保温区1101在同一排两个车轮201之间的布局，与把电池装置在整车中间底盘上的传统架构相比，每排车轮所承载的质量相对更靠近车轮，有利于适当降低支撑电池重量的钢梁骨架101的强度，对于车辆的轻量化设计十分有利，且电池箱保温区1101离乘用舱900有一定的物理距离和舱体隔离，也提高了车辆安全性。

本实施例中，如图8所示，斜连杆弹性结构300的侧视结构标注示意。斜连杆弹性结构300没有配置减震器，并且斜连杆橡胶衬套301在车辆的高度方向也有转动自由度，所以能够比较顺畅地配合平衡机构600对乘用舱900的升高或降低动作，当平衡机构600动作时，斜连杆橡胶衬套301转动，斜连杆弹簧303也发生一些形变。

本实施例中，如图9所示，水平连杆减震结构400的侧视结构标注示意。水平连杆减震结构400配置有水平连杆减震器403，能够降低车辆前后方向的震动。水平连杆减震结构400在理想的水平路面驻车状态时几乎不承受任何方向的受力。水平连杆橡胶衬套401在车辆的高度方向有充分的转动自由度，能够配合平衡机构600对乘用舱900的升高或降低动作，水平连杆橡胶衬套401在转动的同时，水平连杆弹簧404也在发生较小的形变。

本实施例中，如图10所示，支承弹性结构500的侧视结构标注示意。支承弹性结构500没有减震器，支承结构弹簧503在车辆的高度方向有比较大的活动弹性，能够比较理想地配合平衡机构600对乘用舱900的升高或降低动作。

进一步的，需要说明的是，由于动力舱1000的架构方式，以及安装的电池箱保温区1101、水箱保温区1102、温湿度控制区1103的重心有所偏离车轮201的中轴线，导致动力舱1000的整体重心不在车轮201的中轴线上。因此，通过把车轮201两侧的每一对支承弹性结构500分别安装在离车轮201不同距离的支承位置上，从而使得动力舱1000获得平衡。

进一步的，为车辆整体受力考量，以及为方便平衡机构600易于工作，以及平衡动力舱1000在加速或减速情况下的倾覆力，斜连杆弹性结构300在车辆静态时需要适当承受乘用舱900一定的压力。这种施加给斜连杆弹性结构300的压力在水平方向的分解力由支承弹性结构500所对冲。

进一步的，当车辆在急加速、急制动或急过弯的时候，动力舱1000则面临较为复杂的受力状况，斜连杆弹性结构300、水平连杆减震结构400、支承弹性结构500、平衡机构600、纵向稳定结构700、横向稳定结构800协同工作，以保持动力舱1000的受力平衡，以下还有详尽分析。

本实施例中，如图11所示，平衡机构600的侧视结构标注示意。平衡机构600通过平衡机构驱动电机602的工作，经过平衡机构变速及传动结构603和平衡机构伸缩动作杆604的动作输出，达到升高或降低乘用舱900的目的。

本实施例中，如图12所示，纵向稳定结构700的侧视结构标注示意。纵向稳定结构700平行于车辆长度方向安装，或者左右倾斜一定的角度，纵向稳定结构轴承701的可转动方向为车辆高度方向，且纵向稳定结构导向块704可沿着纵向稳定结构导轨703在车辆高度方向活动。纵向稳定结构700能够承受前后方向的推拉受力，来自车辆前后方向上的受力使得纵向稳定结构强力弹簧703发生轴向形变。纵向稳定结构强力弹簧703采用强力弹簧，其在车辆长度方向变形量是非常有限的，为车辆的方向稳定提供了保证。当纵向稳定结构700左右倾斜一定的角度安装时，则有利于纵向稳定结构700承受一定的侧倾力，但不利于平衡机构600对乘用舱900的升降动作，因此，在本实施例中采用纵向稳定结构700平行于车辆长度方向安装的方案。

进一步的，纵向稳定结构700在理想的水平路面驻车状态时几乎不承受任何方向的受力。当平衡机构600工作时，纵向稳定结构轴承701受到来自车辆高度方向的力，纵向稳定结构轴承701开始转动，纵向稳定结构700由平行于车辆前后方向开始变得有所倾斜，这个倾斜度会带给纵向稳定结构导向球704一个拉力，当达到纵向稳定结构导向块704在纵向稳定结构导轨703当中可以向上或向下移动的力度时，纵向稳定结构轴承701停止转动，配合平衡机构600对乘用舱900的升高或降低动作由纵向稳定结构导向块704在纵向稳定结构导轨703当中的移动来完成。

进一步的，当纵向稳定结构700受到一定程度的向左或向右的力，纵向稳定结构导向块704在纵向稳定结构导轨703当中相应地向左或向右转动。此时纵向稳定结构700通过拉力承担相应的侧倾离心力。

本实施例中，如图13所示，纵向稳定结构700的俯视结构标注示意。

本实施例中，如图14所示，横向稳定结构800的侧视结构标注示意。横向稳定结构800平行于车辆宽度方向安装，横向稳定结构轴承801的可转动方向为车辆高度方向，且横向稳定结构导向块804可沿着横向稳定结构导轨803在车辆高度方向活动。横向稳定结构800能够承受车辆左右方向的力，来自车辆左右方向上的受力使得横向稳定结构弹簧803发生形变。

进一步的，横向稳定结构800在理想的水平路面驻车状态时几乎不承受任何方向的受力。当平衡机构600工作时，横向稳定结构轴承801受到来自车辆高度方向的力，横向稳定结构轴承801开始转动，横向稳定结构800由平行于车辆左右方向开始变得有所倾斜，这个倾斜度会带给横向稳定结构导向球804一个拉力，当达到横向稳定结构导向块804在横向稳定结构导轨803当中可以向上或向下移动的力度时，横向稳定结构轴承801停止转动，配合平衡机构600对乘用舱900的升高或降低动作由横向稳定结构导向块804在横向稳定结构导轨803当中的移动来完成。

进一步的，当车辆转向时，横向稳定结构800受到一定程度的左右方向的力，使得横向稳定结构弹簧803发生轴向形变，横向稳定结构800承担相当部分的侧倾离心力。

需要说明的是，横向稳定结构800与纵向稳定结构700的区别是弹簧力度的不同，横向稳定结构800的侧视结构和俯视结构与纵向稳定结构700的侧视结构和俯视结构相同。

本实施例中，如图15所示，乘用舱900的侧视结构标注示意。乘用舱900最显著的特点是乘用舱内空间902的高度，没有传统汽车底盘或电池的空间占用。抽屉式太阳能电池板903三层设计，其中两层可抽出，面积较大的抽屉式太阳能电池板903更是对车辆的能源自给提供了支持。

本实施例中，如图16所示，体现斜连杆弹性结构300、水平连杆减震结构400、支承弹性结构500、平衡机构600、纵向稳定结构700以及横向稳定结构800的动力舱1000俯视结构示意。斜连杆弹性结构300和水平连杆减震结构400在车辆的左右方向都有一定的倾斜角度。支承弹性结构500在车辆左右及前后方向上有一定的倾斜度为本实施例最优选择，平衡机构600则竖直安装为本实施例最优选择。纵向稳定结构700平行于车辆的长度方向，横向稳定结构800平行于车辆的宽度方向。

本实施例中，如图17所示，图16中的A-A剖面结构示意，体现了两个轮控结构200与轮控结构横向连接钢梁105的连接，以及轮控结构200与乘用舱骨架901的相对位置。

进一步的，电池箱保温区1101处于两个轮控结构200之间，需要避开动力驱动电机212的位置以及动力驱动电机212的活动范围。

本实施例中，如图18所示，图16中的B-B剖面结构示意，体现了支承弹性结构500和平衡机构600的相对位置，以及它们与乘用舱骨架901的相对位置。

本实施例中，如图19所示，图16中的C-C剖面结构示意，体现了转向驱动电机210以及转向变速及传动结构211与轮控结构纵向连接钢梁104的连接。为了简洁表达的需要，只对轮控结构200区域进行了示意绘图。

本实施例中，如图20所示，图16中的D-D剖面结构示意，体现了支承弹性结构500、平衡机构600与乘用舱骨架901及支承及平衡机构安装区102的连接。为了简洁表达的需要，未体现轮控结构200与钢梁骨架101的连接细节，且只对轮控结构200区域进行了示意绘图。

本实施例中，如图21所示，图16中的E-E剖面结构示意，体现了平衡机构600与乘用舱骨架901及支承及平衡机构安装区102的连接。为了简洁表达的需要，未体现轮控结构200与钢梁骨架101的连接细节，且只对轮控结构200区域进行了示意绘图。

本实施例中，如图22所示，图16中的F部分立面结构示意，体现了横向稳定结构800与乘用舱骨架901及横向稳定结构安装区103的连接。为了简洁表达的需要，未体现钢梁骨架101和防撞吸能软钢梁107的位置及走向。

本实施例中，车辆的转向或挪车通过轮控结构200得以实现。车辆自动驾驶系统指令转向驱动电机210作出转向动作，最终车轮201可以向任意方向转向。当车轮201分别可以向左或向右转向90度的时候，车辆就已经达到可以向任意方向转向的能力，所以只需要向左和向右各转向90度就可以实现向任意方向转向的目的。实际应用时最终决定转向传动齿轮209、转向变速及传动结构211的构造，以及212动力驱动电机在转向时跟着车轮转动所影响到的空间。

进一步的，在车辆静态时，车轮201都向右或向左转向90度的时候，车轮201可以行驶的方向与车辆长度方向垂直，此时车辆可以横向行驶，也可以原地掉头或转圈。车轮201转向某一个任意的角度，车辆就可以向这个角度整体移动。在车辆低速行驶时，通过前后轮的转向配合，可以在极短的过弯距离实现过弯或掉头。在车辆中速行驶时，通过前轮的精确转向和后轮的微小转向，实现各种复杂路段的最佳行驶通过状态。在车辆高速行驶时，全自动驾驶系统通过限制后轮的转向以及限制前轮的转向角度，以实现车辆的行驶安全。

本实施例中，在车辆平稳运行或低速行驶状态时，车辆加减速时前后方向上推拉力主要由纵向稳定结构700承受。乘用舱900的自重以及载人载物的荷载重量主要由支承弹性结构500承受。动力舱1000微小的状态失衡主要由平衡机构600、支承弹性结构500承受并平衡。当纵向稳定结构700在配合平衡机构600对乘用舱900的平衡调节的时候，纵向稳定结构700会有一定的倾斜度，此时水平连杆减震结构400则能够承受一部分车辆长度方向的推拉力。

进一步的，在车辆急加速或急刹车时，车辆有强烈的惯性和重心失衡，这种惯性和重心失衡主要由纵向稳定结构700承受，以及平衡机构600、支承弹性结构500、斜连杆弹性结构300和水平连杆减震结构400协同承受。由于动力舱1000当中的动力舱骨架结构100与轮控结构200有四条轮控结构纵向连接钢梁104和两条轮控结构横向连接钢梁105形成双层三角稳定连接架构，这种双层三角稳定连接架构位于车轮201的上方，且离车轮轴心有相当的距离，所以只要有一个比较小的推拉力就可以稳定这种失衡，因此，动力舱的惯性和重心失衡在纵向稳定结构700对动力舱骨架结构100的推拉作用下，能够达到基本的受力平衡。

进一步的，在车辆急转弯或者比较高的速度过弯时，车辆有强烈的侧倾离心力，这种侧倾离心力主要由横向稳定结构800、纵向稳定结构700承受，以及支承弹性结构500、平衡机构600、斜连杆弹性结构300、水平连杆减震结构400协同承受。

进一步的，车辆的设计时速越大，横向稳定结构弹簧805的弹力就应该越大且弹性越小，斜连杆弹簧303、水平连杆弹簧404的弹力和弹性也应越大，水平连杆减震器403也应相应加强减震性能，支承弹性结构500的倾斜角度应越大，支承结构弹簧503的弹力和弹性也应越大。

本实施例中，平衡机构600在车辆无论空载、半载或者满载情况的停车状态时，平衡机构600都可以通过主动的升高或降低的动作，达到理想的基本不受力状态。这种设计可以在采用比较小功率的平衡机构驱动电机602情况下，就可以实现对乘用舱900的升高或降低动作。

进一步的，本实施例中，车辆自动驾驶系统指令平衡机构驱动电机602，通过主动抬升或降低乘用舱900的动作，平衡乘用舱900所受和即将所受外力的变化，具有主动防侧倾功能，主动消除或减小因启动和制动引致的俯仰效应，使得乘用舱900保持平稳运行的能力。在车辆的自动驾驶系统作出要快速启动或加速时，系统根据将要发生的车辆加速度和历史类似加速模式对比分析作出判断，指令车辆后面运行的动力舱1000的平衡机构驱动电机602作出一定幅度的向上抬升动作，抵消乘用舱900的后部惯性下沉，同时指令车辆前面运行的动力舱1000的平衡机构驱动电机602作出适当向下降低动作，抵消乘用舱900前面的惯性抬起，在车辆的自动驾驶系统作出要快速制动或减速时，系统根据将要发生的车辆减速和历史类似减速模式对比分析作出判断，指令车辆前面运行的动力舱1000的平衡机构驱动电机602作出相应幅度的向上抬升动作，抵消乘用舱900的前面惯性下沉，同时指令车辆后面运行的动力舱1000的平衡机构驱动电机602作出适当向下降低动作，抵消乘用舱900后部的惯性抬起。同理，车辆向左过弯时，车辆右边的平衡机构驱动电机602作出适当幅度的向上抬升动作，车辆左边的平衡机构驱动电机602作出适当幅度的向下降低动作，为乘用舱900提供向左的向心力，抵消向右的侧倾感。车辆向右过弯时，车辆左边的平衡机构驱动电机602作出适当幅度的向上抬升动作，车辆右边的平衡机构驱动电机602作出适当幅度的向下降低动作，为乘用舱900提供向右的向心力，抵消向左的侧倾感。当车辆上坡时，车辆前面运行的动力舱1000的平衡机构驱动电机602作出适当幅度的向下降低动作，车辆后面运行的动力舱1000的平衡机构驱动电机602作出适当幅度的向上抬升动作，当车辆下坡时，车辆前面运行的动力舱1000的平衡机构驱动电机602作出适当幅度的向上抬升动作，车辆后面运行的动力舱1000的平衡机构驱动电机602作出适当幅度的向下降低动作，消减车辆上下坡导致的乘用舱900倾斜。当监控到路面不平时，依照同样的原理可提前预判并指令平衡机构驱动电机602作出相对应的动作，消减乘用舱900的颠簸。自动驾驶系统指令给平衡机构驱动电机602的输出动作是有预见的、非线性的、有补偿的，能够始终保持乘用舱900的平稳，提升乘坐人员的舒适度，极大改善晕车人士的用车体验。

在本发明的实施例中，如图23所示，小型车的侧视结构示意。

在本发明的实施例中，如图24所示，大型车的侧视结构示意。

在本发明的第二实施例中，如图25所示，动力舱1000作出车头与车尾的区分，对于需要高速运行的车辆可减少高速行驶的风阻，但会减小乘用舱900的空间以及抽屉式太阳能电池板903的面积。

在本发明的第三实施例中，如图26所示，高速车型的动力舱1000俯视结构示意，在第一实施例的基础上，每个动力舱1000增加一条水平连杆减震结构400以增强抗侧倾离心力的能力。

在本发明的第四实施例中，如图27所示，低速车型的动力舱1000俯视结构示意，在第一实施例的基础上，去除水平连杆减震结构400的配置。

在本发明的第五实施例中，如图28所示，低速车型的动力舱1000俯视结构示意，在第一实施例的基础上，每个动力舱1000由安装两对平衡机构600减配至安装一对平衡机构600。

在本发明的以上实施例中，动力舱1000与乘用舱900之间的连接结构使得车辆在经受极限碰撞测试时，无论正向碰撞、追尾碰撞、斜对面碰撞还是侧面碰撞，连接结构的弹性为之提供变形缓冲空间，纵向稳定结构700、横向稳定结构800则提供了改变部分冲撞受力方向的可能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三舱式电动汽车架构，包括动力舱(1000)，乘用舱(900)，以及两个动力舱(1000)与乘用舱(900)之间的连接结构，所述的动力舱(1000)各自采用独立的动力舱骨架结构(100)，动力舱骨架结构(100)与轮控结构(200)相连接，并承载电池箱水箱及控温区(1100)，动力舱(1000)与乘用舱(900)相连接的结构包括斜连杆弹性结构(300)，水平连杆减震结构(400)，支承弹性结构(500)，平衡机构(600)，纵向稳定结构(700)，横向稳定结构(800)。

2.根据权利要求1所述的三舱式电动汽车架构其特征在于，两个动力舱(1000)之间没有直接的刚性连接，两个动力舱(1000)分别与乘用舱(900)建立具有弹性和活动特征的连接。

3.根据权利要求1所述的三舱式电动汽车架构其特征在于，所述的轮控结构(200)通过与动力舱骨架结构(100)上的轮控结构纵向连接钢梁(104)和轮控结构横向连接钢梁(105)相连接进行固定，轮控结构(200)包括车轮(201)，带机械制动的轮边框架(202)，轮边减震器(203)，轮边弹簧(204)，轮上框架(205)，轮上转轴(206)，轮上转向固定框架(207)，轮上轴承(208)，转向传动齿轮(209)，转向驱动电机(210)，转向变速及传动结构(211)，动力驱动电机(212)，动力变速及传动结构(213)，轮控结构(200)没有转向方向上的阻碍，通过转向驱动电机(210)的工作，能够驱动车轮(201)转向到任意方向。

4.根据权利要求1所述的三舱式电动汽车架构其特征在于，所述的动力舱(1000)当中的轮控结构(200)之间的区域安装电池箱水箱及控温区(1100)，其中包括电池箱保温区(1101)，水箱保温区(1102)，温湿度控制区(1103)。

5.根据权利要求1所述的三舱式电动汽车架构其特征在于，所述的斜连杆弹性结构(300)包括斜连杆橡胶衬套(301)，斜连杆连接件(302)，斜连杆弹簧(303)，以车辆的长度方向为基准，斜连杆弹性结构(300)向上倾斜一定角度，同时向左或者向右倾斜一定的角度，能够承受一定的车辆高度方向和左右方向及前后方向上的受力。

6.根据权利要求1所述的三舱式电动汽车架构其特征在于，所述的水平连杆减震结构(400)包括水平连杆橡胶衬套(401)，水平连杆连接件(402)，水平连杆减震器(403)，水平连杆弹簧(404)，按安装位置和方向的不同，水平连杆减震结构(400)能够承受一定的车辆前后方向和左右方向上的受力，或者只承受前后方向或左右方向上的受力。

7.根据权利要求1所述的三舱式电动汽车架构其特征在于，所述的支承弹性结构(500)包括支承结构橡胶衬套(501)，支承结构连接件(502)，支承结构弹簧(503)，支承弹性结构(500)竖直安装或者在左右和前后方向倾斜一定角度，主要承受乘用舱(900)自重及荷载，或者同时承受一定的车辆前后方向和左右方向上的受力。

8.根据权利要求1所述的三舱式电动汽车架构其特征在于，所述的平衡机构(600)包括平衡机构橡胶衬套(601)，平衡机构驱动电机(602)，平衡机构变速及传动结构(603)，平衡机构伸缩动作杆(604)，平衡机构(600)竖直安装或者在左右和前后方向倾斜一定角度，无论在车辆空载、半载或满载的情况，平衡机构驱动电机(602)都能够经过相应的动作使得平衡机构(600)达到基本不受到乘用舱(900)的压力或拉力的状态，车辆在运行状态时，平衡机构(600)通过对乘用舱(900)的升高或降低动作，主动保持乘用舱(900)的受力平衡。

9.根据权利要求1所述的三舱式电动汽车架构其特征在于，所述的纵向稳定结构(700)包括纵向稳定结构轴承(701)，纵向稳定结构连接件(702)，纵向稳定结构导轨(703)，纵向稳定结构导向块(704)，纵向稳定结构强力弹簧(705)，纵向稳定结构轴承(701)的可转动方向为车辆高度方向，且纵向稳定结构导向块(704)可沿着纵向稳定结构导轨(703)在车辆高度方向活动，纵向稳定结构(700)能够承受车辆前后方向的推拉受力，来自车辆前后方向上的受力使得纵向稳定结构强力弹簧(703)发生形变。

10.根据权利要求1所述的三舱式电动汽车架构其特征在于，所述的横向稳定结构(800)包括横向稳定结构轴承(801)，横向稳定结构连接件(802)，横向稳定结构导轨(803)，横向稳定结构导向块(804)，横向稳定结构弹簧(805)，横向稳定结构轴承(801)的可转动方向为车辆宽度方向，且横向稳定结构导向块(804)可沿着横向稳定结构导轨(803)在车辆高度方向活动，横向稳定结构(800)能够承受车辆左右方向的推拉受力，来自车辆左右方向上的受力使得横向稳定结构弹簧(803)发生形变。

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