CN115570923A - 一种轮毂电机驱动车辆的减振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种轮毂电机驱动车辆的减振装置，包括车架、车轮、悬架、轮毂电机、分布电池、主电池、分布电池弹簧、分布电池减振器、主电池弹簧和主电池减振器，分布电池和主电池相连，主电池通过主电池弹簧和主电池减振器与车架连接，轮毂电机位于在车轮内侧，轮毂电机通过悬架与车架连接，分布电池通过分布电池弹簧和分布电池减振器与轮毂电机连接。本发明能够提高轮毂电机驱动车辆的行驶平顺性。

Description

一种轮毂电机驱动车辆的减振装置
技术领域
本发明属于汽车底盘技术领域，具体是一种轮毂电机驱动车辆的减振装置。
背景技术
新能源汽车正在快速发展，电动汽车成为新能源汽车的一个主要发展方向。电动汽车与传统汽车相比具有零污染、噪声低的优势，是现在新能源汽车的发展主流。轮毂电机驱动是电动汽车的一个发展方向，相比于其他驱动形式有很多优点，但由于轮毂电机会使整车的簧下质量明显增加，会导致整车的行驶平顺性和整车稳定性变差。
为解决上述存在问题，提高车辆平顺性，生产厂商主要从悬架轻量化，电机本体动态阻尼吸振、半主动悬架方面来提高整车的平顺性。轻量化方法受到材料、强度等因素限制；动态阻尼吸收振系统虽能很好地改善整车的垂向特性，但会使车轮机构更加复杂，整体质量变大等问题；半主动悬架利用各种控制算法对悬架进行控制，但结构复杂，成本较高。
公开号为CN105450099A的中国专利公开了一种电动汽车的轮毂电机电磁减震装置，包括轮毂电机、信号采集电路、核心控制单元和驱动电路，工作时，信号采集电路采集轮毂电机的电压、电流和补偿绕组的电流并将其发送至核心控制单元，控制单元向驱动桥臂输出PWM驱动信号闭环控制补偿绕组的电流大小，但该装置从改善轮毂电机内部的畸变磁场入手，减少转矩脉动，未考虑控制系统的实时性。公开号为CN103921637A的中国专利公开了一种高速电动轮内减振装置及电动车轮，包括阻尼减振器和弹簧减振器，其通过内减振装置传递轮轴与电机之间的作用力与反作用力，来提高轮毂电机驱动车辆的平顺性、舒适性，该装置虽然结构紧凑，但制造过程复杂。
采用动力吸振器的方案，能很好地降低车轮的动载荷，提高车辆的平顺性，但需要质量足够大才能起必要的作用，这会使整车的质量增加，从而降低车辆动力性、制动性、经济性。目前国内尚无一种结构简单，充分利用动力电池质量提高轮毂电机驱动车辆平顺性的减振装置。为此，设计了一种利用电动汽车动力电池作为动力吸振器质量的减振装置。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种利用动力电池作为动力吸振器质量的减振装置，来解决轮毂电机驱动车辆平顺性差、动力电池质量未得到充分利用的问题。
本发明通过如下技术方案实现：
一种轮毂电机驱动车辆的减振装置，包括车架、车轮、悬架、轮毂电机、分布电池、主电池、分布电池弹簧、分布电池减振器、主电池弹簧和主电池减振器；分布电池和主电池相连，主电池通过主电池弹簧和主电池减振器与车架连接，轮毂电机位于车轮的内侧，轮毂电机通过悬架与车架连接，分布电池通过分布电池弹簧和分布电池减振器与轮毂电机连接，轮毂电机通过悬架与车架连接。
进一步地，所述分布电池具有耐震设计，作为镇压车轮振动的动力吸振器。
进一步地，所述轮毂电机为永磁同步电机或永磁无刷电机。
进一步地，所述主电池为锂离子电池、磷酸铁锂电池或三元锂电池等。
与现有技术相比，发明的有益效果：
采用轮毂电机驱动的车辆存在平顺性变差的缺点，而采用动力吸振器需要足够大的质量才能改善车辆的垂向性能，为此本发明充分利用动力电池已有的质量，合理地将电池分为主电池和分布电池，主电池和分布电池作为动力吸振器的质量；分布电池、分布电池减振器和分布电池弹簧构成阻尼动力吸振器，与簧下质量形成共振系统减弱车轮振动产生的能量；主电池、主电池减振器和主电池弹簧构成阻尼动力吸振器，与簧上质量形成共振系统减弱车架振动产生的能量。该装置提高整车的行驶平顺性，同时有结构简单的优点。
附图说明
图1是本发明的结构图；
图2是本发明的动力学结构图。
具体实施方式
如图1所示，一种轮毂电机驱动车辆的减振装置，包括车轮1、轮毂电机2、分布电池3、可分布电池减振器4、主电池5、主电池减振器6、主电池弹簧7、车架8和分布电池弹簧9；轮毂电机2位于车轮1的内侧，轮毂电机2通过悬架与车架8连接，分布电池3与主电池5连接，分布电池3通过分布电池弹簧9和分布电池减振器4与轮毂电机2连接，主电池5通过主电池弹簧7和主电池减振器6与车架8连接，当车轮1受到地面的冲击发生振动时，分布电池3、分布电池减振器4和分布电池弹簧9构成阻尼动力吸振器，主电池5、主电池减振器6和主电池弹簧7构成阻尼动力吸振器，其中，分布电池减振器4为可调阻尼减振器可以有效拓宽动力吸振器的吸振频带。为方便展示，未画出悬架结构。
所述分布电池3具有耐震设计，作为镇压车轮振动的动力吸振器。
所述轮毂电机2为永磁同步电机或永磁无刷电机。
所述主电池5为锂离子电池、磷酸铁锂电池或三元锂电池等。
图2是本发明的动力学结构图，其中mu是不包括分布电池质量的簧下质量、mb是分布电池质量；Kt、Km1分别是轮胎刚度、分布电池弹簧刚度，Cm1是分布电池减振器阻尼系数。
mu和Kt是主系统，mb、Km1和Cm1是动力吸振器，二者构成附加阻尼动力吸振器的强迫振动系统，其中的阻尼Cm1可以有效拓阔动力吸振器的吸振频带。
吸振器阻尼对主系统振幅具有影响。当吸振器无阻尼时，主振系的共振峰为无穷大；当吸振器阻尼无穷大时，主振系的共振峰同样也为无穷大；只有当吸振器具有一定的阻尼时，共振峰才不至于为无穷大。因此，必然存在一个合适的阻尼值，使得主振系的共振峰为最小，这个合适的阻尼值就是阻尼动力吸振器设计的重要任务。
本发明具有如下优点：
1、在不增加整车质量情况下，利用动力电池的质量实现动力吸振，提高整车平顺性。
2、结构简单，且直接将路面传递上来的振动吸收掉，使底盘零件疲劳耐久性能提升。
3、车辆行驶时可以先用分布电池内的电量驱动车轮，当SOC降到一定值时采用主电池供电或者启动发动机发电。
对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轮毂电机驱动车辆的减振装置，其特征在于：包括车轮(1)、轮毂电机(2)、分布电池(3)、分布电池减振器(4)、主电池(5)、主电池减振器(6)、主电池弹簧(7)、车架(8)和分布电池弹簧(9)；轮毂电机(2)位于车轮(1)的内侧，轮毂电机(2)通过悬架与车架(8)连接，分布电池(3)与主电池(5)连接，分布电池(3)通过分布电池弹簧(9)和分布电池减振器(4)与轮毂电机(2)连接，主电池(5)通过主电池弹簧(7)和主电池减振器(6)与车架(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动车辆的减振装置，其特征在于：所述分布电池(3)和主电池(5)之间能互相进行电量传输，共同驱动轮毂电机。
3.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动车辆的减振装置，其特征在于：所述主电池(5)、主电池弹簧(7)和主电池减振器(6)构成阻尼动力吸振器，与簧上质量形成共振系统减弱车架振动产生的能量。
4.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动车辆的减振装置，其特征在于：所述分布电池(3)、分布电池减振器(4)和分布电池弹簧(9)构成阻尼动力吸振器，与簧下质量形成共振系统减弱车轮振动产生的能量。
5.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动车辆的减振装置，其特征在于：所述分布电池(3)作为镇压车轮振动的动力吸振器。
6.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动车辆的减振装置，其特征在于：所述轮毂电机(2)为永磁同步电机或永磁无刷电机。
7.根据权利要求1所述的一种轮毂电机驱动车辆的减振装置，其特征在于：所述主电池(5)为锂离子电池、磷酸铁锂电池或三元锂电池。
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