CN117446011A - 一种角模块和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种角模块和车辆，角模块包括：转向系统，转向系统包括转向驱动总成和设置在车轮上的转向执行总成，转向驱动总成的输出轴与转向执行总成传动连接，以使转向执行总成绕车轮转向的转向轴线转动。本公开实施例提出的角模块，通过转向驱动总成和转向执行总成的结构即可以实现车轮转向的转向轴功能，实现了将转向系统的转向驱动总成、转向执行总成与车轮转向轴高度集成，还省去了传动臂等中间转向传动结构，使该角模块零部件的物理集成度更高，结构更为紧凑，空间占用更小，有效降低了角模块占用的整车空间，更有利于整车大承载空间、低底板高度的设计要求。

Description

一种角模块和车辆

技术领域

本公开属于车辆技术领域，尤其涉及一种角模块和车辆。

背景技术

角模块是将驱动系统、制动系统、悬架系统以及转向系统集成为一体化模块的总成，多系统零部件强耦合，能够减少大量的机械传动部件，优化整车布置空间，能够对每个车轮进行独立的驱动和独立的转向，进而使汽车灵活地转向和移动。

但是，随着对车轮转向角度范围要求的增大，导致转向时角模块的相关零部件回转包络空间增大，或者，角模块的垂向占用空间增大，角模块侵占了较大的整车空间，不利于整车空间的有效利用。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开旨在至少能够在一定程度上解决角模块侵占较大的整车空间的技术问题。为此，本公开提供了一种角模块和车辆。

本公开实施例提供的一种角模块，所述角模块包括：转向系统，所述转向系统包括转向驱动总成和设置在车轮上的转向执行总成，所述转向驱动总成的输出轴与所述转向执行总成传动连接，以使所述转向执行总成绕所述车轮转向的转向轴线转动。

在一些实施方式中，所述转向驱动总成的输出轴的输出轴线与所述车轮转向的转向轴线平行。

在一些实施方式中，所述转向驱动总成的输出轴与所述转向执行总成采用键或销传动连接。

在一些实施方式中，所述转向执行总成包括：至少一个安装支架，所述安装支架设置在所述车轮上，所述安装支架与所述转向驱动总成的输出轴传动连接，以使所述安装支架相对于所述转向驱动总成的输出轴绕所述输出轴线转动。

在一些实施方式中，所述转向执行总成包括两个所述安装支架，两个所述安装支架沿所述转向轴线设置在所述车轮上，两个所述安装支架分别与所述转向驱动总成的输出轴传动连接。

在一些实施方式中，所述转向驱动总成包括：转向电机；和，转向减速机构，所述转向减速机构与所述转向电机传动连接，所述转向减速机构的输出轴与所述转向执行总成传动连接；其中，所述转向电机的输出轴与所述转向减速机构的输出轴平行或垂直。

在一些实施方式中，所述转向驱动总成位于两个所述安装支架之间。

在一些实施方式中，所述角模块还包括：悬架系统，所述悬架系统包括减震器和至少一个摆臂，所述摆臂与所述转向驱动总成、所述转向执行总成以及所述车轮中任意一个活动连接，所述减震器设置在所述摆臂上。

在一些实施方式中，所述转向驱动总成的输出轴设有传动段、和光轴段以及位于所述转向驱动总成的输出轴端部的固定段，所述传动段与所述转向执行总成传动连接，所述光轴段与所述摆臂活动连接，所述固定段与紧固件连接。

在一些实施方式中，所述光轴段位于所述紧固段与所述传动段之间，或所述传动段位于所述紧固段与所述光轴段之间。

在一些实施方式中，所述悬架系统中所述摆臂的数量为两个，两个所述摆臂间隔地连接在所述光轴段上。

在一些实施方式中，所述减震器设置在两个所述摆臂中相对位于下方的一个所述摆臂上。

在一些实施方式中，所述角模块还包括：驱动系统，所述驱动系统包括永磁同步轮毂电机，所述永磁同步轮毂电机包括内转子和与所述内转子电磁感应的外定子，所述内转子与所述车轮连接，所述外定子的壳体与所述转向执行总成连接。

在一些实施方式中，所述角模块还包括：制动系统，所述制动系统包括制动盘和制动卡钳；其中，所述制动卡钳设置在所述外定子的壳体上与所述转动执行总成相对的一侧；所述制动盘设置在所述车轮上或所述内转子上，且所述制动盘与所述制动卡钳位于所述驱动系统的同一侧。

本公开实施例还提出了一种车辆，所述车辆包括上述的角模块。

在一些实施方式中，所述角模块还包括悬架系统，所述悬架系统包括减震器和摆臂，所述减震器分别与所述摆臂和车身连接，所述摆臂的一端与所述转向驱动总成、所述转向执行总成以及所述车轮中任意一个活动连接，所述摆臂的一端还与车身连接。

本公开实施例至少具有如下有益效果：

本公开实施例提出的角模块，使转向执行总可相对于转向驱动总成绕车轮转向的转向轴线转动，即转向执行总成绕转向轴转动以实现车轮的转向，通过转向驱动总成和转向执行总成的结构即可以实现车轮转向的转向轴功能，实现了将转向系统的转向驱动总成、转向执行总成与车轮转向轴高度集成，同时还省去了传动臂等中间转向传动结构，使该角模块零部件的物理集成度更高，结构更为紧凑，空间占用更小，有效降低了角模块占用的整车空间，更有利于整车大承载空间、低底板高度的设计要求，提高整车的空间利用率的同时还可以确保转向和驾驶的灵活性，降低整车能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本公开一些实施例中角模块的立体结构示意图；

图2示出了图1中的角模块的主视图；

图3示出了图1中的角模块的左视图；

图4示出了图1中的角模块的右视图；

图5示出了图1中的角模块的俯视图；

图6示出了图1中的角模块的仰视图；

图7示出了图1中的角模块设置车轮后的立体结构示意图；

图8示出了图1中的角模块去除转向驱动总成和悬架系统后的立体结构示意图；

图9示出了图8中的角模块另一视角的结构示意图。

附图标记：

100、转向系统；110、转向驱动总成；111、转向电机；112、转向减速机构；1121、紧固螺母；113、转向电机控制器；120、转向执行总成；121、上安装支架；122、下安装支架；200、悬架系统；210、减震器；220、上摆臂；230、下摆臂；300、驱动系统；310、轮毂电机；311、外定子；312、外定子的壳体；320、驱动减速机构；400、制动系统；410、制动卡钳；420、制动盘；500、车轮。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本公开提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

下面结合附图并参考具体实施例描述本公开：

在电动汽车中，角模块是将驱动系统、制动系统、悬架系统以及转向系统集成为一体化模块的总成，多系统零部件强耦合，能够减少大量的机械传动部件，优化整车布置空间，能够对每个车轮进行独立的驱动和独立的转向，进而使汽车灵活地转向和移动。匹配角模块的电动汽车可实现前轮转向、后轮转向、前后轴同向转向、前后轴异向转向、楔形移动、轴心转向、侧向横移、小半径甚至原地转向等高机动灵活性运动功能。但是，随着对车轮转向角度范围要求的增大，转向角度范围要求达到±90°甚至360°全向转向，致使转向时角模块的相关零部件回转包络空间增大，或者，角模块的垂向占用空间增大，角模块侵占了较大的整车空间，不利于整车空间的有效利用。因此，角模块多系统一体化高集成度设计就显得尤为必要。

在相关技术中，按照转向系统和悬架系统的相对运动关系，主要有以下两大类型：

1、转向时悬架系统跟转：该类技术均以“转臂式”方案为主。例如，中国专利申请CN114212168A、CN115071813A、CN113874230A公开的角模块，以“转臂式”方案为主，转向主销支撑于车体，下端与转向臂连接，再把车轮模块装配于转臂上。转向时，转向臂连同与转向臂连接的悬架系统、车轮、与车轮连接的轮驱动系统一起转动。不仅所需回转包络空间较大，侵占了整车有效利用空间；而且该类技术方案车轮的纵向力、侧向力对转向臂形成很大的弯矩载荷，为满足承载和耐久性要求，转向臂需要都做的特别粗壮，不利于模块轻量化的需求。

2、转向时悬架系统不跟转：该类技术方案转向电机多布置在转向主销上点。例如，中国专利申请CN114670920A、CN114179605A公开的角模块，将转向电机布置在主销上点，转向时，转向电机驱动转向节带动轮毂电机和车轮一起绕转向主销旋转，悬架系统导向杆系不跟转。但是在主销上点布置转向电机和转向减速器灯结构后，整个角模块的垂向廓形变大，导致角模块的垂向占用空间增大，侵占车辆底部空间；同时，车轮跳动时，转向电机和转向减速器会随着车轮跳动而上下跳动，需要预留相应的跳动空间，也在一定程度上侵占了车辆底部空间；此外，转向电机和转向减速器会随着车轮跳动而上下跳动，也容易导致转向电机和转向减速器损伤、失效等风险。

针对角模块侵占整车空间，不利于整车空间的有效利用的技术问题，本公开实施例提出了一种角模块，如图1至图9所示，角模块包括转向系统100，该转向系统100包括转向驱动总成110和设置在车轮500上的转向执行总成120，转向驱动总成110的输出轴与转向执行总成120传动连接，以使转向执行总成120绕车轮500转向的转向轴线转动。

本公开实施例提出的角模块，如图1至图9所示，使转向执行总成120在转向驱动总成110的带动下绕车轮500转向的转向轴线转动，即转向执行总成120绕转向轴转动以实现车轮500的转向，通过转向驱动总成110和转向执行总成120的结构即可以实现车轮500转向的转向轴功能，实现了将转向系统100的转向驱动总成110、转向执行总成120与车轮500转向轴高度集成，同时还省去了传动臂等中间转向传动结构，使该角模块零部件的物理集成度更高，结构更为紧凑，空间占用更小，有效降低了角模块占用的整车空间，更有利于整车大承载空间、低底板高度的设计要求，提高整车的空间利用率的同时还可以确保转向和驾驶的灵活性，降低整车能耗。

同时，本公开实施例提出的角模块，转向驱动总成110直接驱动转向执行总成120绕转向轴旋转，既可以省去转向驱动总成110与转向执行总成120之间的转动结构，角使模块各零部件物理集成度更高，重量更轻，更利于整车轻量化和节能设计；又可以使转向扭矩传递链路更短，提升了转向的灵活性，可轻松实现各车轮500的独立转向功能，能满足车辆小半径转向、楔形变道超车等灵活转向功能需求，还能在一定程度上避免中间传动损失，可以使转向系统100的效率更高、响应速度更快。

此外，本公开实施例提出的角模块，通过转向驱动总成110和转向执行总成120的集成，可以在转向执行总成120内形成虚拟或实体的转向轴，实现了转向系统100的集成化和轻量化，并且减少了产品零件数量，降低了角模块的成本和装配难度，降低生产质量发生的概率，还可以在一定程度上能够提高角模块产品的可靠性，降低维修频次，其次，提升整车空间利用率和驾驶灵活性，降低整车能耗。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，通过转向驱动总成110和转向执行总成120的结构实现的转向轴，即可以是在转向执行总成120内形成的虚拟的转向轴，也可以是设置在转向执行总成120上的实体转向轴。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，转向驱动总成110的输出轴的输出轴线与车轮500转向的转向轴线平行。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，转向驱动总成110通过转向驱动总成110的输出轴与转向执行总成120传动连接，进而带动转向执行总成120绕转向轴线转动。可选地，通过使转向驱动总成110的输出轴的输出轴线与车轮500转向的转向轴线平行，可以使转向驱动总成110与转向执行总成120之间的传动连接较为紧凑。例如，转向驱动总成110的输出轴和转向执行总成120上实体的转向轴分别设有外花键，通过外花键的啮合实现转向驱动总成110的输出轴与转向执行总成120的传动连接，此时，转向驱动总成110的输出轴的输出轴线与转向轴线平行。

作为进一步可选实施方式，如图1至图9所示，转向驱动总成110的输出轴的输出轴线与车轮500转向的转向轴线同轴。

在本公开的一些实施例中，可选地，如图1至图9所示，通过使转向驱动总成110的输出轴的输出轴线与车轮500转向的转向轴线同轴，减小了转向驱动总成110的输出轴与转向轴之间的横向距离，可以使转向驱动总成110与转向执行总成120之间的传动连接更为紧凑，并且在一定程度上可以减小角膜块的横向占用空间。例如，转向驱动总成110的输出轴和转向执行总成120上的转向轴同轴固定连接，或者，转向驱动总成110的输出轴与转向执行总成120上的转向轴为一体结构，此时转向驱动总成110的输出轴即为转向轴。此时，转向执行总成120可以在转向驱动总成110的带动下，可以绕转向驱动总成110的输出轴的输出轴线/转向轴线转动。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，转向驱动总成110的输出轴与转向执行总成120采用键或销传动连接。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，键用于转向驱动总成110的输出轴与转向执行总成120的周向固定以传递扭矩，从而实现带动转向执行总成120绕转向轴线转动。在一些实施例中，采用的键可以是平键、半圆键、楔向键、切向键以及花键中的任意一种。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，销也可以用于转向驱动总成110的输出轴与转向执行总成120的周向固定。例如，使销沿转向驱动总成110的输出轴的周向同时穿过转向驱动总成110的输出轴和转向执行总成120，即可以实现转向驱动总成110的输出轴与转向执行总成120的传动连接，使转向驱动总成110的输出轴带动转向执行总成120绕转向轴线转动。

在本公开的实施例中，如图1至图9所示，转向驱动总成110的输出轴与转向执行总成120采用键或销传动连接，既可以使转向驱动总成110的输出轴与转向执行总成120之间的传动连接结构更为紧凑，使转向驱动总成110的输出轴与转向执行总成120之间的传动较为稳定。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，转向执行总成120包括：至少一个安装支架，安装支架设置在车轮500上，安装支架与转向驱动总成110的输出轴传动连接，以使安装支架相对于转向驱动总成110的输出轴绕输出轴线转动。

在本公开一些实施例中，如图1至图9所示，转向执行总成120中的安装支架可以通过螺钉的紧固件固定在车轮500上，使安装支架与转向驱动总成110的输出轴传动连接，在转向驱动总成110的输出轴转动时，安装支架在转向驱动总成110的输出轴的带动下绕转向轴线/转向驱动总成110的输出轴的输出轴线转动，进而使车轮500绕转向轴线/转向驱动总成110的输出轴的输出轴线转动，实现了车轮500的转向。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，转向执行总成120可以仅设有一个安装支架，转向驱动总成110通过带动安装支架转动，使该安装支架和车轮500可以绕转向轴线转动，以实现车轮500的转向。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，转向执行总成120还可以设有两个以上安装支架121，两个以上的安装支架可以均与转向驱动总成110的输出轴传动连接，转向驱动总成110通过带动安装支架转动，使安装支架和车轮500可以绕转向轴线转动，从而可以实现车轮500的转向。

在本公开的一些实施中，如图1至图9所示，安装支架可以设有传动孔，通过传动孔与转向驱动总成110的输出轴传动连接。例如，转向驱动总成110的输出轴可以设有外花键，传动孔内设有内花键，通过外花键与内花键的联结实现转向驱动总成110的输出轴与安装支架的传动连接。

在本公开的实施例中，如图1至图9所示，安装支架作为转向执行结构，其结构简单，体积小，占用空间小，并且与转向驱动总成110的传动连接紧凑，可以在一定程度上减小角模块的占用空间。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，转向执行总成120包括两个安装支架，两个安装支架沿转向轴线设置在车轮500上，两个安装支架分别与转向驱动总成110的输出轴传动连接。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，转向执行总成120可以包括两个安装支架，两个安装支架沿转向轴线设置在车轮500上，在本公开中，两个安装支架可以分别记为上安装支架121和下安装支架122，上安装支架121和下安装支架122可以间隔设置，以在上安装支架121与下安装支架122之间形成一定的容纳空间以容纳转向驱动总成110的输出轴，从而可以将转向驱动总成110的输出轴设置在上安装支架121和下安装支架122之间，并使转向驱动总成110的输出轴分别与上安装支架121、下安装支架122传动连接。

在本公开的实施例中，如图1至图9所示，两个安装支架沿转向轴线设置在车轮500上，使转向驱动总成110的输出轴分别与两个安装支架传动连接，可以使转向驱动总成110的输出轴与两个安装支架传动连接更为稳定可靠，对中性和导向性好，降低转向运动偏转的风险。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，转向驱动总成110包括转向电机111和转向减速机构112，转向减速机构112与转向电机111传动连接，转向减速机构112的输出轴与转向执行总成120传动连接；其中，转向电机111的输出轴与转向减速机构112的输出轴平行或垂直。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，转向减速机构112可以是封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动等所组成的独立部件，用于转向电机111与转向执行总成120之间的减速传动，在转向电机111与转向执行总成120之间匹配转速和传递扭矩。

在本公开的一些实施例中如图1至图9所示，，转向减速机构112可以采用90°双轴输出减速器，由一级行星齿轮减速机构和一级直角螺旋伞齿轮副组成，转向电机111的输出轴与转向减速机构112的输出轴相对垂直布置。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，根据整车实际布置空间情况，转向减速机构112也可以采用行星齿轮减速机构和斜齿圆柱齿轮副组成，转向电机111的输出轴与转向减速机构112的输出轴平行布置。

在本公开的另外一些实施例中，除本公开上述实施例所公开的转向减速机构112的两级减速机构方案外，也可采用其它类似的多级减速方案，具体减速比方案可根据实际转向输出扭矩需求确定。

在本公开的实施例中，如图1至图9所示，转向电机111的输出轴与转向减速机构112传动连接，转向减速机构112的输出轴与转向执行总成120传动连接，转向减速机构112的输出轴即为转向驱动总成110的输出轴。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，转向减速机构112可以相对地设有两个与转向轴线同轴的输出轴，在本公开中分别记为上减速输出轴和下减速输出轴，上减速输出轴可以与上安装支架121传动连接，下减速输出轴可以与下安装支架122传动连接。

在一些实施例中，如图1至图9所示，上减速输出轴和下减速输出轴可以分别设有外花键，上安装支架121和下安装支架122可以分别设有内花键，从而使上减速输出轴与上安装支架121通过花键实现传动连接，使下减速输出轴与下安装支架122通过花键实现传动连接。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，转向减速机构112的输出轴即为转向轴，在转向电机111的驱动下，作为转向轴的转向减速机构112的输出轴旋转，并通过花键副带动安装支架绕转向轴转动，同时使车轮500和设置在车轮500上的驱动系统300和制动系统400同步绕转向轴转动，以实现车轮500的转向功能。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，转向驱动总成110还包括转向电机控制器113，转向电机控制器113与转向电机111信号连接。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，转向电机控制器113与转向电机111信号连接，可以通过转向电机控制器113控制转向电机111工作，以使转向驱动总成110可以按照指令工作。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，转向驱动总成110还可以包括安装板，转向电机控制器113和转向电机111可以固定在安装板上，并通过安装板安装在车轮500上。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，转向驱动总成110位于两个安装支架之间。

在本公开的一些实施中，如图1至图9所示，使转向驱动总成110位于两个安装支架之间，可以充分利用两个安装支架之间的空间，提高角模块自身占用空间的利用率，提高了角模块中各两件的紧凑性，在一定成上避免了角膜块自身结构占用空间过大的缺陷。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，两个安装支架之间的距离可以根据车轮500的直径和设置在两个安装支架之间的转向驱动总成110的体积进行确定，使两个安装支架之间的空间即能够满足设置转向驱动总成110的空间需求，又能够尽可能接近和紧凑，减小转向系统100整体占用的空间。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，两个安装支架之间的空间还可以用于设置其他不影响转向系统100工作的结构，本领域技术人员可以根据空间大小和设计需要进行常规选择，在此不再赘述。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，角模块还包括：悬架系统200，悬架系统200包括减震器210和至少一个摆臂，摆臂与转向驱动总成110、转向执行总成120以及车轮500中任意一个活动连接，减震器210设置在摆臂上。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，悬架系统200包括至少一个摆臂，摆臂的外侧安装点与转向驱动总成110、转向执行总成120以及车轮500中任意一个活动连接，同时，摆臂的内侧安装点与车身连接。通过在悬架系统200中设置上述连接方式的摆臂，可以通过摆臂为悬架系统200提供导向和支撑作用。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，角模块中的悬架系统200还可以基于传统的麦弗逊悬架构型。

在本公开的一些实施例中，可选地，如图1至图9所示，摆臂的内侧安装点可以通过两个安装点沿车身前后方向与车身连接。

在本公开的一些实施例中，可选地，如图1至图9所示，摆臂的外侧安装点可以通过自润滑关节轴承等活动连接结构与转向驱动总成110的输出轴或转向执行总成120形成的转向轴连接。例如，摆臂的外侧安装点与自润滑关节轴承的外圈通过紧固螺母1121锁紧，轴承内圈通过紧固螺母1121与作为转向轴的转向驱动总成110的输出轴锁紧，实现将摆臂的外安装点与转向轴的活动连接。

在本公开的一些实施例中，可选地，如图1至图9所示，减震器210可以包括支柱式双筒减震器210，支柱式双筒减震器210的顶部支座与车身固定连接，支柱式双筒减震器210的底端与摆臂通过螺栓固定连接。

可选地，减震器210还可以包括螺旋弹簧，在支柱式双筒减震器210上可以设置有上下螺旋弹簧座，螺旋弹簧缠绕于支柱式双筒减震器210的防尘罩外且安装在上下螺旋弹簧座之间。当出现路面垂向激励时，弹簧压缩贮存冲击能量，支柱式双筒减震器210通过液压阻尼将贮存的能量以热量形式消耗，有效衰减了路面传递至车身的振动冲击。

可选地，悬架系统200可以包括两个摆臂，也就是说，悬架系统200可以采用双横臂悬架构型。在本公开的一些实施例中，悬架系统200可以包括减震器210和两个摆臂，两个摆臂可以分别记为上摆臂220和下摆臂230，上摆臂220和下摆臂230沿上下方向设置。可选地，上摆臂220可以分别与车身和上减速输出轴连接，下摆臂230可以分别与车身和下减速输出轴连接。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，角模块中的悬架系统200可以基传统动的双横臂悬架构型，可以没有传统悬架导向杆系硬点变化，还能够使悬架系统200侧向和纵向支撑性能更好，车辆底盘动力学性能不会造成重大变化，同时保持了零部件之间的沿用性，极大的节约了产品开发成本，赋予车辆更大成本优势。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，转向驱动总成110的输出轴设有传动段、和光轴段以及位于转向驱动总成110的输出轴端部的固定段，传动段与转向执行总成120传动连接，光轴段与摆臂活动连接，固定段与紧固件连接。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，转向驱动总成110的输出轴可以设有传动段、和光轴段以及位于转向驱动总成110的输出轴端部的固定段。其中，传动段与转向执行总成120传动连接，用于转向驱动总成110与转向执行总成120之间的传动；光轴段与摆臂活动连接，以使摆臂不会干涉转向驱动总成110的输出轴的转动，可选地，摆臂可以直接套设在光轴段；又可选地，为了避免摆臂与转向驱动总成110的输出轴的之间的磨损和摩擦阻力等不良因素，摆臂可以通过自润滑关节轴承与光轴段链家；固定段与紧固件连接，用于锁紧转向驱动总成110的输出轴端部。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，光轴段位于紧固段与传动段之间，或传动段位于紧固段与光轴段之间。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，光轴段可以位于紧固段和传动段之间，也就是说，在转向驱动总成110的输出轴上依次设有传动段、光轴段以及紧固段，传动段可以设有外花键，以使传动段可以通过花键副带动安装支架以及车轮500总成等实现转向功能；光轴段与悬架系统200中的摆臂配合活动连接；紧固段可以设有外螺纹，通过与螺母连接以锁紧摆臂，避免摆臂从转向驱动总成110的输出轴上脱出。

在本公开的另外一些实施例中，传动段位于紧固段与光轴段之间，也就是说，在转向驱动总成110的输出轴上依次设有光轴段、传动段以及紧固段，光轴段与悬架系统200中的摆臂配合活动连接；传动段可以设有外花键，以使传动段可以通过花键副带动安装支架以及车轮500总成等实现转向功能；紧固段可以设有外螺纹，通过与螺母连接以锁紧摆臂，避免安装支架与转向驱动总成110在轴向相对移动。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，悬架系统200中摆臂的数量为两个，两个摆臂间隔地连接在光轴段上。

在本公开的一些实施中，可选地，如图1至图9所示，悬架系统200可以包括两个摆臂，也就是说，悬架系统200可以采用双横臂悬架构型，两个摆臂可以分别记为上摆臂220和下摆臂230。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，转向减速机构112可以相对地设有两个与转向轴线同轴的输出轴，在本公开中分别记为上减速输出轴和下减速输出轴，上减速输出轴和下减速输出轴可以分别设有光轴段。上减速输出轴的光轴段可以与上摆臂220活动连接，下减速输出轴的光轴段可以与下摆臂230活动连接，以形成两个摆臂间隔地连接在光轴段上的结构。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，减震器210设置在两个摆臂中相对位于下方的一个摆臂上。

在一些实施例中，如图1至图9所示，通过使减震器210设置在两个摆臂中相对位于下方的一个摆臂上，也就是说将减震器210设置在在下摆臂230上，可以在一定程度上减小减震器210的垂向占用空间。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，角模块还包括驱动系统300，驱动系统300包括永磁同步轮毂电机310，永磁同步轮毂电机310包括内转子和与内转子电磁感应的外定子311，内转子与车轮500连接，外定子的壳体312与转向执行总成120连接。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，角模块还包括驱动系统300，驱动系统300用于驱动车轮500转动，以实现汽车的行走。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，驱动系统300包括永磁同步轮毂电机310，永磁同步轮毂电机310包括内转子和与内转子电磁感应的外定子311，外定子311可以通过外定子的壳体312与转向执行总成120连接，内转子与车轮500连接，在电磁感应作用下，内转子可以与车轮500同步转动，实现车轮500的行走功能。在本公开的实施例中，永磁同步轮毂电机310具有传动链路短响应快，传动效率高等优点。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，驱动系统300还可以包括驱动减速机构320，永磁同步轮毂电机310的内转子与驱动减速机构320传动连接，并通过驱动减速机构320与车轮500传动连接。例如，在一些实施中，永磁同步轮毂电机310的输出转速通过扭矩经行星齿轮减速器减速增扭后传递至车轮500，车辆能获得比较高的输出扭矩，从而得到较大的驱动力。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，驱动系统300还可以包括轮毂电机310控制器，轮毂电机310控制器与永磁同步轮毂电机310信号连接。

作为一种可选实施方式，如图1至图9所示，角模块还包括制动系统400，制动系统400包括制动盘420和制动卡钳410；其中，制动卡钳410设置在外定子的壳体312上与转动执行总成相对的一侧；制动盘420设置在车轮500上或内转子上，且制动盘420与制动卡钳410位于驱动系统300的同一侧。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，制动系统400可以采用盘式制动结构，即在制动系统400中，包括制动盘420和制动卡钳410，制动卡钳410可以采用液压制动卡钳410。制动卡钳410可以设置在外定子的壳体312上与转动执行总成相对的一侧；制动盘420设置在车轮500上或内转子上，且制动盘420与制动卡钳410位于驱动系统300的同一侧。通过使制动盘420与制动卡钳410位于驱动系统300的同一侧，可以使制动系统400避让转向执行总成120，以避免车轮500同一侧设置结构过多、占用空间过大，也更便于制动系统400的制动动作实施。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，驱动系统300中的永磁同步轮毂电机310和行星齿轮减速器可以与制动系统400中的制动盘420和制动卡钳410进行模块化集成，可以实现驱制动的一体化高度集成。

在本公开的一些实施例中，当驾驶员踩下电门踏板时，整车控制器发送信号给轮毂电机310控制器，控制永磁同步轮毂电机310的内转子带动车轮500一起旋转。当驾驶员踩下刹车踏板时，整车控制器发送信号给制动卡钳410，制动卡钳410卡近制动盘420，可以对车轮500进行制动。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，制动系统400中的制动卡钳410可以设置在外定子的壳体312上，制动系统400中的制动盘420设置在车轮500上，由于车轮500通过驱动减速机构320的减速作用，故而永磁同步轮毂电机310的转速通过驱动减速机构320减速后传递至制动盘420，相比于制动盘420直接设置在永磁同步轮毂电机310的内转子的方案，本公开实施例的制动盘420设置在车轮500上，制动盘420的转速相对降低，可以避免因制动盘420转速过高，摩擦片磨损过快的问题，可以有效提高摩擦片的使用寿命。

在本公开的一些实施例中，如图1至图9所示，可以将角模块中的转向系统100、悬架系统200、驱动系统300以及制动系统400进行一体化设计，并将转向动力总成和转向执行总成120高度集成，可以使角模块更为紧凑，空间占用更小，更有利于整车大承载空间和低底板高度设计。

在本公开的一个实施例中，如图1至图9所示，角模块包括转向系统100、悬架系统200、驱动系统300以及制动系统400。其中，驱动系统300包括永磁同步轮毂电机310和驱动减速机构320，永磁同步轮毂电机310包括内转子、外定子311以及外定子的壳体312，外定子311套设在内定子的径向四周，车轮500与内定子通过驱动减速机构320传动连接，且车轮500套设在外定子311的径向四周，至少外定子311轴向的第一侧设有外定子的壳体312。

其中，转向系统100包括转向驱动总成110和转向执行总成120，转向驱动总成110包括转向电机111和转向减速机构112，转向执行总成120包括上安装支架121和下安装支架122。在外定子311轴向的第一侧得外定子的壳体312上沿转向轴线方向间隔设有上安装支架121和下安装支架122，上安装支架121和下安装支架122可以通过紧固件定在外定子的壳体312上，上安装支架121和下安装支架122分别设有内花键，且上安装支架121的内花键与下安装支架122的内花键均与转向轴线同轴。

转向减速机构112的输出轴可以包括上减速输出轴和下减速输出轴，上减速输出轴和下减速输出轴同轴设置且均与转向轴线重合，上减速输出轴和下减速输出轴上分别设有传动段、光轴段以及紧固段，在传动段上设有外花键，在紧固段设有外螺纹。

上减速输出轴通过外花键与上安装支架121的内花键形成传动连接，下减速输出轴通过外花键与下安装支架122的内花键形成传动连接，此时上减速输出轴和下减速输出轴可以视作转向轴，转向驱动电机通过转向减速机构112带动上减速输出轴和下减速输出轴同步转动，进而通过花键副带动上安装支架121和下安装支架122转动，以实现车轮500的转向功能。

其中，悬架系统200包括减震器210、上摆臂220以及下摆臂230，上摆臂220和下摆臂230分别与上减速输出轴和下减速输出轴上的光轴段通过自润滑关节轴承活动连接，同时，减震器210与下摆臂230连接。

其中，制动系统400包括制动卡钳410和制动盘420，在外定子311轴向的与第一侧相对的第二侧至少部分区域设有外定子的壳体312，在外定子311轴向的第二侧外定子的壳体312上可以设有制动卡钳410，在外定子311轴向的第二侧设有避让区，以在该避让区设置与内转子传动连接的驱动减速机构320，该驱动减速机构320还同时与车轮500传动连接，同时，在外定子311轴向的第二侧方向的车轮500侧设有制动盘420，也就是说，制动盘420和制动卡钳410均设置在外定子311轴向的第二侧，以便制动卡钳410在制动时能够卡紧制动盘420。

基于同样的发明构思，本公开实施例还提供了一种车辆，该车辆包括上述的角模块。

因本发明提供的车辆包括了上述技术方案的角模块，因此本发明提供的车辆具备上述角模块的全部有益效果，在此不做赘述。

在本公开一些实施例的车辆中，可以设有四个角模块并分别置于车辆的四个角，可通过上述角模块，可实现各车轮500独立驱动和独立转向，例如可实现整车前轴转向、后轴转向、四轮同向转向、四轮异向转向、楔形转向、横移以及原地转向等功能，为车辆驾驶灵活性提供了更多可能性，可以实现车辆小半径转向、楔形变道等灵活转向功能，同时也可实现前轮转向、后轮转向、四轮同向转向、四轮异向转向等各种转向功能的灵活切换。

作为一种可选实施方式，角模块还包括悬架系统200，悬架系统200包括减震器210和摆臂，减震器210分别与摆臂和车身连接，摆臂的一端与转向驱动总成110、转向执行总成120以及车轮500中任意一个活动连接，摆臂的一端还与车身连接。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本公开的描述中，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”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公开和简化描述，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公开的限制。

需要说明的是，本公开实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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公开中的具体含义。

另外，在本公开中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本公开要求的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本公开的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本公开的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本公开的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种角模块，其特征在于，所述角模块包括：

转向系统，所述转向系统包括转向驱动总成和设置在车轮上的转向执行总成，所述转向驱动总成的输出轴与所述转向执行总成传动连接，以使所述转向执行总成绕所述车轮转向的转向轴线转动。

2.如权利要求1所述的角模块，其特征在于，所述转向驱动总成的输出轴的输出轴线与所述车轮转向的转向轴线平行。

3.如权利要求2所述的角模块，其特征在于，所述转向驱动总成的输出轴与所述转向执行总成采用键或销传动连接。

4.如权利要求2所述的角模块，其特征在于，所述转向执行总成包括：

至少一个安装支架，所述安装支架设置在所述车轮上，所述安装支架与所述转向驱动总成的输出轴传动连接，以使所述安装支架相对于所述转向驱动总成的输出轴绕所述输出轴线转动。

5.如权利要求4所述的角模块，其特征在于，所述转向执行总成包括两个所述安装支架，两个所述安装支架沿所述转向轴线设置在所述车轮上，两个所述安装支架分别与所述转向驱动总成的输出轴传动连接。

6.如权利要求5所述的角模块，其特征在于，所述转向驱动总成包括：

转向电机；和，

转向减速机构，所述转向减速机构与所述转向电机传动连接，所述转向减速机构的输出轴与所述转向执行总成传动连接；其中，所述转向电机的输出轴与所述转向减速机构的输出轴平行或垂直。

7.如权利要求5所述的角模块，其特征在于，所述转向驱动总成位于两个所述安装支架之间。

8.如权利要求1至7任意一项所述的角模块，其特征在于，所述角模块还包括：

悬架系统，所述悬架系统包括减震器和至少一个摆臂，所述摆臂与所述转向驱动总成、所述转向执行总成以及所述车轮中任意一个活动连接，所述减震器设置在所述摆臂上。

9.如权利要求8所述的角模块，其特征在于，所述转向驱动总成的输出轴设有传动段、和光轴段以及位于所述转向驱动总成的输出轴端部的固定段，所述传动段与所述转向执行总成传动连接，所述光轴段与所述摆臂活动连接，所述固定段与紧固件连接。

10.如权利要求9所述的角模块，其特征在于，所述光轴段位于所述紧固段与所述传动段之间，或，所述传动段位于所述紧固段与所述光轴段之间。

11.如权利要求9所述的角模块，其特征在于，所述悬架系统中所述摆臂的数量为两个，两个所述摆臂间隔地连接在所述光轴段上。

12.如权利要求11所述的角模块，其特征在于，所述减震器设置在两个所述摆臂中相对位于下方的一个所述摆臂上。

13.如权利要求8所述的角模块，其特征在于，所述角模块还包括：

驱动系统，所述驱动系统包括永磁同步轮毂电机，所述永磁同步轮毂电机包括内转子和与所述内转子电磁感应的外定子，所述内转子与所述车轮连接，所述外定子的壳体与所述转向执行总成连接。

14.如权利要求13所述的角模块，其特征在于，所述角模块还包括：

制动系统，所述制动系统包括制动盘和制动卡钳；

其中，所述制动卡钳设置在所述外定子的壳体上与所述转动执行总成相对的一侧；所述制动盘设置在所述车轮上或所述内转子上，且所述制动盘与所述制动卡钳位于所述驱动系统的同一侧。

15.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1至14任意一项所述的角模块。

16.如权利要求15所述的车辆，其特征在于，所述角模块还包括悬架系统，所述悬架系统包括减震器和摆臂，所述减震器分别与所述摆臂和车身连接，所述摆臂的一端与所述转向驱动总成、所述转向执行总成以及所述车轮中任意一个活动连接，所述摆臂的一端还与车身连接。