CN1948039A - 一种超微型电动车 - Google Patents

Abstract

一种超微型电动车，它包括电驱动系统、底盘系统和车身系统，为方向盘式转向机构，其特征在于电驱动系统由轮毂电机及其控制器和动力蓄电池组成；底盘系统是由装置在底盘骨架上的电动车轮、转向系、制动系和悬架系组成的底盘平台，驱动方式采用前轮驱动、后轮驱动或四轮驱动方式；车身系统为钢管骨架外覆蒙皮的车身结构或全玻璃钢车身结构。该超微型电动车采用轮毂电机及其控制器、动力蓄电池为动力源的底盘平台，匹配不同的车身系统，构成超微型电动车整车技术，前悬架采用麦弗逊式悬架，后悬架采用单纵臂半独立悬架，以提供给乘客良好的乘坐舒适性。车身模块化设计既能减轻车体的总重量，又能在保证车身高强度的同时满足车身更换的要求。

Description

一种超微型电动车

技术领域

本发明属于交通工具中的电动车技术领域，尤其涉及一种轻便、灵活、节能的超微型电动车。

背景技术

随着燃油汽车保有量的不断增加，燃油价格也持续升高，为缓解能源紧缺、环境恶化的压力，以及城市交通拥挤的状况，同时满足广大中低收入人群的代步需求，超微型环保节能车辆逐渐成为交通工具的一种发展趋势。

当前，电动摩托车、电动自行车是一种常用的交通工具，它行车灵活，塞车时也能穿行，并且没有尾气排放，无污染的优点。但电动摩托车的共同特点是只有一个转向轮和一个驱动轮，刹车时需要人靠脚踮着地并且紧握把手来保证车不翻到，否则会“飞车”出事，特别是转弯时，人、车都容易失去平衡，导致危险剧增，此外电动摩托车没有提供专用的乘客座位，人必须骑到车上，也不能安装雨篷，因此乘客坐着不舒服的同时要受日晒雨淋。一些电动三轮车在速度较高的情况下转弯侧倾严重，容易发生翻车事故，安全性存在隐患。

汽车领域中，国外有代表性的微型汽车，如象法国的雪铁龙(citroen/2cv4)和意大利的菲亚特(fiat/126)。这类车型都是以双缸四冲程发动机为动力，其排量分别为475ml和594ml，轴间距离分别为2400mm和1840mm，车身长度分别为3830mm和3055mm，整车整备质量分别为560kg和580kg，国内有长安奥拓、奇瑞QQ等，其车身尺寸为3500mm，宽1400mm。整车整备质量在1000kg左右，鉴于功能和结构上的要求，使得上述整车结构参数的等级进一步降低是有困难的，因而制造技术难度大，所用原材料多，车辆运行中耗油量大。既不能从本质上解决汽车对石油资源的依靠，也不能彻底解决环境污染的难题。

超微型电动车具有轻便无污染的特点，但现有的电动摩托车、电动自行车驱动机构和制动系统无法在四轮电动车上得到应用，同时现有微型汽车的沉重车盘和车身如果直接应用于超微型四轮电动车，则会造成电动车动力系统的高能耗、行程有限，限制超微型电动车的推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有轿车舒适度和安全性、又兼顾三轮车体积小、重量轻、操作灵活等的特点，且结构简单、紧凑，造价低、维修方便、使用经济的超微型电动车，解决了燃料能源短缺的问题，并适合家庭普及应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种超微型电动车，它包括电驱动系统、底盘系统和车身系统，为方向盘式转向机构，其特征在于电驱动系统由前、后电动车轮及其控制器和二次蓄电池组成；底盘系统是由装置在底盘骨架上的转向系、制动系和悬架系组成的底盘平台，驱动方式采用前轮驱动、后轮驱动或四轮驱动方式；车身系统为钢管骨架外覆蒙皮的车身结构或全玻璃钢车身结构。

所述的电动车轮为单边支撑结构，它包括内定子、外转子结构的轮毂电机和轮辋。后电动车轮电机外转子的内边盖与制动器的制动盘固定连接，前转向驱动车轮轮毂电机的外转子内边盖与制动器的制动盘连接为一体，其内定子沿轮轴的轴向延伸形成转向节轴，转向节与制动器的制动钳连接为一体。

所述的底盘系统由前桥模块和后桥模块组成，前桥模块和后桥模块均设置在底盘骨架上，前桥模块由麦弗逊式悬架、前电动车轮、转向系统和制动系统组成，后桥模块由后电动车轮、车轴、减振器和单纵臂半独立悬架组成。

所述的制动系与前后电动轮的轮毂电机壳连接，前电动车轮又由轮辋、套装在轮毂上的轮胎、轮毂内设置的轮毂电机、转向节构成；后电动轮由轮辋、套装在轮辋上的轮胎、轮辋内设置的轮毂电机组成；麦弗逊式悬架由减振器、下控制臂构成；转向系由转向器、转向横拉杆、转向柱和转向盘构成。

所述的制动系由制动盘、制动钳、驱动机构和制动管路构成。

所述的转向器为圆柱齿轮式转向器或齿轮齿条式转向器。

所述的麦弗逊式悬架的下控制臂一端连接前电动轮，下控制臂另一端通过圆柱副与底盘骨架固定，转向横连杆的一端连接转向节，另一端连接转向器，转向器输入轴上设有转向柱和转向盘。

所述的后电动轮装配在车轴的两端，车轴与单纵臂半独立悬架的U型纵臂固定连接，减振器下支座安装在车轴上，上支座安装在车架上。

所述的圆柱齿轮转向器由转向器壳、大齿轮轴、中间齿轮轴、小齿轮轴、

转向摇臂组成；大齿轮轴通过花键与转向摇臂连接，大齿轮轴、中间齿轮轴、小齿轮轴的上下端与转向器壳上的定位孔配合连接，大齿轮与中间齿轮啮合，小齿轮与中间齿轮啮合，实现超微型电动车所要求的转向比。

所述的悬架系统由前悬架和后悬架组成，前悬架为麦弗逊式独立悬架，后悬架为单纵臂半独立悬架。

所述的车身内部的座椅为前一个座位、后两个座位的布置。

所述的钢管骨架外覆蒙皮的车身结构中，所述钢管骨架分为上部车架模块和底盘骨架两部分，上部车架模块和底盘骨架间的连接点为法兰盘式连接；上部车架模块包括一对拱形主侧梁，二者平行伸展，两主侧梁的前端上、下分别固定有两个前部弯梁，两前部弯梁间设有竖梁，两主侧梁的前端和两个前部弯梁构成车身上前部骨架，两主侧梁的前末端设置连接法兰盘，用于和所述底盘骨架连接；两主侧梁的后端设有后部弯梁分别与两主侧梁固定，两主侧梁的后端分别连接有向前弯曲的支撑竖梁，该支撑竖梁的末端设有连接法兰盘，用于和所述底盘骨架连接；所述两主侧梁的拱形顶部分别固定上部弯梁的两端形成车身顶部骨架；底盘骨架包括平行的两纵梁，纵梁间设置有前横梁、前桥横梁、中间梁、后桥横梁和后横梁；两纵梁的前端和后端分别为弯梁，两纵梁的前段和后端分别设有与上部车架模块连接的法兰盘。

所述的另外一种车身结构为全玻璃钢车身结构，它包括车壳主体、前后保险杠、左右车门和裙部；

所述的车壳主体由前围、侧围、顶盖、后围、A柱、B柱、C柱以及安装车灯的覆盖件组成；前围、侧围、后围和顶盖为单层玻璃钢结构，A柱、B柱和C柱为两层玻璃钢粘接而成的盒状结构，前围、侧围、后围、顶盖和A柱、B柱、C柱粘合为一体，车灯覆盖件通过螺栓与前围、后围连接；

前、后保险杠制作为单层玻璃钢结构，内部预埋金属件和螺母，通过螺栓与底盘车架连接；

左右车门采用双层玻璃钢结构，在车门外板中预埋金属加强筋和螺母，车门内外板通过螺栓连接，玻璃升降器、门锁、门把手安装在车门外板内预埋的金属件上；

车壳裙部采用单层玻璃钢结构，其中预埋金属件，通过螺栓或者卡扣与车壳主体连接。

所述的车身为敞篷式、双开门式或无门式结构，整车的车身长度为2000～3000mm，宽度为900～1300mm。

所述的蓄电池为二次蓄电池。

该超微型电动车的前电动车轮通过麦弗逊式悬架的下控制臂与车架相连，下控制臂与麦弗逊式减振器通过转向节固定连接，下控制臂与电动车轮的转向节孔通过球销连接，麦弗逊式减振器上支座通过关节轴承与底盘车架前部模块连接，下控制臂通过圆柱销与底盘车架前部模块连接。转向器采用圆柱齿轮转向器结构，圆柱齿轮转向器通过螺栓固定在底盘车架前部模块上，转向器的转向摇臂与电动车轮的转向节臂通过球销利用转向横拉杆连接。采用齿轮齿条转向器结构，转向器通过螺栓与车架连接，齿轮齿条转向器的输出端通过转向横拉杆与转向节臂连接；转向柱的下端通过花键与两种转向器的输入轴连接，方向盘通过花键连接与转向柱连接。制动盘通过螺栓与电动车轮的电子外转子内边盖相连，制动钳通过螺栓与电动车轮的转向节法兰连接。

驾驶员踩下加速踏板，轮毂电机中的电机通电，电机外转子转动，带动前后电动车轮转动。与此同时，制动盘与电动车轮同时转动，实现汽车行驶。

驾驶员踩下制动踏板，制动管路传递液体到制动驱动机构(制动轮缸)，制动轮缸推动制动钳压紧制动盘，从而实现超微型电动车制动。

采用圆柱齿轮转向器时，驾驶员旋转方向盘，方向盘传递扭矩给转向柱，转向柱通过转向器输入轴传递角输入，通过齿轮副的速比变化，通过转向摇臂输出相应转向角度，转向摇臂拉动转向横拉杆横向运动，转向横拉杆同时拉动转向节臂，实现车轮转向，完成超微型电动车转向。

采用齿轮齿条转向器时，驾驶员旋转方向盘，方向盘传递扭矩给转向柱，转向柱通过转向器输入轴传递角输入，通过齿轮副的速比变化，通过转向器输出端输出相应水平位移，拉动转向横拉杆横向运动，转向横拉杆同时拉动转向节臂，实现车轮转向，完成超微型电动车转向。

麦弗逊式独立悬架包括：减振器、螺旋弹簧、减振器上支座、下控制臂和纵向推力杆。螺旋弹簧套在减振器上，弹簧的上下支座分别与减振器壳体焊接在一起，下控制臂为一金属冲压件，纵向推力杆一端与下控制臂上的定位孔球销连接，另一端与车架连接，传递纵向力。

单纵臂半独立悬架由U型纵臂、车轴、减振器和螺旋弹簧构成。车轴与U型纵臂焊接在一起，减振器下支座安装在车轴上，上支座安装在车架上，减振器上下端通过柱销分别车架和车轴连接。螺旋弹簧套在减振器上，弹簧上下支座与减振器壳连接接在一起。

圆柱齿轮转向器中转向柱的角位移通过转向器输入轴传递给小齿轮，小齿轮转动拨动中间齿轮转动，中间齿轮拨动大齿轮转动，大齿轮通过花键传动减速后的角位移给转向摇臂，完成转向动作。

本发明的有益效果在于，该微型电动车采用以电动轮及其控制器、动力蓄电池为动力源的底盘平台，采用钢管骨架外覆蒙皮的车身结构或者全玻璃钢车身结构，构成超微型电动车整车技术，前悬架采用麦弗逊式悬架，后悬架采用单纵臂半独立悬架，以提供给乘客良好的乘坐舒适性。车身的模块化设计既能减轻车体的总重量，又能在保证车身高强度的同时满足车身更换的要求。该超微型电动车的整体重量轻，操控性能好，能够满足现有我国国情和家庭普及的需要。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的阐述。

图1是本发明实施例的总布置图；

图2是本发明实施例中车身系统结构示意图；

图3是图2的A向结构示意图；

图4是本发明实施例中车架的结构示意图；

图5是图4的B向结构示意图；

图6是本发明实施例中底盘系统的结构示意图；

图7是图6的C向结构示意图；

图8是图6的D向结构示意图；

图9是本实用新型实施例中悬架系统的前桥模块结构示意图；

图10是图9的E向结构示意图；

图11是本发明实施例中悬架系统的后桥模块结构示意图；

图12是图11的F向结构示意图；

图13是本发明实施例中转向系的结构示意图；

图14是图13的G向结构示意图；

图15是后电动车轮的结构示意图；

图16是前电动车轮的结构示意图。

具体实施方式

如图1-3，该微型电动车主要由电驱动系统1、底盘系统2和车身系统3组成，为方向盘式转向机构，车身为双开门式结构，整车的车身长度为2500mm，宽度为1200mm左右。前挡风玻璃向上延伸至顶棚，视野开阔，车身系统为钢管骨架外覆蒙皮的车身结构。车身内部座椅为前一个座位、后两个座位的布置。

如图4和5，该微型电动车的车架为钢管骨架结构，钢管骨架分为上部车架模块4和底盘骨架5两部分，上部车架模块和底盘骨架间的连接点为法兰盘式连接；上部车架模块4包括一对拱形主侧梁41，二者平行伸展，两主侧梁的前端上、下分别固定有两个前部弯梁42，两前部弯梁间设有竖梁43，两主侧梁的前端和两个前部弯梁42构成车身上前部骨架，两主侧梁的前末端设置连接法兰盘44，用于和所述底盘骨架5连接；两主侧梁的后端设有后部弯梁45分别与两主侧梁固定，两主侧梁的后端分别连接有向前弯曲的支撑竖梁46，该支撑竖梁的末端设有连接法兰盘47，用于和所述底盘骨架连接；所述两主侧梁的拱形顶部分别固定上部弯梁48的两端形成车身顶部骨架；底盘骨架包括平行的两纵梁51，纵梁间设置有前横梁52、前桥横梁53、中间梁54、后桥横梁55和后横梁56；两纵梁的前端和后端分别为弯梁，两纵梁的前段和后端分别设有与上部车架模块连接的法兰盘。

如图6-16，底盘系统由前桥模块和后桥模块组成，前桥模块和后桥模块均设置在底盘骨架上，前桥模块由麦弗逊式悬架6、前电动车轮11、转向系统7和制动系统8组成，制动系统与前后电动轮的轮毂电机电连接，前电动车轮11又由轮辋、套装在轮毂上的轮胎、轮毂内设置的轮毂电机、轮毂电机转子内定子轮轴上的转向节75构成；麦弗逊式悬架6由减振器61、下控制臂62构成；转向系统7由圆柱齿轮式转向器71、转向横拉杆72、转向柱73和转向盘74构成，制动系统8由制动盘13、制动钳15和制动管路构成；后桥模块由后电动车轮16、车轴17、减振器18和悬架系统组成；悬架系统为单纵臂半独立悬架；

麦弗逊式悬架6的下控制臂62连接两前电动轮11，下控制臂62通过圆柱副与底盘骨架固定，转向横拉杆的一端连接转向节75，另一端连接圆柱齿轮式转向器71，圆柱齿轮式转向器71输入轴上设有转向柱73和转向盘74；

后电动轮16装配在车轴17的两端，车轴17与单纵臂半独立悬架的U型纵臂19同定，减振器18下支座安装在车轴上，上支座安装在车架上。

前电动车轮通过麦弗逊式悬架的下控制臂与车架相连，下控制臂与麦弗逊式减振器通过转向节固定连接，下控制臂与电动车轮的转向节孔通过球销连接，麦弗逊式减振器上支座通过关节轴承与底盘车架前部模块连接，下控制臂通过圆柱销与底盘车架前部模块连接。圆柱齿轮转向器通过螺栓固定在底盘车架前部模块上，转向器的转向摇臂与电动车轮的转向节臂通过球销利用转向横拉杆连接。转向柱的下端通过花键与圆柱齿轮转向器的输入轴连接，方向盘通过花键连接与转向柱连接。制动盘通过螺栓与电动车轮的电子外转子内边盖相连，制动钳通过螺栓与电动车轮的转向节法兰连接。

驾驶员踩下加速踏板，电动车轮中的电机通电，电机外转子转动，带动车轮转动。与此同时，制动盘与车轮同时转动，实现汽车行驶。

驾驶员踩下制动踏板，制动管路传递液体到驱动机构(制动轮缸)，制动轮缸推动制动钳压紧制动盘，从而实现超微型电动车制动。

驾驶员旋转方向盘，方向盘传递扭矩给转向柱，转向柱通过转向器输入轴传递角输入，通过齿轮副的速比变化，通过转向摇臂输出相应转向角度，转向摇臂拉动转向横拉杆横向运动，转向横拉杆同时拉动转向节臂，实现车轮转向，完成超微型电动车转向。

如图15和图16，电动车轮为单边支撑结构，它包括内定子、外转子结构的轮毂电机和轮辋。后电动车轮电机外转子的内边盖与制动器的制动盘13固定连接，前转向驱动车轮11轮毂电机的外转子12内边盖与制动器的制动盘13连接为一体，其内定子沿轮轴的轴向延伸形成转向节轴14，转向节与制动器的制动钳15连接为一体。

转向系为方向盘式转向系统，转向机为圆柱齿轮转向机；圆柱齿轮转向机由转向器壳、大齿轮轴、中间齿轮轴、小齿轮轴、转向摇臂组成；大齿轮轴通过花键与转向摇臂连接，大齿轮轴、中间齿轮轴、小齿轮轴的上下端与转向器可上的定位孔配合连接，大齿轮与中间齿轮啮合，小齿轮与中间齿轮啮合，实现超微型电动车所要求的转向比。转向柱的角位移通过转向器输入轴传递给小齿轮，小齿轮转动拨动中间齿轮转动，中间齿轮拨动大齿轮转动，大齿轮通过花键传动减速后的角位移给转向摇臂，完成转向动作。

该微型电动车的整车重量较轻，操控性能和舒适性能优异，以电能作为清洁能源，车身质量轻且强度高。

Claims (15)

1.一种超微型电动车，它包括电驱动系统(1)、底盘系统(2)和车身系统(3)，为方向盘式转向机构，其特征在于电驱动系统(1)由前、后电动车轮及其控制器和二次蓄电池组成；底盘系统(2)是由装置在底盘骨架(5)上的转向系、制动系和悬架系组成的底盘平台，驱动方式采用前轮驱动、后轮驱动或四轮驱动方式。车身系统(3)为钢管骨架外覆蒙皮的车身结构或全玻璃钢车身结构。

2.根据权利要求1所述的一种超微型电动车，其特征在于电动车轮为单边支撑结构，它包括内定子、外转子结构的轮毂电机和轮辋。后电动车轮电机外转子的内边盖与制动器的制动盘(13)固定连接，前转向驱动车轮(11)轮毂电机的外转子(12)内边盖与制动器的制动盘(13)连接为一体，其内定子沿轮轴的轴向延伸形成转向节轴(14)，转向节与制动器的制动钳(15)连接为一体。

3.根据权利要求1所述的一种超微型电动车，其特征在于所述的底盘系统由前桥模块和后桥模块组成，前桥模块和后桥模块均设置在底盘骨架上，前桥模块由麦弗逊式悬架(6)、前电动车轮(11)、转向系(7)和制动系(8)组成，后桥模块由后电动车轮(16)、车轴(17)、减振器(18)和单纵臂半独立悬架组成。

4.根据权利要求3所述的一种超微型电动车，其特征在于所述的制动系与前后电动轮的轮毂电机壳连接，前电动车轮(11)又由轮辋、套装在轮毂上的轮胎、轮毂内设置的轮毂电机、转向节(75)构成；后电动轮由轮辋、套装在轮辋上的轮胎、轮辋内设置的轮毂电机组成；麦弗逊式悬架(6)由减振器(61)、下控制臂(62)构成；转向系(7)由转向器(71)、转向横拉杆(72)、转向柱(73)和转向盘(74)构成。

5.根据权利要求4所述的一种超微型电动车，其特征在于所述的制动系(8)由制动盘、制动钳、驱动机构和制动管路构成。

6.根据权利要求4所述的一种超微型电动车，其特征在于所述的转向器(71)为圆柱齿轮式转向器或齿轮齿条式转向器。

7.根据权利要求3或4所述的一种超微型电动车，其特征在于所述的麦弗逊式悬架(6)的下控制臂(62)一端连接前电动轮(11)，下控制臂(62)另一端通过圆柱副与底盘骨架固定，转向横连杆的一端连接转向节(75)，另一端连接转向器(71)，转向器(71)输入轴上设有转向柱(73)和转向盘(74)。

8.根据权利要求3所述的一种超微型电动车，其特征在于所述的后电动轮(16)装配在车轴(17)的两端，车轴(17)与单纵臂半独立悬架的U型纵臂(19)固定连接，减振器(18)下支座安装在车轴上，上支座安装在车架上。

9.根据权利要求4所述的一种超微型电动车，其特征在于所述的圆柱齿轮转向器(71)由转向器壳、大齿轮轴、中间齿轮轴、小齿轮轴、转向摇臂组成；大齿轮轴通过花键与转向摇臂连接，大齿轮轴、中间齿轮轴、小齿轮轴的上下端与转向器壳上的定位孔配合连接，大齿轮与中间齿轮啮合，小齿轮与中间齿轮啮合，实现超微型电动车所要求的转向比。

10.根据权利要求1所述的一种超微型电动车，其特征在于所述的悬架系统由前悬架和后悬架组成，前悬架为麦弗逊式独立悬架，后悬架为单纵臂半独立悬架。

11.根据权利要求1所述的一种超微型电动车，其特征在于所述的车身内部的座椅为前一个座位、后两个座位的布置。

12.根据权利要求1所述的一种超微型电动车，其特征在于所述的钢管骨架外蒙皮的车身结构中，所述钢管骨架分为上部车架模块(4)和底盘骨架(5)两部分，上部车架模块和底盘骨架间的连接点为法兰盘式连接；上部车架模块(4)包括一对拱形主侧梁(41)，二者平行伸展，两主侧梁的前端上、下分别固定有两个前部弯梁(42)，两前部弯梁间设有竖梁(43)，两主侧梁的前端和两个前部弯梁(42)构成车身上前部骨架，两主侧梁的前末端设置连接法兰盘(44)，用于和所述底盘骨架(5)连接；两主侧梁的后端设有后部弯梁(45)分别与两主侧梁固定，两主侧梁的后端分别连接有向前弯曲的支撑竖梁(46)，该支撑竖梁的末端设有连接法兰盘(47)，用于和所述底盘骨架连接；所述两主侧梁的拱形顶部分别固定上部弯梁(48)的两端形成车身顶部骨架；底盘骨架包括平行的两纵梁(51)，纵梁间设置有前横梁(52)、前桥横梁(53)、中间梁(54)、后桥横梁(55)和后横梁(56)；两纵梁的前端和后端分别为弯梁，两纵梁的前段和后端分别设有与上部车架模块连接的法兰盘。

13.根据权利要求1，所述的另外一种车身结构为全玻璃钢车身结构，包括车壳主体、前后保险杠、左右车门和裙部；

所述的车壳主体由前围、侧围、顶盖、后围、A柱、B柱、C柱以及安装车灯的覆盖件组成；前围、侧围、后围和顶盖为单层玻璃钢结构，A柱、B柱和C柱为双层玻璃钢粘接而成的盒状结构，前围、侧围、后围、顶盖和A柱、B柱、C柱粘合为一体，车灯覆盖件通过螺栓与前围、后围连接；

前、后保险杠制作为单面玻璃钢结构，内部预埋金属件和螺母，通过螺栓与底盘车架连接；

左右车门采用双层玻璃钢结构，在车门外板中预埋金属加强筋和螺母，车门内外板通过螺栓连接，玻璃升降器、门锁、门把手安装在车门外板内预埋的金属件上；

车壳裙部采用单面玻璃钢结构，其中预埋金属件，通过螺栓或者卡扣与车壳主体连接。

14.根据权利要求1所述的一种微型电动车，其特征在于所述的车身为敞篷式、双开门式或无门式结构，整车的车身长度为2000～3000mm，宽度为900～1300mm。

15.根据权利要求1所述的一种超微型电动车，其特征在于所述蓄电池为二次蓄电池。

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