CN205769545U - 一种轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置，其包括转向电机、转向系统、悬架系统及车轮系统；该转向系统连接在该转向电机的下端，悬架系统连接在该转向系统的下端，车轮系统通过车轮系统面板连接在悬架系统的下端；悬架系统垂直设置在该转向系统与车轮系统之间，该转向电机的输出轴、该转向系统的传动轴、悬架系统的转动中心及车轮系统的车轮轮胎的侧向中心共轴设置，且保持在同一直线上，该转向系统产生电动汽车转向所需的扭矩并通过悬架系统将该扭矩传递至车轮系统实现转向；上述结构不仅可与轮毂电动汽车的车轮完全匹配，避免出现转向系统不匹配问题，而且在转向时不会产生主销偏移距，同时实现各车轮单独驱动与原地转向。

Description

一种轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置

技术领域

本实用新型属于电动汽车技术领域，尤其涉及一种可以驱动电动汽车车轮独立且中心转向的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置。

背景技术

汽车工业的高速发展以及人们对于汽车使用需求的不断增加，带动了汽车产量和保有量的持续上升，从而加剧了人们目前普遍关注的能源问题和环境问题。纯电动汽车具有低噪声、无污染、能量来源多样化、能量效率高的特点，是解决城市中汽车问题的重要途径。发展纯电动汽车对调整我国产业结构、提高重点领域的创新能力和市场竞争能力，促进经济社会协调发展具有深远影响。从汽车工业的发展来看，电动汽车的迅速发展具有不可逆的趋势。

近几十年来，发达国家为电动汽车的开发投入了大量的人力和财力，电动汽车的各项相关技术取得了重大的进展。从1976年美国制订电动车辆研究计划以来，通用公司和福特公司都投入大量资金进行电动汽车的研发，但是由于纯电动汽车的价格太高且续航里程未能满足使用者的需求，因此诸如EV-1、Chrysler EPIC等已相继停产。然而美国国家实验室还在继续进行纯电动汽车的先进驱动系统、先进电池及其管理系统等的深入研究。欧洲各国成立了欧洲电动汽车协会，并得到欧洲经济委员会的支持和资助。日本政府一直很重视电动汽车的发展，很早就制定了电动汽车发展计划。在我国，自“八五”以来，电动轿车、电动公交客车、电动车辆系统设计与开发、子系统与零部件研制、能量存储装置、示范运行和标准制定及政策研究等多方面都取得了诸多成果。清华大学早在1990年北京国际EV展览会上就展出了EV6580型电动小客车，在那以后又为多家汽车制造厂商开发和研制了多种EV、HEV、FCEV等功能样车。 电动汽车的发展在我国已形成了共识，但鉴于技术上的制约及现实国情的因素，我国对电动汽车的各种研究，绝大多数都只能建立在改装车的基础上。电动汽车要走向市场化、实用化，必须从其本身的特点出发，进行真正意义上的电动汽车设计，才能从本质上提高整车的性能。特别是作为电动汽车重要部件的汽车转向系统的设计，成为电动汽车研发的重中之重。

汽车转向系统是用来按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向，保持汽车安全稳定行驶的机构。传统汽车转向系统一般遵循阿克曼转向模型，所有车轮轴线的延长线相交于一点，该转向模型可以避免车轮因相对地面滑动而产生的附加阻力，减轻轮胎磨损。随着轮毂电动汽车技术的应用，将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，使得汽车的机械部件大大简化，但其并没有一个成熟的转向系统，由于轮毂电机技术的特点，整个转向系统颠覆了传统转向系统的结构，传统的转向系统并不能成功的与轮毂电动汽车的车轮相匹配，并伴随着无人驾驶和驾驶辅助系统等技术的发展，阿克曼转向模型的传统转向系统也并不能较好的实现所需的车轮单独驱动转向、转向中心不变、实时四驱、原地转向等功能。

目前多轮独立驱动电动汽车通常是采用两个或两个以上的驱动电机独立驱动及控制各驱动轮进行旋转，此种驱动方式具有结构简洁、传动高效和操控特性优越等优点，已成为电动汽车研究开发的前沿方向之一。将线控转向技术导入多轮独立驱动电动汽车而形成的线控多轮独立驱动、独立转向电动汽车技术，将最大限度地发挥电动汽车的转向驱动性能和操控特性，形成未来先进电动汽车的技术平台。而机电一体化线控独立转向系统的结构方案及其控制策略是实现这一技术平台的关键技术。但是，因多轮独立线控转向系统是由多个转向电机独立控制多个转向轮而成，且该转向系统中的各转向轮是线控独立转向，没有通常机械式转向系统中各转向轮间连杆联动转向的特点，所以，只要有至少一个转向电机系统出现不能控制驱动的故障，将招致整个线控独立转向系统陷入瘫痪而丧失正常的转向行驶功能。而由概率论易知，多个独立转向电机中出 现至少一个电机系统故障的概率远大于一个转向电机驱动所有转向轮作非独立转向的情形。如果没有合理的转向电机系统故障应对措施，必然要求各独立转向电机系统具有极高的工作可靠性才可以，而现实中这是难于保证的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置，旨在其不仅可以与轮毂电动汽车的车轮完全相匹配，避免出现转向系统不匹配问题，而且转向轻便、“路感”良好、在实现定点360度转向时不会产生主销偏移距，同时，在转向时能保持转向中心不变、减小车辆转弯半径及实现各车轮单独驱动与原地转向。

本实用新型是这样实现的，一种轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置，用于实现电动汽车的四轮独立转向及中心转向，所述轮毂电动汽车后悬架四轮独立且中心转向装置包括转向电机、悬架系统、车轮系统及转向系统；所述转向系统连接在所述转向电机的下端，所述悬架系统连接在所述转向系统的下端，所述车轮系统通过车轮系统面板连接在所述悬架系统的下端；所述悬架系统垂直设置在所述转向系统与所述车轮系统之间，所述转向电机的输出轴、所述转向系统的传动轴、所述悬架系统的转动中心及所述车轮系统的车轮轮胎的侧向中心共轴设置，且保持在同一直线上，所述转向系统产生电动汽车转向所需的扭矩并通过所述悬架系统将该扭矩传递至所述车轮系统实现转向；所述转向系统包括方钢、沉头环、悬架上面板、回转支承轴承及推力球轴承，所述回转支承轴承的内圈与所述传动轴通过螺栓连接，所述回转支承轴承的外圈与所述方钢螺栓连接并通过所述方钢连接至车身上，所述推力球轴承的轴圈与所述传动轴过盈配合且夹在所述悬架上面板与所述沉头环之间，所述推力球轴承用于将路面不平导致的对所述回转支承轴承产生的冲击作用在所述方钢上。

进一步地，前述的转向系统包括第一螺栓、第二螺栓、第一螺母、回转支承轴承沉头孔及第二螺母，所述传动轴与所述转向电机的输出轴通过键连接， 所述传动轴通过所述第一螺栓、所述第一螺母与所述悬架上面板螺栓连接；所述回转支承轴承的内圈和外圈通过所述第一螺栓及所述第二螺栓分别与所述传动轴及所述方钢螺栓连接；所述第一螺栓的下端与所述第一螺母固定，所述第二螺栓的下端与所述第二螺母固定；所述回转支承轴承沉头孔设置在所述回转支承轴承的外圈以收容所述第二螺栓的上端于其中。

进一步地，前述的回转支承轴承的型号为RU66UUCCOP5，其内、外圈相互独立转动，互不干扰；所述第一螺栓的规格为M4×65，所述第二螺栓的规格为MSB4.5-15/M3。

进一步地，前述的沉头环的下表面承载在所述推力球轴承的上表面上，所述沉头环的上表面与所述方钢的下表面接触，所述第二螺母及第二螺栓的下端收容在所述沉头环的沉头孔内，且所述第二螺栓与所述第二螺母相连接的表面在所述沉头环的开口内保持平齐。

进一步地，前述的沉头环与所述传动轴过度配合，所述第二螺母的规格为M3，所述推力球轴承的型号为51213。

进一步地，前述的推力球轴承为分离性轴承，其轴圈与所述传动轴过盈配合；所述推力球轴承的座圈与所述传动轴之间具有间隙；所述推力球轴承与所述沉头环及所述悬架上面板接触并夹紧，所述推力球轴承的座圈与所述沉头环及车架保持相对静止，所述推力球轴承的轴圈与所述传动轴过盈配合且随所述传动轴及所述悬架系统转动。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型实施例提供的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置，通过转向电机将转矩输出，带动整个悬架系统及车轮系统的转动；同时，所述转向电机的输出轴、所述转向系统的传动轴、所述悬架系统的转动中心及车轮轮胎的侧向中心共轴设置，保持在同一直线上，从而使所述转向装置不仅可以与轮毂电动汽车的车轮完全相匹配，避免出现转向系统不匹配问题，而且转向轻便、“路感”良好、在实现定点360度转向时不会产生主销偏移距，同时，在转向时能保持转向中心不变、减小车 辆转弯半径及实现车轮单独驱动与原地转向。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置所应用的轮毂电动汽车四分之一悬架的结构示意图。

图2是图1中的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置的局部结构示意图。

图3是图1中的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置的转向系统的剖视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1所示，本实用新型提供的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置用于驱动电动汽车的车轮进行独立转向及中心转向，所述转向装置应用在轮毂电动汽车的后悬架上。所述转向装置包括转向电机100、转向系统200。所述转向系统200连接在所述转向电机100的下端，所述悬架系统300连接在所述转向系统200的下端，所述车轮系统400通过车轮系统面板连接在所述悬架系统300的下端。所述悬架系统300垂直设置在所述转向系统200与所述车轮系统400之间，所述转向系统200产生所述电动汽车转向所需的扭矩并通过所述悬架系统300将所述扭矩传递至所述车轮系统400进行转向。在本实施例中，所述转向电机100的输出轴(未标号)，所述转向系统200的传动轴1(请参图2及图3所示)，所述悬架系统300的转动中心及所述车轮系统400的车轮轮胎(未标号)的侧向中心共轴设置，且保持在同一直线上，从而保证所述转向系统200在转向时不会出现主销偏移距，确保转向中心不变。

请接合图2及图3所示，所述转向系统包括传动轴1、方钢4、沉头环5、悬架上面板6、回转支承轴承8及推力球轴承11，所述回转支承轴承8的内圈与所述传动轴1通过螺栓连接，所述回转支承轴承8的外圈与所述方钢4螺栓连接并通过所述方钢4连接至车身(未标号)上，所述推力球轴承11的轴圈与所述传动轴1过盈配合且夹在所述悬架上面板6与所述沉头环5之间，所述推力球轴承11用于将路面不平导致的对所述回转支承轴承8产生的冲击作用在所述方钢4上。

所述转向系统200具有传动轴1、方钢4、沉头环5、悬架上面板6、回转支承轴承8及推力球轴承11外，还包括第一螺栓2、第二螺栓3、第一螺母7及第二螺母10。所述传动轴1与所述转向电机100的输出轴通过键连接，所述传动轴1通过所述第一螺栓2与所述回转支承轴承8内圈的螺栓孔与所述悬架上面板6螺栓连接，从而将所述转向电机100的动力传递至所述悬架系统300及所述车轮系统400以带动所述悬架系统300及所述车轮系统400转动。所述回转支承轴承8的内圈和外圈通过所述第一螺栓2及所述第二螺栓3分别与所述传动轴1及所述方钢4螺栓连接。所述第一螺栓2的下端与所述第一螺母7固定，所述第二螺栓3的下端与所述第二螺母10固定。所述回转支承轴承沉头孔9在所述回转支承轴承8的外圈以收容所述第二螺栓3的上端于其中。在本实施例中，所述回转支承轴承8的型号为RU66UUCCOP5，其内、外圈相互独立转动，互不干扰。所述第一螺栓2的规格为M4×65，所述第二螺栓3的规格为MSB4.5-15/M3。

所述方钢4套设在所述传动轴1的外侧且所述回转支承轴承8位于所述方钢4内部，所述方钢4连接至所述电动汽车的车身上。所述沉头环5的下表面承载在所述推力球轴承11的上表面上，所述沉头环5的上表面与所述方钢4的下表面接触，所述第二螺母10及第二螺栓3的下端收容在所述沉头环5的开口(未标号)内，且所述第二螺栓3与所述第二螺母10相连接的表面在所述开口内保持平齐。在本实施例中，所述沉头环5的作用是为了防止所述第二螺栓 3及所述第二螺母10所造成的装配干涉，所述沉头环5与所述传动轴1过度配合。所述第二螺母10的规格为M3，所述推力球轴承11的型号为51213。

可以理解，所述沉头环5可根据电动汽车的实际需要改变其厚度及其半径，只要所述沉头环5与所述传动轴1过度配合即可。

所述推力球轴承11的轴圈与所述传动轴1过盈配合。在本实施例中，所述推力球轴承11为一种分离性轴承，其轴圈与所述传动轴1相配合；其座圈与所述传动轴1之间具有间隙。所述推力球轴承11与所述沉头环5及所述悬架上面板6接触并夹紧，所述推力球轴承11的座圈与所述沉头环5及车架保持相对静止，而其轴圈与所述传动轴1过盈配合且随所述传动轴1及所述悬架系统300转动。所述推力球轴承11的设计使得路面不平导致的对所述转向系统200的冲击作用在所述方钢4上，从而可避免因路面对所述转向系统200的冲击直接作用在所述回转支承轴承8上而造成损害所述回转支承轴承8。

本实用新型实施例提供的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置，通过转向电机将转矩输出，带动整个悬架系统及车轮系统的转动；同时，所述转向电机的输出轴、所述转向系统的传动轴、所述悬架系统的转动中心及车轮轮胎的侧向中心共轴设置，保持在同一直线上，从而使所述转向装置不仅可以与轮毂电动汽车的车轮完全相匹配，避免出现转向系统不匹配问题，而且转向轻便、“路感”良好、在实现定点360度转向时不会产生主销偏移距，同时，在转向时能保持转向中心不变、减小车辆转弯半径及实现车轮单独驱动与原地转向。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置，用于实现电动汽车的四轮独立转向和中心转向，其特征在于：所述轮毂电动汽车后悬架四轮独立且中心转向装置其包括转向电机、悬架系统、车轮系统及转向系统；所述转向系统连接在所述转向电机的下端，所述悬架系统连接在所述转向系统的下端，所述车轮系统通过车轮系统面板连接在所述悬架系统的下端；所述悬架系统垂直设置在所述转向系统与所述车轮系统之间，所述转向电机的输出轴、所述转向系统的传动轴、所述悬架系统的转动中心及所述车轮系统的车轮轮胎的侧向中心共轴设置，且保持在同一直线上，所述转向系统产生电动汽车转向所需的扭矩并通过所述悬架系统将该扭矩传递至所述车轮系统实现转向；所述转向系统包括传动轴、方钢、沉头环、悬架上面板、回转支承轴承及推力球轴承，所述回转支承轴承的内圈与所述传动轴通过螺栓连接，所述回转支承轴承的外圈与所述方钢螺栓连接并通过所述方钢连接至车身上，所述推力球轴承的轴圈与所述传动轴过盈配合且夹在所述悬架上面板与所述沉头环之间，所述推力球轴承用于将路面不平导致的对所述回转支承轴承产生的冲击作用在所述方钢上。

2.如权利要求1所述的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置，其特征在于，所述转向系统还包括第一螺栓、第二螺栓、第一螺母、回转支承轴承沉头孔及第二螺母，所述传动轴与所述转向电机的输出轴通过键连接，所述传动轴通过所述第一螺栓、所述第一螺母与所述悬架上面板螺栓连接；所述回转支承轴承的内圈和外圈通过所述第一螺栓及所述第二螺栓分别与所述传动轴及所述方钢螺栓连接；所述第一螺栓的下端与所述第一螺母固定，所述第二螺栓的下端与所述第二螺母固定；所述回转支承轴承沉头孔设置在所述回转支承轴承的外圈以收容所述第二螺栓的上端于其中。

3.如权利要求2所述的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置，其特征在于，所述回转支承轴承的型号为RU66UUCCOP5，其内、外圈相互独立转动，互不干扰；所述第一螺栓的规格为M4×65，所述第二螺栓的规格为 MSB4.5-15/M3。

4.如权利要求3所述的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置，其特征在于，所述沉头环的下表面承载在所述推力球轴承的上表面上，所述沉头环的上表面与所述方钢的下表面接触，所述第二螺母及第二螺栓的下端收容在所述沉头环的沉头孔内，且所述第二螺栓与所述第二螺母相连接的表面在所述沉头环的开口内保持平齐。

5.如权利要求4所述的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置，其特征在于，所述沉头环与所述传动轴过度配合，所述第二螺母的尺寸为M3，所述推力球轴承的型号为51213。

6.如权利要求5所述的轮毂电动汽车后悬架独立且中心转向装置，其特征在于，所述推力球轴承为分离性轴承，其轴圈与所述传动轴过盈配合；所述推力球轴承的座圈与所述传动轴之间具有间隙；所述推力球轴承与所述沉头环及所述悬架上面板接触并夹紧，所述推力球轴承的座圈与所述沉头环及车架保持相对静止，所述推力球轴承的轴圈与所述传动轴过盈配合且随所述传动轴及所述悬架系统转动。