CN206306805U - 方程式纯电动赛车驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种方程式纯电动赛车驱动系统，包括设置在车架内的电池和电机，电池为电机提供电源，电机的动力输出端依次连接有行星齿轮减速器和差速器。本实用新型的电池和电机设置在机架内，减小了赛车的横向尺寸，可以避免转弯时赛车发生蹭地现象，同时采用行星齿轮加链传动的传动方式，不但有效减小了传动系的体积，整车结构变得紧凑，当驾驶员踩下加速踏板时，电机输出转速和转矩，通过行星齿轮减速器实现一级减速，进一步地，行星齿轮减速器的输出通过链条将动力传递给差速器，实现了二级减速，达到了减速增扭的目的，保证赛车的动力性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及赛车驱动系统技术领域，具体涉及一种方程式纯电动赛车驱动系统。
背景技术
Formula SAE(FSAE)由国际汽车工程师学会(SAE International)于1978年开办，向所有大学生设计团队征集设计制造一辆小型的类似于标准方程式的赛车，要求赛车在加速、制动、操控性方面都有优异的表现并且足够稳定耐久，中国自2010年开始引进FSAE赛事以来，国内高校车队发展迅猛，越来越多的高校参与其中，与此同时，许多大学还参与电动方程式赛车的比赛。
为了能取得较好的比赛成绩，赛车的轻量化一直是各个车队关注的重点，电动方程式赛车的驱动系统作为赛车的重要组成部分，在整车的质量方面占有很大的比重，由于赛车的空间较小，所以赛车电池、电机、减速器的布置相对困难，如果布置不合适，会占用很大的空间，增加赛车的质量，影响比赛成绩，而现有的赛车驱动系统通常将电池分两块放置于赛车的侧面，这样不仅增加了车身的质量，还使得赛车电路的布置变得复杂，与此同时，电动车方程式赛车的行驶速度较快，将电池放置于赛车的侧面，容易造成赛车在转弯过程中车身蹭地，发生危险。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种方程式纯电动赛车驱动系统，其电池和电机均设置在车架内，从而将动力输出和传递都在赛车内部靠中间位置进行，不但减小赛车横向尺寸，而且避免转弯时发生蹭地发生危险。
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：方程式纯电动赛车驱动系统，包括设置在车架内的电池和电机，所述电池为电机提供电源，电机的动力输出端依次连接有行星齿轮减速器和差速器。
进一步的，所述电池设置在驾驶员座椅后方的车架上，且电池和电机纵向排列。
进一步的，所述电池临近驾驶员座椅的侧面设置有防撞缓冲层，所述电池与驾驶员座椅之间设置有阻燃层，所述阻燃层为石棉网。
进一步的，所述电池通过电池连接钢板固定在车架内，电池连接钢板焊接在车架底部，电池通过螺栓固定在电池连接钢板上。
进一步的，所述行星齿轮减速器的动力输出轴通过链条与差速器链连接，所述行星齿轮减速器通过丝杠悬置在电机输出轴上，所述差速器分别通过左半轴和右半轴连接车轮。
进一步的，所述电机和差速器分别通过电机支撑架和差速器支撑架固定在车架内。
进一步的，所述车架上还设置有用于调节链条张紧力的张紧机构。
进一步的，所述差速器为德雷克斯勒差速器。
进一步的，所述行星齿轮减速器壳体、差速器支撑架和电机支撑架材质为7075铝合金。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益的技术效果，本实用新型的电池和电机设置在机架内，减小了赛车的横向尺寸，可以避免转弯时赛车发生蹭地现象，同时采用行星齿轮加链传动的传动方式，不但有效减小了传动系的体积，整车结构变得紧凑，当驾驶员踩下加速踏板时，电池输出电量从而驱动电机，电机输出转速和转矩，通过行星齿轮减速器实现一级减速，进一步地，行星齿轮减速器的输出通过链条将动力传递给差速器，实现了二级减速，达到了减速增扭的目的，保证赛车的动力性能。
进一步的，本实用新型的电池位于驾驶员座椅后背后方，电池和电机沿赛车纵向(即赛车动力传递方向)排列，有效降低了整车质量，实现了整车轻量化。
进一步的，通过在电池临近驾驶员座椅的侧面设置有防撞缓冲层，避免事故时，电池与座椅发生碰撞发生危险，石棉网阻燃层的设置能够确保即使发生碰撞，也不会导致座椅燃烧对驾驶员造成伤害。
进一步的，电池连接钢板的设置，不仅能够有效的稳固电池，增强其机械稳定性能，而且能够有效的避免电池底部发生磕碰。
进一步的，通过在车架上设置用于调节链条张紧力的张紧机构，保证了链条动力传递的稳定性。
进一步的，电机和差速器都通过支撑架固定在车架内，可以起到固定减震作用，减小运行时对车架的影响。
进一步的，行星齿轮减速器壳体、差速器支撑架和电机支撑架材质均为7075铝合金，具有良好的机械性能和耐磨性，且质量较轻，可以降低赛车重量。
进一步的，差速器为德雷克斯勒差速器，体积小、质量轻、性能好，进一步降低赛车重量。
附图说明
图1为本实用新型方程式纯电动赛车驱动系统整体结构轴测图；
图2为本实用新型方程式纯电动赛车驱动系统整体结构俯视图；
图3为本实用新型方程式纯电动赛车驱动系统中电池部分仰视图；
图中1-电池，2-电机，3-行星齿轮减速器，4-张紧机构，5-左半轴，6-差速器支撑架，7-链条，8-差速器，9-右半轴，10-吊耳，11-电机支撑架，12-电池连接钢板，13-车架，111-正极接口，112-信号线接口，113-螺纹孔，114-负极接口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此。
如图1和2所示，本实用新型包括设置在车架13内的电池1和电机2，电池1仅有一块，设置在驾驶员座椅后方，通过电池连接钢板12固定在车架13内，电池连接钢板12焊接在车架13底部，电池1通过螺栓固定在电池连接钢板12上，电池1临近驾驶员座椅的侧面设置有防撞缓冲层，电池1与驾驶员座椅之间设置有石棉网阻燃层；电池1为电机2提供电源，且电池1和电机2纵向排列；电机2的动力输出端依次连接有行星齿轮减速器3和差速器8，行星齿轮减速器3通过丝杠悬置在电机2输出轴上，行星齿轮减速器3的动力输出轴通过链条7与差速器8链连接，差速器8分别通过左半轴5和右半轴9连接车轮，所述车架13上还设置有用于调节链条7张紧力的张紧机构4。
作为优选实施例的，电机2为永磁同步电机，峰值功率为60KW，通过电机支撑架11固定在车架13内；差速器8为德雷克斯勒差速器，通过差速器支撑架6固定在车架13内；电机支撑架、差速器支撑架和行星齿轮减速器壳体的材质为7075铝合金，具有良好的机械性能和耐磨性，且质量较轻，不但使用寿命长，而且减轻了赛车的质量。
作为优选实施例的，本实用新型的车架13上还焊接有若干作为连接件吊耳10，因很多部件不能直接安装在车架13上，通过把吊耳10焊在车架13上，然后这些部件可以通过螺栓与吊耳10连接，从而实现与车架13相连。
如图3所示，电池1的正极接口111和负极接口114分别位于电池1两侧，信号线接口112与正极接口111设置在电池1的同一侧，电池连接钢板12上设置有若干用于固定电池1的螺纹孔113。
本实用新型结构可以在CATIA软件中为各部件添加相应质量，进而计算出整车的轴荷分配，调整电池和电机位置，实现最佳的轴荷分配，充分保证赛车动力性，本实用新型各个主要受力部件经过受力分析、建模仿真及优化涉及，可以在保证行车安全的基础上，进一步降低整车质量。
本实用新型方程式纯电动赛车驱动系统驱动方式如下：
当驾驶员踩下加速踏板，赛车的控制电路连通信号线接口112，给电池1发出信号，电池1输出电量驱动电机2，电机2输出转速和转矩，通过与之相连的行星齿轮减速器3实现一级减速，行星齿轮减速器3的输出端通过链条将动力传递给差速器8，差速器8实现二级减速，同时具有增扭功能，差速器8将动力传递给左半轴5和右半轴9，驱动赛车，其中赛车的控制电路可根据驾驶员踩下加速踏板的力度来调整电机2输出的转速，进而实现赛车的加减速。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.方程式纯电动赛车驱动系统，其特征在于，包括设置在车架(13)内的电池(1)和电机(2)，所述电池(1)为电机(2)提供电源，电机(2)的动力输出端依次连接有行星齿轮减速器(3)和差速器(8)。
2.根据权利要求1所述方程式纯电动赛车驱动系统，其特征在于，所述电池(1)设置在驾驶员座椅后方的车架(13)上，且电池(1)和电机(2)纵向排列。
3.根据权利要求1所述方程式纯电动赛车驱动系统，其特征在于，所述电池(1)临近驾驶员座椅的侧面设置有防撞缓冲层，所述电池(1)与驾驶员座椅之间设置有阻燃层，所述阻燃层为石棉网。
4.根据权利要求1所述方程式纯电动赛车驱动系统，其特征在于，所述电池(1)通过电池连接钢板(12)固定在车架(13)内，电池连接钢板(12)焊接在车架(13)底部，电池(1)通过螺栓固定在电池连接钢板(12)上。
5.根据权利要求1所述方程式纯电动赛车驱动系统，其特征在于，所述行星齿轮减速器(3)的动力输出轴通过链条(7)与差速器(8)链连接，所述行星齿轮减速器(3)通过丝杠悬置在电机(2)输出轴上，所述差速器(8)分别通过左半轴(5)和右半轴(9)连接车轮。
6.根据权利要求1所述方程式纯电动赛车驱动系统，其特征在于，所述电机(2)和差速器(8)分别通过电机支撑架(11)和差速器支撑架(6)固定在车架(13)内。
7.根据权利要求5所述方程式纯电动赛车驱动系统，其特征在于，所述车架(13)上还设置有用于调节链条(7)张紧力的张紧机构(4)。
8.根据权利要求1所述方程式纯电动赛车驱动系统，其特征在于，所述差速器(8)为德雷克斯勒差速器。
9.根据权利要求6所述方程式纯电动赛车驱动系统，其特征在于，所述行星齿轮减速器壳体、差速器支撑架(6)和电机支撑架(11)材质为7075铝合金。
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| CN108860316A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-11-23 | 辽宁工业大学 | 一种带副车架的纯电动赛车车架 |
| CN110509775A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-11-29 | 西华大学 | 大学生方程式电动赛车分级制动装置及制动控制方法 |
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| CN108860316B (zh) * | 2018-08-20 | 2023-07-28 | 辽宁工业大学 | 一种带副车架的纯电动赛车车架 |
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