CN210760976U - 一种分布式驱动车辆底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式驱动车辆底盘，包括有四个轮毂电机驱动制动总成、前副车架总成、后副车架总成和车架总成，其中前副车架总成和后副车架总成分别装配在车架总成的前后，两个轮毂电机驱动制动总成分别装配在前副车架总成的两侧，其余两个轮毂电机驱动制动总成分别装配在后副车架总成的两侧。有益效果：使用整车控制器接收传感器信号和车辆CAN总线信号，整车控制器进一步进行计算和决策获得目标控制信号，整车控制器将目标控制信号发送至车辆CAN总线，由其他控制器接收，进一步对执行器进行控制。使用两个蓄电池为车辆的控制器供电，分别是前车载24V电池和后车载24V电池，有效地避免了蓄电池或供电线路失效造成的车辆失控情况发生。

Description

一种分布式驱动车辆底盘

技术领域

本实用新型涉及一种车辆底盘，特别涉及一种分布式驱动车辆底盘。

背景技术

目前，随着环境污染的日益严重，传统燃油汽车带来的污染问题已经不容忽视，新能源汽车正在飞速发展的过程中。对于新能源汽车中的电动汽车，根据电动汽车驱动方案的不同可以分为单轴驱动电动汽车、双轴驱动电动汽车和分布式驱动电动汽车。分布式驱动电动汽车是指将汽车的驱动电机集成在汽车的四个车轮内，由四个轮毂电机分别带动车轮旋转，驱动车辆行驶。这样的驱动方案将会省去车辆的换挡机构、减速机构、差速机构和传动轴等传动装置，为车辆节约出大量的设计空间。因此分布式驱动车辆的底盘设计方案与传统车辆的底盘设计方案相比具有更高的灵活性，不必要一定按照传统车辆的形式去设计分布式驱动车辆的底盘构型。当前关于分布式驱动车辆的底盘构型设计基本上都是在传统车辆设计的基础上做出稍加改动后的升级，或只针对部分机械结构做出集成化设计，更是忽略了车辆底盘中重要的电子控制系统，没有针对分布式驱动车辆的特点给出一个总体的车辆底盘设计方案。关于分布式驱动车辆的行驶控制方法目前也没有整体的方案提出，需要填补此部分的技术空白。

申请号为201810717287的发明专利提出了一种分布式驱动车辆的底盘结构，但此发明忽略了车辆的电子控制系统，且只有车辆的两个后轮配备了轮毂电机，同时此发明只重点对车辆的悬架系统做出设计说明。

申请号为201610179530的发明专利提出了一种分布式驱动电动汽车转矩优化分配控制方法，但此发明的算法要求车辆必须配备复杂的传感器，针对实际应用不具有指导意义。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决目前电动车辆领域中没有针对分布式驱动车辆的特点给出一个总体的车辆底盘设计方案的问题，而提供的一种分布式驱动车辆底盘。

本实用新型提供的分布式驱动车辆底盘包括有四个轮毂电机驱动制动总成、前副车架总成、后副车架总成和车架总成，其中前副车架总成和后副车架总成分别装配在车架总成的前后，两个轮毂电机驱动制动总成分别装配在前副车架总成的两侧，其余两个轮毂电机驱动制动总成分别装配在后副车架总成的两侧。

四个轮毂电机驱动制动总成的结构相同，每个轮毂电机驱动制动总成均包括有轮毂电机、电卡钳、电卡钳固定支架、双叉臂悬架、轮毂、制动盘、轮速传感器和车轮，其中轮毂电机内嵌于车轮之中，通过螺丝与车轮固定，轮毂电机转动时带动车轮一起转动，二者的转速一致，轮毂电机远离车轮轮辐的一侧与制动盘机械连接，制动盘随车轮转动，制动盘与轮毂固定连接，轮毂与制动盘连接的一侧为机械固定，轮毂的另一侧通过轮毂轴承内嵌于双叉臂悬架内，双叉臂悬架的一侧固定有电卡钳固定支架，电卡钳固定在电卡钳固定支架上，制动盘插设在电卡钳的两个卡爪之间，轮速传感器用于采集车轮的轮速脉冲，将轮速脉冲信号通过信号线传递给车架总成内的整车控制器，整车控制器解析轮速脉冲后即可获知当前车辆的轮速信息，进一步整车控制器通过获取到的轮速信息进行车辆的协调控制。

前副车架总成是由前副车架底板、左前车轮转向拉杆、左前电助力转向器、左前轮毂电机控制器、右前轮毂电机控制器、右前电助力转向器、右前车轮转向拉杆、左前电卡钳控制器、右前电卡钳控制器和前车载24V电池组成，其中左前电助力转向器、左前轮毂电机控制器、右前轮毂电机控制器、右前电助力转向器、左前电卡钳控制器、右前电卡钳控制器和前车载24V电池均机械固定于前副车架底板上，前车载24V电池通过供电线分别与左前电助力转向器、右前电助力转向器、左前电卡钳控制器和右前电卡钳控制器电连接，前车载24V电池为左前电助力转向器、右前电助力转向器、左前电卡钳控制器和右前电卡钳控制器供电，左前电助力转向器通过控制左前车轮转向拉杆平动带动左前方的轮毂电机驱动制动总成中的双叉臂悬架绕车辆主销转动，实现左前方的车轮转向，右前电助力转向器通过控制右前车轮转向拉杆平动带动右前方的轮毂电机驱动制动总成中的双叉臂悬架绕车辆主销转动，实现右前方的车轮转向，左前电卡钳控制器通过控制位于左前方的轮毂电机驱动制动总成上的电卡钳实现左前方的车轮制动，右前电卡钳控制器通过控制位于右前方的轮毂电机驱动制动总成上的电卡钳实现右前方的车轮制动，左前轮毂电机控制器和右前轮毂电机控制器由车架总成上的车辆动力电池供电，左前轮毂电机控制器控制位于左前方的轮毂电机驱动制动总成上的轮毂电机实现左前轮的驱动行驶和再生制动，右前轮毂电机控制器控制位于右前方的轮毂电机驱动制动总成上的轮毂电机实现右前轮的驱动行驶和再生制动。

后副车架总成是由后副车架底板、左后车轮转向拉杆、左后电助力转向器、左后轮毂电机控制器、右后轮毂电机控制器、右后电助力转向器、右后车轮转向拉杆、左后电卡钳控制器、右后电卡钳控制器和后车载24V电池组成，其中左后电助力转向器、左后轮毂电机控制器、右后轮毂电机控制器、右后电助力转向器、左后电卡钳控制器、右后电卡钳控制器和后车载24V电池均机械固定于后副车架底板上，后车载24V电池通过供电线分别与左后电助力转向器、右后电助力转向器、左后电卡钳控制器和右后电卡钳控制器电连接，后车载24V电池为左后电助力转向器、右后电助力转向器、左后电卡钳控制器和右后电卡钳控制器供电，左后电助力转向器通过控制左后车轮转向拉杆平动带动左后方的轮毂电机驱动制动总成中的双叉臂悬架绕车辆主销转动，实现左后方的车轮转向，右后电助力转向器通过控制右后车轮转向拉杆平动带动右后方的轮毂电机驱动制动总成中的双叉臂悬架绕车辆主销转动，实现右后方的车轮转向，左后电卡钳控制器通过控制位于左后方的轮毂电机驱动制动总成上的电卡钳实现左后方的车轮制动，右后电卡钳控制器通过控制位于右后方的轮毂电机驱动制动总成上的电卡钳实现右后方的车轮制动，左后轮毂电机控制器和右后轮毂电机控制器由车架总成上的车辆动力电池供电，左后轮毂电机控制器控制位于左后方的轮毂电机驱动制动总成上的轮毂电机实现左后轮的驱动行驶和再生制动，右后轮毂电机控制器控制位于右后方的轮毂电机驱动制动总成上的轮毂电机实现右后轮的驱动行驶和再生制动。

车架总成是由两个前连接桥臂、车架底板、方向盘转角传感器、制动踏板传感器、车辆点火开关传感器、加速踏板传感器、档位控制器、加速度传感器、横摆角速度传感器、整车控制器、车辆动力电池和两个后连接桥臂组成，其中车辆动力电池、两个前连接桥臂和两个后连接桥臂机械安装于车架底板上，车架总成通过两个前连接桥臂实现与前副车架总成的机械连接，车架总成通过两个后连接桥臂实现与后副车架总成的机械连接，车辆动力电池机械固定于车架底板上，车辆动力电池为车辆的四个轮毂电机提供电能，同时也能够接收来自四个轮毂电机的再生制动电能，方向盘转角传感器通过采集车辆方向盘转动的角度将转角信号转变为电信号发送到整车控制器，整车控制器即能获得车辆实时的方向盘转角信息，车辆点火开关传感器根据点火开关状态发送相应的电信号，由整车控制器接收车辆点火开关传感器发出的电信号，整车控制器依据当前车辆的点火状态实施相应的车辆控制策略，加速踏板传感器通过采集车辆加速踏板的开度将加速踏板开度信号转变为电信号发送到整车控制器，整车控制器即可获得车辆实时的加速踏板开度信息，制动踏板传感器通过采集车辆制动踏板的开度将制动踏板开度信号转变为电信号发送到整车控制器，整车控制器即可获得车辆实时的制动踏板开度信息，加速度传感器和横摆角速度传感器固定于车架底板上，加速度传感器能够采集车辆的纵向加速度和侧向加速度信息，加速度传感器将车辆的加速度信息转变为电信号发送到整车控制器，横摆角速度传感器能够采集车辆的横摆角速度信息，横摆角速度传感器将车辆的横摆角速度信息转变为电信号发送到整车控制器，档位控制器用于控制车辆的档位切换并将车辆所处的档位信息发送至车辆CAN总线，整车控制器通过接收车辆CAN总线上的档位信号获得车辆的档位信息，整车控制器通过接收前述各传感器发来的信号以及车辆CAN总线上的信号判断车辆所处工况，进行决策，将目标控制信号发送到车辆CAN总线，由车辆的各个控制器接收车辆CAN总线上的目标控制信号，以目标控制信号对执行器进行控制。

本实用新型的工作原理：

本实用新型提供的分布式驱动车辆底盘的驱动方案为：使用集成在车辆四个车轮内的轮毂电机驱动车辆行驶。每个轮毂电机配有独立的轮毂电机控制器，通过轮毂电机控制器驱动轮毂电机转动，每个轮毂电机控制器通过CAN(Controller Area Network)线与车辆CAN总线连接，轮毂电机控制器通过接收车辆CAN总线上整车控制器发来的目标控制信号驱动轮毂电机以目标值工作，四个轮毂电机相互独立且互不干扰。每个轮毂电机的工作方式一致，以左前轮内的轮毂电机为例，轮毂电机通过信号线与供电线与左前轮毂电机控制器电连接，左前轮毂电机控制器通过供电线与位于车架总成上的车辆动力电池电连接。左前轮毂电机将电机的相位信息通过信号线发送至左前轮毂电机控制器，左前轮毂电机控制器通过接收和解析电机的相位信息使对应相位的供电线导通，来自车辆动力电池的电能将被输送至左前轮毂电机，进而驱动左前轮毂电机转动。

分布式驱动车辆底盘制动方案为：使用集成在车辆四个车轮内的轮毂电机进行再生制动，同时每个轮毂电机驱动制动总成上都配有电卡钳，通过四个电卡钳进行辅助制动和紧急制动。每个电卡钳配有独立的电卡钳控制器，通过电卡钳控制器控制电卡钳工作，每个电卡钳控制器通过CAN线与车辆CAN总线连接，电卡钳控制器通过接收车辆CAN总线上整车控制器发来的目标控制信号控制电卡钳为车辆施加制动力，四个电卡钳相互独立且互不干扰。每个电卡钳的工作方式一致，以左前轮的电卡钳为例，电卡钳通过信号线和供电线与左前电卡钳控制器电连接，左前电卡钳控制器通过供电线与前车载24V电池电连接。左前轮的电卡钳将内部电机的相位信息通过信号线发送至左前电卡钳控制器，左前电卡钳控制器通过接收和解析电机的相位信息使对应相位的供电线导通，来自前车载24V电池的电能将被输送至左前轮的电卡钳，驱动电卡钳工作产生制动力矩。车辆前轴的两个电卡钳由前副车架总成上布置的前车载24V电池独立供电，车辆后轴的两个电卡钳由后副车架总成上布置的后车载24V电池独立供电。

分布式驱动车辆底盘驻车方案为：由四个电卡钳控制器控制对应的电卡钳使车辆实现驻车。每个电卡钳都集成了电子驻车功能，当车辆需要驻车时，电卡钳控制器控制电卡钳工作使卡钳夹紧，进一步的电卡钳控制器控制位于电卡钳内的锁止机构锁死电卡钳的电机，使电机无法旋转带动传动机构，从而为车辆提供持续的驻车力矩，实现驻车。当车辆需要退出驻车时，电卡钳控制器控制位于电卡钳内的锁止机构解除对电卡钳电机的锁止，进一步的电卡钳控制器控制电卡钳工作使卡钳释放，从而车辆解除驻车。本实用新型的分布式驱动车辆底盘配备有四个驻车单元，互为备份，从而实现驻车系统的冗余备份。

分布式驱动车辆底盘转向方案为：使用布置在前、后副车架上的四个电助力转向器带动四个车轮转动。使用单轮独立转向，即每个车轮都可以单独绕车辆的主销旋转。前副车架总成上布置有左前电助力转向器和右前电助力转向器，后副车架总成上布置有左后电助力转向器和右后电助力转向器。每个电助力转向器的工作原理一致，以左前电助力转向器为例，左前电助力转向器带动转向拉杆平动，转向拉杆的另一端与左前轮毂电机驱动制动总成上的双叉臂悬架机械连接，当转向拉杆平动时，双叉臂悬架会绕主销旋转，进而带动车辆的左前轮转动。车辆前轴的两个电助力转向器通过供电线分别与前副车架总成上布置的前车载24V电池电连接，车辆后轴的两个电助力转向器通过供电线分别与后副车架总成上布置的后车载24V电池电连接。每个电助力转向器都通过CAN线与车辆CAN总线连接，电助力转向通过接收CAN总线上来自整车控制器的目标控制信号控制转向拉杆运动，进而带动车轮转动。每个电助力转向器都集成了执行器和控制器，每个电助力转向相互独立且互不干扰。

车架总成上布置有整车控制器，整车控制器起到分配车辆驱动、制动力矩和协调控制车身姿态的作用。整车控制器通过接收车辆布置的四个轮速传感器信号、方向盘转角传感器信号、车辆点火开关传感器信号、制动踏板传感器信号、加速踏板传感器信号、加速度传感器信号、横摆角速度传感器信号以及CAN总线上的车辆信息判断驾驶员的操作意图以及车辆所处的工况，整车控制器进一步通过控制算法计算得到当前的目标控制量，整车控制器整合目标控制信号后发送至车辆CAN总线。位于前、后副车架总成上的轮毂电机控制器、电卡钳控制器、电助力转向器接收CAN总线上整车控制器发来的目标控制信号并进行相应的响应，同时位于前、后副车架总成上的轮毂电机控制器、电卡钳控制器、电助力转向器将反馈信号和故障信号发送至车辆CAN总线，由整车控制器接收反馈信号和故障信号后对目标控制信号进行调整，实现分布式驱动车辆电控系统的闭环控制。整车控制器通过布置在前副车架上的前车载24V电池和后副车架上的后车载24V电池共同供电，当任意一个电池失效时，整车控制器仍能够正常工作，避免因为电池或供电线路突然失效造成车辆失控的情况发生。

车架总成上还布置有档位控制器，用于控制车辆的档位切换并将车辆所处的档位信息发送至车辆CAN总线，档位控制器通过布置在前副车架上的前车载24V电池供电。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的分布式驱动车辆底盘，与其他分布式驱动车辆底盘构型的差别主要是：(1)制动方案使用轮毂电机进行再生制动，使用电卡钳进行辅助制动和紧急制动；(2)转向方案使用四个电助力转向器实现车轮的独立转向；(3)悬架方案选择双叉臂悬架，结构简单易行。

使用整车控制器接收传感器信号和车辆CAN总线信号，整车控制器进一步进行计算和决策获得目标控制信号，整车控制器将目标控制信号发送至车辆CAN总线，由其他控制器接收，进一步对执行器进行控制。

使用两个蓄电池为车辆的控制器供电，分别是前车载24V电池和后车载24V电池，有效地避免了蓄电池或供电线路失效造成的车辆失控情况发生。

附图说明

图1为本实用新型所述底盘整体结构示意图。

图2为本实用新型所述轮毂电机驱动制动总成结构示意图。

图3为本实用新型所述前副车架总成结构示意图。

图4为本实用新型所述后副车架总成结构示意图。

图5为本实用新型所述车架总成结构示意图。

上图中的标注如下：

1、轮毂电机驱动制动总成 2、前副车架总成 3、后副车架总成

4、车架总成 5、轮毂电机 6、电卡钳 7、电卡钳固定支架

8、双叉臂悬架 9、轮毂 10、制动盘 11、轮速传感器 12、车轮

13、前副车架底板 14、左前车轮转向拉杆 15、左前电助力转向器

16、左前轮毂电机控制器 17、右前轮毂电机控制器

18、右前电助力转向器 19、右前车轮转向拉杆

20、左前电卡钳控制器 21、右前电卡钳控制器

22、前车载24V电池 23、车辆动力电池 24、后副车架底板

25、左后车轮转向拉杆26、左后电助力转向器 27、左后轮毂电机控制器

28、右后轮毂电机控制器 29、右后电助力转向器 30、右后车轮转向拉杆

31、左后电卡钳控制器 32、右后电卡钳控制器 33、后车载24V电池

34、前连接桥臂 35、车架底板 36、方向盘转角传感器

37、制动踏板传感器 38、车辆点火开关传感器 39、加速踏板传感器

40、档位控制器 41、加速度传感器 42、横摆角速度传感器

43、整车控制器 44、后连接桥臂 45、CAN总线。

具体实施方式

请参阅图1至图5所示：

本实用新型提供的分布式驱动车辆底盘包括有四个轮毂电机驱动制动总成1、前副车架总成2、后副车架总成3和车架总成4，其中前副车架总成2和后副车架总成3分别装配在车架总成4的前后，两个轮毂电机驱动制动总成1分别装配在前副车架总成2的两侧，其余两个轮毂电机驱动制动总成1分别装配在后副车架总成3的两侧。

四个轮毂电机驱动制动总成1的结构相同，每个轮毂电机驱动制动总成1均包括有轮毂电机5、电卡钳6、电卡钳固定支架7、双叉臂悬架8、轮毂9、制动盘10、轮速传感器11和车轮12，其中轮毂电机5内嵌于车轮12之中，通过螺丝与车轮12固定，轮毂电机5转动时带动车轮12一起转动，二者的转速一致，轮毂电机5远离车轮12轮辐的一侧与制动盘10机械连接，制动盘10随车轮12转动，制动盘10与轮毂9固定连接，轮毂9与制动盘10连接的一侧为机械固定，轮毂9的另一侧通过轮毂轴承内嵌于双叉臂悬架8内，双叉臂悬架8的一侧固定有电卡钳固定支架7，电卡钳6固定在电卡钳固定支架7上，制动盘10插设在电卡钳6的两个卡爪之间，轮速传感器11用于采集车轮12的轮速脉冲，将轮速脉冲信号通过信号线传递给车架总成4内的整车控制器43，整车控制器43解析轮速脉冲后即可获知当前车辆的轮速信息，进一步整车控制器43通过获取到的轮速信息进行车辆的协调控制。

前副车架总成2是由前副车架底板13、左前车轮转向拉杆14、左前电助力转向器15、左前轮毂电机控制器16、右前轮毂电机控制器17、右前电助力转向器18、右前车轮转向拉杆19、左前电卡钳控制器20、右前电卡钳控制器21和前车载24V电池22组成，其中左前电助力转向器15、左前轮毂电机控制器16、右前轮毂电机控制器17、右前电助力转向器18、左前电卡钳控制器20、右前电卡钳控制器21和前车载24V电池22均机械固定于前副车架底板13上，前车载24V电池22通过供电线分别与左前电助力转向器15、右前电助力转向器18、左前电卡钳控制器20和右前电卡钳控制器21电连接，前车载24V电池22为左前电助力转向器15、右前电助力转向器18、左前电卡钳控制器20和右前电卡钳控制器21供电，左前电助力转向器15通过控制左前车轮转向拉杆14平动带动左前方的轮毂电机驱动制动总成1中的双叉臂悬架8绕车辆主销转动，实现左前方的车轮12转向，右前电助力转向器18通过控制右前车轮转向拉杆19平动带动右前方的轮毂电机驱动制动总成1中的双叉臂悬架8绕车辆主销转动，实现右前方的车轮12转向，左前电卡钳控制器20通过控制位于左前方的轮毂电机驱动制动总成1上的电卡钳6实现左前方的车轮12制动，右前电卡钳控制器21通过控制位于右前方的轮毂电机驱动制动总成1上的电卡钳6实现右前方的车轮12制动，左前轮毂电机控制器16和右前轮毂电机控制器17由车架总成4上的车辆动力电池23供电，左前轮毂电机控制器16控制位于左前方的轮毂电机驱动制动总成1上的轮毂电机5实现左前轮的驱动行驶和再生制动，右前轮毂电机控制器17控制位于右前方的轮毂电机驱动制动总成1上的轮毂电机5实现右前轮的驱动行驶和再生制动。

后副车架总成3是由后副车架底板24、左后车轮转向拉杆25、左后电助力转向器26、左后轮毂电机控制器27、右后轮毂电机控制器28、右后电助力转向器29、右后车轮转向拉杆30、左后电卡钳控制器31、右后电卡钳控制器32和后车载24V电池33组成，其中左后电助力转向器26、左后轮毂电机控制器27、右后轮毂电机控制器28、右后电助力转向器29、左后电卡钳控制器31、右后电卡钳控制器32和后车载24V电池33均机械固定于后副车架底板24上，后车载24V电池33通过供电线分别与左后电助力转向器26、右后电助力转向器29、左后电卡钳控制器31和右后电卡钳控制器32电连接，后车载24V电池33为左后电助力转向器26、右后电助力转向器29、左后电卡钳控制器31和右后电卡钳控制器32供电，左后电助力转向器26通过控制左后车轮转向拉杆25平动带动左后方的轮毂电机驱动制动总成1中的双叉臂悬架8绕车辆主销转动，实现左后方的车轮12转向，右后电助力转向器29通过控制右后车轮转向拉杆30平动带动右后方的轮毂电机驱动制动总成1中的双叉臂悬架8绕车辆主销转动，实现右后方的车轮12转向，左后电卡钳控制器31通过控制位于左后方的轮毂电机驱动制动总成1上的电卡钳6实现左后方的车轮12制动，右后电卡钳控制器32通过控制位于右后方的轮毂电机驱动制动总成1上的电卡钳6实现右后方的车轮12制动，左后轮毂电机控制器27和右后轮毂电机控制器28由车架总成4上的车辆动力电池23供电，左后轮毂电机控制器27控制位于左后方的轮毂电机驱动制动总成1上的轮毂电机5实现左后轮的驱动行驶和再生制动，右后轮毂电机控制器28控制位于右后方的轮毂电机驱动制动总成1上的轮毂电机5实现右后轮的驱动行驶和再生制动。

车架总成4是由两个前连接桥臂34、车架底板35、方向盘转角传感器36、制动踏板传感器37、车辆点火开关传感器38、加速踏板传感器39、档位控制器40、加速度传感器41、横摆角速度传感器42、整车控制器43、车辆动力电池23和两个后连接桥臂44组成，其中车辆动力电池23、两个前连接桥臂34和两个后连接桥臂44机械安装于车架底板35上，车架总成4通过两个前连接桥臂34实现与前副车架总成2的机械连接，车架总成4通过两个后连接桥臂44实现与后副车架总成3的机械连接，车辆动力电池23机械固定于车架底板35上，车辆动力电池23为车辆的四个轮毂电机5提供电能，同时也能够接收来自四个轮毂电机5的再生制动电能，方向盘转角传感器36通过采集车辆方向盘转动的角度将转角信号转变为电信号发送到整车控制器43，整车控制器43即能获得车辆实时的方向盘转角信息，车辆点火开关传感器38根据点火开关状态发送相应的电信号，由整车控制器43接收车辆点火开关传感器38发出的电信号，整车控制器43依据当前车辆的点火状态实施相应的车辆控制策略，加速踏板传感器39通过采集车辆加速踏板的开度将加速踏板开度信号转变为电信号发送到整车控制器43，整车控制器43即可获得车辆实时的加速踏板开度信息，制动踏板传感器37通过采集车辆制动踏板的开度将制动踏板开度信号转变为电信号发送到整车控制器43，整车控制器43即可获得车辆实时的制动踏板开度信息，加速度传感器41和横摆角速度传感器42固定于车架底板35上，加速度传感器41能够采集车辆的纵向加速度和侧向加速度信息，加速度传感器41将车辆的加速度信息转变为电信号发送到整车控制器43，横摆角速度传感器42能够采集车辆的横摆角速度信息，横摆角速度传感器42将车辆的横摆角速度信息转变为电信号发送到整车控制器43，档位控制器40用于控制车辆的档位切换并将车辆所处的档位信息发送至车辆CAN总线45，整车控制器43通过接收车辆CAN总线45上的档位信号获得车辆的档位信息，整车控制器43通过接收前述各传感器发来的信号以及车辆CAN总线45上的信号判断车辆所处工况，进行决策，将目标控制信号发送到车辆CAN总线45，由车辆的各个控制器接收车辆CAN总线45上的目标控制信号，以目标控制信号对执行器进行控制。

本实用新型的工作原理：

本实用新型提供的分布式驱动车辆底盘的驱动方案为：使用集成在车辆四个车轮内的轮毂电机5驱动车辆行驶。每个轮毂电机5配有独立的轮毂电机控制器，通过轮毂电机控制器驱动轮毂电机5转动，每个轮毂电机控制器通过CAN(Controller Area Network)线与车辆CAN总线45连接，轮毂电机控制器通过接收车辆CAN总线45上整车控制器43发来的目标控制信号驱动轮毂电机5以目标值工作，四个轮毂电机5相互独立且互不干扰。每个轮毂电机5的工作方式一致，以左前轮内的轮毂电机5为例，轮毂电机5通过信号线与供电线与左前轮毂电机控制器16电连接，左前轮毂电机控制器16通过供电线与位于车架总成4上的车辆动力电池23电连接。左前轮毂电机5将电机的相位信息通过信号线发送至左前轮毂电机控制器16，左前轮毂电机控制器16通过接收和解析电机的相位信息使对应相位的供电线导通，来自车辆动力电池23的电能将被输送至左前轮毂电机5，进而驱动左前轮毂电机5转动。

分布式驱动车辆底盘制动方案为：使用集成在车辆四个车轮内的轮毂电机5进行再生制动，同时每个轮毂电机驱动制动总成上都配有电卡钳6，通过四个电卡钳6进行辅助制动和紧急制动。每个电卡钳6配有独立的电卡钳控制器，通过电卡钳控制器控制电卡钳6工作，每个电卡钳控制器通过CAN线与车辆CAN总线45连接，电卡钳控制器通过接收车辆CAN总线45上整车控制器43发来的目标控制信号控制电卡钳6为车辆施加制动力，四个电卡钳6相互独立且互不干扰。每个电卡钳6的工作方式一致，以左前轮的电卡钳6为例，电卡钳6通过信号线和供电线与左前电卡钳控制器20电连接，左前电卡钳控制器20通过供电线与前车载24V电池22电连接。左前轮的电卡钳6将内部电机的相位信息通过信号线发送至左前电卡钳控制器20，左前电卡钳控制器20通过接收和解析电机的相位信息使对应相位的供电线导通，来自前车载24V电池22的电能将被输送至左前轮的电卡钳6，驱动电卡钳6工作产生制动力矩。车辆前轴的两个电卡钳6由前副车架总成2上布置的前车载24V电池22独立供电，车辆后轴的两个电卡钳6由后副车架总成3上布置的后车载24V电池33独立供电。

分布式驱动车辆底盘驻车方案为：由四个电卡钳控制器控制对应的电卡钳6使车辆实现驻车。每个电卡钳6都集成了电子驻车功能，当车辆需要驻车时，电卡钳控制器控制电卡钳6工作使卡钳夹紧，进一步的电卡钳控制器控制位于电卡钳6内的锁止机构锁死电卡钳6的电机，使电机无法旋转带动传动机构，从而为车辆提供持续的驻车力矩，实现驻车。当车辆需要退出驻车时，电卡钳控制器控制位于电卡钳6内的锁止机构解除对电卡钳6电机的锁止，进一步的电卡钳控制器控制电卡钳6工作使卡钳释放，从而车辆解除驻车。本实用新型的分布式驱动车辆底盘配备有四个驻车单元，互为备份，从而实现驻车系统的冗余备份。

分布式驱动车辆底盘转向方案为：使用布置在前、后副车架上的四个电助力转向器带动四个车轮12转动。使用单轮独立转向，即每个车轮12都可以单独绕车辆的主销旋转。前副车架总成2上布置有左前电助力转向器15和右前电助力转向器18，后副车架总成3上布置有左后电助力转向器26和右后电助力转向器29。每个电助力转向器的工作原理一致，以左前电助力转向器15为例，左前电助力转向器15带动转向拉杆平动，转向拉杆的另一端与左前轮毂电机驱动制动总成1上的双叉臂悬架8机械连接，当转向拉杆平动时，双叉臂悬架8会绕主销旋转，进而带动车辆的左前轮转动。车辆前轴的两个电助力转向器通过供电线分别与前副车架总成2上布置的前车载24V电池22电连接，车辆后轴的两个电助力转向器通过供电线分别与后副车架总成3上布置的后车载24V电池33电连接。每个电助力转向器都通过CAN线与车辆CAN总线45连接，电助力转向通过接收CAN总线45上来自整车控制器43的目标控制信号控制转向拉杆运动，进而带动车轮12转动。每个电助力转向器都集成了执行器和控制器，每个电助力转向相互独立且互不干扰。

车架总成4上布置有整车控制器43，整车控制器43起到分配车辆驱动、制动力矩和协调控制车身姿态的作用。整车控制器43通过接收车辆布置的四个轮速传感器11信号、方向盘转角传感器36信号、车辆点火开关传感器38信号、制动踏板传感器37信号、加速踏板传感器39信号、加速度传感器41信号、横摆角速度传感器42信号以及CAN总线45上的车辆信息判断驾驶员的操作意图以及车辆所处的工况，整车控制器43进一步通过控制算法计算得到当前的目标控制量，整车控制器43整合目标控制信号后发送至车辆CAN总线45。位于前、后副车架总成上的轮毂电机控制器、电卡钳控制器、电助力转向器接收CAN总线45上整车控制器43发来的目标控制信号并进行相应的响应，同时位于前、后副车架总成上的轮毂电机控制器、电卡钳控制器、电助力转向器将反馈信号和故障信号发送至车辆CAN总线45，由整车控制器43接收反馈信号和故障信号后对目标控制信号进行调整，实现分布式驱动车辆电控系统的闭环控制。整车控制器43通过布置在前副车架上的前车载24V电池22和后副车架上的后车载24V电池33共同供电，当任意一个电池失效时，整车控制器43仍能够正常工作，避免因为电池或供电线路突然失效造成车辆失控的情况发生。

车架总成4上还布置有档位控制器40，用于控制车辆的档位切换并将车辆所处的档位信息发送至车辆CAN总线45，档位控制器40通过布置在前副车架上的前车载24V电池22供电。

Claims (5)

1.一种分布式驱动车辆底盘，其特征在于：包括有四个轮毂电机驱动制动总成、前副车架总成、后副车架总成和车架总成，其中前副车架总成和后副车架总成分别装配在车架总成的前后，两个轮毂电机驱动制动总成分别装配在前副车架总成的两侧，其余两个轮毂电机驱动制动总成分别装配在后副车架总成的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种分布式驱动车辆底盘，其特征在于：所述的四个轮毂电机驱动制动总成的结构相同，每个轮毂电机驱动制动总成均包括有轮毂电机、电卡钳、电卡钳固定支架、双叉臂悬架、轮毂、制动盘、轮速传感器和车轮，其中轮毂电机内嵌于车轮之中，通过螺丝与车轮固定，轮毂电机转动时带动车轮一起转动，二者的转速一致，轮毂电机远离车轮轮辐的一侧与制动盘机械连接，制动盘随车轮转动，制动盘与轮毂固定连接，轮毂与制动盘连接的一侧为机械固定，轮毂的另一侧通过轮毂轴承内嵌于双叉臂悬架内，双叉臂悬架的一侧固定有电卡钳固定支架，电卡钳固定在电卡钳固定支架上，制动盘插设在电卡钳的两个卡爪之间，轮速传感器用于采集车轮的轮速脉冲，将轮速脉冲信号通过信号线传递给车架总成内的整车控制器，整车控制器解析轮速脉冲后即可获知当前车辆的轮速信息，进一步整车控制器通过获取到的轮速信息进行车辆的协调控制。

3.根据权利要求1所述的一种分布式驱动车辆底盘，其特征在于：所述的前副车架总成是由前副车架底板、左前车轮转向拉杆、左前电助力转向器、左前轮毂电机控制器、右前轮毂电机控制器、右前电助力转向器、右前车轮转向拉杆、左前电卡钳控制器、右前电卡钳控制器和前车载24V电池组成，其中左前电助力转向器、左前轮毂电机控制器、右前轮毂电机控制器、右前电助力转向器、左前电卡钳控制器、右前电卡钳控制器和前车载24V电池均机械固定于前副车架底板上，前车载24V电池通过供电线分别与左前电助力转向器、右前电助力转向器、左前电卡钳控制器和右前电卡钳控制器电连接，前车载24V电池为左前电助力转向器、右前电助力转向器、左前电卡钳控制器和右前电卡钳控制器供电，左前电助力转向器通过控制左前车轮转向拉杆平动带动左前方的轮毂电机驱动制动总成中的双叉臂悬架绕车辆主销转动，实现左前方的车轮转向，右前电助力转向器通过控制右前车轮转向拉杆平动带动右前方的轮毂电机驱动制动总成中的双叉臂悬架绕车辆主销转动，实现右前方的车轮转向，左前电卡钳控制器通过控制位于左前方的轮毂电机驱动制动总成上的电卡钳实现左前方的车轮制动，右前电卡钳控制器通过控制位于右前方的轮毂电机驱动制动总成上的电卡钳实现右前方的车轮制动，左前轮毂电机控制器和右前轮毂电机控制器由车架总成上的车辆动力电池供电，左前轮毂电机控制器控制位于左前方的轮毂电机驱动制动总成上的轮毂电机实现左前轮的驱动行驶和再生制动，右前轮毂电机控制器控制位于右前方的轮毂电机驱动制动总成上的轮毂电机实现右前轮的驱动行驶和再生制动。

4.根据权利要求1所述的一种分布式驱动车辆底盘，其特征在于：所述的后副车架总成是由后副车架底板、左后车轮转向拉杆、左后电助力转向器、左后轮毂电机控制器、右后轮毂电机控制器、右后电助力转向器、右后车轮转向拉杆、左后电卡钳控制器、右后电卡钳控制器和后车载24V电池组成，其中左后电助力转向器、左后轮毂电机控制器、右后轮毂电机控制器、右后电助力转向器、左后电卡钳控制器、右后电卡钳控制器和后车载24V电池均机械固定于后副车架底板上，后车载24V电池通过供电线分别与左后电助力转向器、右后电助力转向器、左后电卡钳控制器和右后电卡钳控制器电连接，后车载24V电池为左后电助力转向器、右后电助力转向器、左后电卡钳控制器和右后电卡钳控制器供电，左后电助力转向器通过控制左后车轮转向拉杆平动带动左后方的轮毂电机驱动制动总成中的双叉臂悬架绕车辆主销转动，实现左后方的车轮转向，右后电助力转向器通过控制右后车轮转向拉杆平动带动右后方的轮毂电机驱动制动总成中的双叉臂悬架绕车辆主销转动，实现右后方的车轮转向，左后电卡钳控制器通过控制位于左后方的轮毂电机驱动制动总成上的电卡钳实现左后方的车轮制动，右后电卡钳控制器通过控制位于右后方的轮毂电机驱动制动总成上的电卡钳实现右后方的车轮制动，左后轮毂电机控制器和右后轮毂电机控制器由车架总成上的车辆动力电池供电，左后轮毂电机控制器控制位于左后方的轮毂电机驱动制动总成上的轮毂电机实现左后轮的驱动行驶和再生制动，右后轮毂电机控制器控制位于右后方的轮毂电机驱动制动总成上的轮毂电机实现右后轮的驱动行驶和再生制动。

5.根据权利要求1所述的一种分布式驱动车辆底盘，其特征在于：所述的车架总成是由两个前连接桥臂、车架底板、方向盘转角传感器、制动踏板传感器、车辆点火开关传感器、加速踏板传感器、档位控制器、加速度传感器、横摆角速度传感器、整车控制器、车辆动力电池和两个后连接桥臂组成，其中车辆动力电池、两个前连接桥臂和两个后连接桥臂机械安装于车架底板上，车架总成通过两个前连接桥臂实现与前副车架总成的机械连接，车架总成通过两个后连接桥臂实现与后副车架总成的机械连接，车辆动力电池机械固定于车架底板上，车辆动力电池为车辆的四个轮毂电机提供电能，同时也能够接收来自四个轮毂电机的再生制动电能，方向盘转角传感器通过采集车辆方向盘转动的角度将转角信号转变为电信号发送到整车控制器，整车控制器即能获得车辆实时的方向盘转角信息，车辆点火开关传感器根据点火开关状态发送相应的电信号，由整车控制器接收车辆点火开关传感器发出的电信号，整车控制器依据当前车辆的点火状态实施相应的车辆控制策略，加速踏板传感器通过采集车辆加速踏板的开度将加速踏板开度信号转变为电信号发送到整车控制器，整车控制器即可获得车辆实时的加速踏板开度信息，制动踏板传感器通过采集车辆制动踏板的开度将制动踏板开度信号转变为电信号发送到整车控制器，整车控制器即可获得车辆实时的制动踏板开度信息，加速度传感器和横摆角速度传感器固定于车架底板上，加速度传感器能够采集车辆的纵向加速度和侧向加速度信息，加速度传感器将车辆的加速度信息转变为电信号发送到整车控制器，横摆角速度传感器能够采集车辆的横摆角速度信息，横摆角速度传感器将车辆的横摆角速度信息转变为电信号发送到整车控制器，档位控制器用于控制车辆的档位切换并将车辆所处的档位信息发送至车辆CAN总线，整车控制器通过接收车辆CAN总线上的档位信号获得车辆的档位信息，整车控制器通过接收前述各传感器发来的信号以及车辆CAN总线上的信号判断车辆所处工况，进行决策，将目标控制信号发送到车辆CAN总线，由车辆的各个控制器接收车辆CAN总线上的目标控制信号，以目标控制信号对执行器进行控制。

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