轮毂电机驱动后桥系统

文档序号:1946361 发布日期:2021-12-10 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 轮毂电机驱动后桥系统 (Hub motor driven rear axle system ) 是由 彭利军 张金萍 刘涛 王威 夏欢兵 潘权 李世超 于 2020-06-10 设计创作,主要内容包括:本申请实施例提供一种轮毂电机驱动后桥系统,驱动系统位于车轮的轮辋的内部,轮毂电机定子位于轮毂电机转子内部,转向节的第一端位于轮毂电机定子内部并与轮毂电机定子连接,减振器以及弹簧组件位于轮毂电机定子内部,减振器的第一端与轮毂电机定子的内壁连接,减振器与转向节的第一端连接,弹簧组件位于转向节的第一端的下方,弹簧组件分别与转向节的第一端以及轮毂电机定子的内壁接触。本申请实施例中,利用轮毂电机定子为悬挂系统的转向节提供连接位置,使得减振器以及弹簧组件可以安装到转向节以及轮毂电机定子之间,使得驱动系统的重量可以承载弹簧组件上,减少非簧载质量,同时使得悬挂系统与驱动系统之间的集成度更高,结构更加紧凑。(The embodiment of the application provides a wheel hub motor drive rear axle system, actuating system is located the inside of the rim of wheel, wheel hub motor stator is located inside wheel hub motor rotor, the first end of knuckle is located inside wheel hub motor stator and is connected with wheel hub motor stator, shock absorber and spring assembly are located inside wheel hub motor stator, the first end of shock absorber and the interior wall connection of wheel hub motor stator, the shock absorber is connected with the first end of knuckle, spring assembly is located the below of the first end of knuckle, spring assembly respectively with the first end of knuckle and the interior wall contact of wheel hub motor stator. In the embodiment of the application, the in-wheel motor stator is used for providing a connecting position for the steering knuckle of the suspension system, the shock absorber and the spring assembly can be installed between the steering knuckle and the in-wheel motor stator, the weight of the driving system can bear the spring assembly, unsprung mass is reduced, meanwhile, the integration level between the suspension system and the driving system is higher, and the structure is more compact.)

轮毂电机驱动后桥系统

技术领域

本申请实施例涉及汽车技术领域,尤其涉及一种轮毂电机驱动后桥系统。

背景技术

传统轮毂电机驱动系统直接在原始悬挂系统基础上将轮毂电机塞到车轮中,导致整个系统非簧载质量大,悬挂系统舒适性较差,另外,传统轮毂电机驱动系统的集成度很低,成本较高,不适合大规模推广。

发明内容

有鉴于此,本申请实施例所解决的技术问题之一在于提供一种轮毂电机驱动后桥系统,用以克服上述部分或全部技术问题。

本申请实施例提供了一种轮毂电机驱动后桥系统,包括驱动系统与悬挂系统,驱动系统包括轮毂电机转子与轮毂电机定子,驱动系统位于车轮的轮辋的内部,轮毂电机转子与轮辋连接,轮毂电机定子位于轮毂电机转子内部;

悬挂系统包括转向节、减振器以及弹簧组件,转向节的第一端位于轮毂电机定子内部并与轮毂电机定子连接,减振器以及弹簧组件位于轮毂电机定子内部,减振器的第一端与轮毂电机定子的内壁连接,减振器的第二端与转向节的第一端连接,减振器位于转向节的第一端的上方,弹簧组件位于转向节的第一端的下方,弹簧组件分别与转向节的第一端以及轮毂电机定子的内壁接触。

可选的,在本申请的一种实施例中,还包括转向系统,转向系统包括底盘角固定板与拉杆组,底盘角固定板用于与车身进行连接;拉杆组的第一端与底盘角固定板转动连接,拉杆组的第二端与转向节的第二端转动连接,拉杆组通过带动转向节来带动驱动系统,以实现车轮的前束角以及外倾角的调节。

可选的,在本申请的一种实施例中,拉杆组包括前束角拉杆与外倾角拉杆组,前束角拉杆用于调节车轮的前束角,前束角拉杆的第一端与固定板转动连接,前束角拉杆的第二端与转向节的第二端转动连接;

外倾角拉杆组第一端与固定板转动连接,外倾角拉杆组第二端与转向节的第二端转动连接,外倾角拉杆组用于调节车轮的外倾角。

可选的,在本申请的一种实施例中,轮毂电机转子包括磁体单元,磁体单元均布与轮毂电机转子内部。

可选的,在本申请的一种实施例中,轮毂电机转子与轮辋一体化成型。

可选的,在本申请的一种实施例中,轮辋通过轮毂轴承实现与轮毂电机定子同轴且转动连接。

可选的,在本申请的一种实施例中,还包括制动系统,制动系统包括制动盘与制动卡钳,制动盘安装在轮辋上;制动卡钳安装在轮毂电机定子上,制动卡钳用于对制动盘进行制动。

可选的,在本申请的一种实施例中,轮毂电机定子的内壁上设有第一滑道,转向节的第一端嵌入第一滑道中,第一滑道用于限制转向节的第一端沿第一滑道运动。

可选的,在本申请的一种实施例中,转向节的第二端设有支撑板,支撑板用于连接拉杆组。

可选的,在本申请的一种实施例中,弹簧组件为空气弹簧组件。

本申请实施例中所提供的轮毂电机驱动后桥系统,包括驱动系统与悬挂系统,驱动系统包括轮毂电机转子与轮毂电机定子,驱动系统位于车轮的轮辋的内部,轮毂电机转子与轮辋连接,轮毂电机定子位于轮毂电机转子内部;悬挂系统包括转向节、减振器以及弹簧组件,转向节的第一端位于轮毂电机定子内部并与轮毂电机定子连接,减振器以及弹簧组件位于轮毂电机定子内部,减振器的第一端与轮毂电机定子的内壁连接,减振器的第二端与转向节的第一端连接,弹簧组件位于转向节的第一端的下方,弹簧组件分别与转向节的第一端以及轮毂电机定子的内壁接触。本申请实施例中,利用轮毂电机定子为悬挂系统的转向节提供连接位置,使得悬挂系统的减振器以及弹簧组件可以安装到转向节以及轮毂电机定子之间,使得驱动系统的重量可以承载弹簧组件上,减少非簧载质量,同时使得悬挂系统与驱动系统之间的集成度更高,结构更加紧凑。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比值绘制的。附图中:

图1为本申请实施例提供的轮毂电机驱动后桥系统的示意性结构图;

图2为图1的示意性爆炸图;

图3A~图3B为本申请实施例提供的轮辋的示意性结构图;

图4为本申请实施例提供的制动系统的示意性结构图;

图5A为本申请实施例提供的轮毂电机驱动后桥系统的示意性结构图;

图5B为图5A中A-A方向的剖视图;

图6A~图6B为本申请实施例提供的轮毂电机定子的示意性结构图;

图7A为本申请实施例提供的轮毂电机驱动后桥系统的示意性结构图;

图7B为图7A中B-B方向的剖视图;

图8A~图8C为本申请的轮毂电机驱动后桥系统的示意性结构图;

图9A~图9C为本申请的轮毂电机驱动后桥系统中车轮向下跳动时的示意性结构图;

图10A~图10C为本申请的轮毂电机驱动后桥系统中车轮向上跳动时的示意性结构图;

图11A~图11B为本申请的轮毂电机驱动后桥系统调节车轮前束角时的示意性结构图;

图12A~图12B为本申请的轮毂电机驱动后桥系统调节车轮外倾角时的示意性结构图;

附图中标记分别表示:

1-底盘角固定板,2-前束角拉杆,3-上拉杆,6-下拉杆,7-转向节,8-制动卡钳,9-制动盘,10-轮辋,101-磁体单元,102-加强筋,11-轮胎,12-轮毂电机定子,121-轮毂轴承,122-第一滑道,13-减振器,14-密封罩,15-弹簧组件,16-气管。

具体实施方式

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解,本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。除非另行指出,“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而且可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。

下面结合本申请实施例附图进一步说明本申请实施例具体实现。

实施例一

如图1-图2所示,图1为本申请实施例提供的轮毂电机驱动后桥系统的示意性结构图,图2为图1的示意性爆炸图,本申请实施例一提供一种轮毂电机驱动后桥系统,包括驱动系统与悬挂系统,驱动系统包括轮毂电机转子与轮毂电机定子12,驱动系统位于车轮的轮辋10的内部,轮毂电机转子与轮辋10连接,轮毂电机定子12位于轮毂电机转子内部;

悬挂系统包括转向节7、减振器13以及弹簧组件15,转向节7的第一端位于轮毂电机定子12内部并与轮毂电机定子12连接,减振器13以及弹簧组件15位于轮毂电机定子12内部,减振器13的第一端与轮毂电机定子12的内壁连接,减振器13的第二端与转向节7的第一端连接,减振器13位于转向节7的第一端的上方,弹簧组件15位于转向节7的第一端的下方,弹簧组件15分别与转向节7的第一端以及轮毂电机定子12的内壁接触,或者弹簧组件15的两端分别于转向节7的第一端以及轮毂电机定子12的内壁连接。

通过轮毂电机可以采用如图1~图2所示的直驱电机,作为驱动系统,形成轮毂电机动子在外,轮毂电机定子12在内的滚筒形结构,轮辋10具有容纳驱动系统的第一内腔,使得驱动系统可以安装在轮辋10的内部,同时轮毂电机定子12还设有第二内腔,第二内腔可以用于与悬挂系统进行连接,并将悬挂系统大部分结构安装在第二内腔中,使得悬挂系统以及驱动系统之间的集成度更高。同时,通过第二内腔进行弹簧组件15的安装,可以使得驱动系统以及车轮的重量都承载在弹簧组件15上,使得车辆的非簧载质量降低。

本申请实施例中,利用轮毂电机定子12为悬挂系统的转向节7提供连接位置,使得悬挂系统的减振器13以及弹簧组件15可以安装到转向节7以及轮毂电机定子12之间,使得驱动系统的重量可以承载于弹簧组件15的上方,减少非簧载质量,同时使得悬挂系统与驱动系统之间的集成度更高,结构更加紧凑。

其中转向节7一方面用于连接驱动系统,悬挂系统通过带动驱动系统运动来带动车轮的转向,另一方面,转向节7通过减振器13以及弹簧组件15实现对轮毂电机定子12的减震与缓冲,其中,弹簧组件15位于转向节7以及轮毂电机定子12的周壁之间,在车轮上下跳动的时候,弹簧组件15的两端分别作用于转向节7以及轮毂电机定子12,弹簧组件15的弹力可以使得车轮相对于转向节7进行上下跳动时,进行缓冲,常态下进行复位。

可选的,在本申请的一种实施例中,如图1~图2所示,轮毂电机驱动后桥系统还可以包括转向系统,转向系统包括底盘角固定板1与拉杆组,底盘角固定板1用于与车身进行连接;拉杆组的第一端与底盘角固定板1转动连接,拉杆组的第二端与转向节7的第二端转动连接,拉杆组通过带动转向节7来带动驱动系统,以实现车轮的前束角以及外倾角的调节。转向系统通过对转向节7进行转动,来实现车轮的转向动作,转向系统中的拉杆组包含多个拉杆结构,每个拉杆之间解耦,针对车轮的前束角以及外倾角调节,分别设有对应的拉杆进行驱动,使得车轮的前束调节、外倾调节进行解耦。

可选的,在本申请的一种实施例中,拉杆组可以包括前束角拉杆2与外倾角拉杆组,前束角拉杆2用于调节车轮的前束角,前束角拉杆2的第一端与固定板转动连接,前束角拉杆2的第二端与转向节7的第二端转动连接;外倾角拉杆组第一端与固定板转动连接,外倾角拉杆组第二端与转向节7的第二端转动连接,外倾角拉杆组用于调节车轮的外倾角。其中,前束角拉杆2组包括上拉杆3与下拉杆6,一般进行调节的时候采用上拉杆3进行伸缩调节,下拉杆6根据实际操作情况可以选择性使用。

例如,如图11A~图11B所示,图11A~图11B为本申请的轮毂电机驱动后桥系统调节车轮前束角时的示意性结构图,在车轮前束角调节工况中:如图11A所示,通过缩短前束角拉杆2长度,车轮处于正前束角状态,如图11B所示,通过增加前束角拉杆2长度,车轮处于负前束角状态,拉杆长度可根据车辆实际工况进行控制。

又例如,如图12A~图12B所示,图12A~图12B为本申请的轮毂电机驱动后桥系统调节车轮外倾角时的示意性结构图,在车轮外倾角调节工况中:如图12A所示,通过伸长上拉杆3长度,车轮处于正前束角状态,如图12B所示,通过缩短上拉杆3组长度,车轮处于负外倾角状态,拉杆长度可根据车辆实际工况进行控制。

如图11A~图11B以及图12A~图12B所示,拉杆组通过三个拉杆即可实现车轮的前束调节以及外倾调节,同时三个拉杆之间可以形成稳定的三角形关系,底盘角固定板1通过拉杆组可以与转向节7实现稳定连接。

与传统连杆式悬架相比,在车轮进行上下运动时,前束角及外倾角变化相互耦合,很难兼顾车辆行驶过程中的舒适性及操稳性要求,本申请实施例中提供的后桥系统,将车辆上下跳动、前束调节、外倾调节全部解耦,有利于兼顾车辆的舒适性及操稳性,提升驾驶体验。

可选的,如图3A~图3B所示,图3A~图3B为本申请实施例提供的轮辋的示意性结构图,在本申请的一种实施例中,轮毂电机转子可以包括磁体单元101,磁体单元101均布与轮毂电机转子内部。驱动系统的电单元设置带轮毂电机定子12中,通过电磁分离,使得对轮毂驱动电机定子12进行密封处理,即可解决驱动系统的密封要求,保证电路安全。

可选的,如图3A~图3B所示,在本申请的一种实施例中,轮毂电机转子与轮辋10一体化成型。或者轮毂电机转子与轮辋10固定连接,在装配后两者固定,可以进行拆卸维修。通过采用一体化成型,减少了连接结构,使得轮辋10的第一内腔容积更大,轮毂电机定子12相应体积可以增大,便于悬挂系统在第二内腔中的布置。

如图3A所示,轮毂电机转子通过均布的磁体单元101实现与轮毂电机定子12之间的电磁作用,驱动车轮转动,轮毂电机转子与轮辋10之间一体化成型,此时磁体单元101均布在轮辋10的内部的周壁上。

例如,车轮旋转工况:如图7A~图7B所示,图7A为本申请实施例提供的轮毂电机驱动后桥系统的示意性结构图,图7B为图7A中B-B方向的剖视图,轮毂电机定子12为定子,轮辋10为转子,在通电的情况下,轮毂电机定子12,推动轮辋10旋转。

可选的,在本申请的一种实施例中,如图6A~图6B所示,图6A~图6B为本申请实施例提供的轮毂电机定子的示意性结构图,轮辋10通过轮毂轴承121实现与轮毂电机定子12同轴且转动连接。轮毂轴承121通过螺纹孔分别安装到轮辋10以及轮毂电机定子12上,通过轮毂轴承121转动连接,其中在本实施例中,轮毂轴承121位于轮辋10的内侧、轮毂电机定子12的外侧。例如,还可以在轮辋10的内周壁以及轮毂电机定子12的外周壁之间设置另外的轴承。

可选的,在本申请的一种实施例中,轮毂电机驱动后桥系统还可以包括制动系统,制动系统包括制动盘9与制动卡钳8,制动盘9安装在轮辋10上;制动卡钳8安装在轮毂电机定子12上,制动卡钳8用于对制动盘9进行制动。

例如,在车轮制动工况中:如图4以及图5A~图5B所示,图4为本申请实施例提供的制动系统的示意性结构图,图5A为本申请实施例提供的轮毂电机驱动后桥系统的示意性结构图,图5B为图5A中A-A方向的剖视图,制动盘9通过外圈螺栓与轮辋10固定,制动卡钳8可以通过法兰与轮毂电机定子12固定。车轮上下跳动时,制动盘9及制动卡钳8随车轮一起运动;制动工况时,制动主缸油液推动制动卡钳8中轮缸运动,抱紧制动盘9,提供制动力,一部分制动力可通过轮毂电机反拖提供,回收制动能量。

可选的,在本申请的一种实施例中,轮毂电机定子12的内壁上可以设有第一滑道122,转向节7的第一端嵌入第一滑道122中,第一滑道122用于限制转向节7的第一端沿第一滑道122运动。

例如,如图8A~图8C所示,图8A~图8C为本申请的轮毂电机驱动后桥系统的示意性结构图,车轮上下跳工况:此时为设计状态或常态时车轮的位置,转向节7基本处于第一滑道122的中间区域。

又例如,如图9A~图9C所示,图9A~图9C为本申请的轮毂电机驱动后桥系统中车轮向下跳动时的示意性结构图,此时为车轮下跳时车轮的位置,弹簧组件15处于拉长状态,减振器13处于缩短状态,转向节7滑块结构7基本处于滑道的偏上区域。

例如,如图10A~图10C所示,图10A~图10C为本申请的轮毂电机驱动后桥系统中车轮向上跳动时的示意性结构图,此时为车轮上跳时车轮的位置,弹簧组件15处于压缩状态,减振器13处于伸长状态,转向节7基本处于第一滑道122的偏下的区域。轮毂电机定子12的第一滑道122并非纯Z向,保证车轮在上跳过程中轮心后移,保证车轮退让性,提高悬挂系统舒适性。其中,转向节7的第一端可以通过设置滑块结构与第一滑道122匹配连接,保证车轮上下跳动的时候,车轮能顺畅上下跳动。同时第一滑道122与转向节7的第一端通过连接后,对车轮转向提供作用结构。

可选的,在本申请的一种实施例中,轮毂电机定子12的内壁上设有第二滑道,第二滑道用于为减振器13伸缩摆动的时候提供让位结构。为了保证轮毂电机定子12的密封要求,在第二滑道与减振器13之间还可以设有第一密封组件,用于实现两者之间的密封。

可选的,在本申请的一种实施例中,转向节7的第二端可以设有支撑板,支撑板用于连接拉杆组。在本实施例中,转向节7的第二端通过设置支撑板,为拉杆组提供连接结构,使得转向系统与悬挂系统之间的连接便捷。转向节7结构与传统转向节7差异较大,第一端结构与轮毂电机定子12的第一滑道122配合,上端固定吊耳用于连接减振器13,转向节7下表面区域为弹簧座,用于支撑弹簧组件15,弹簧组件15下端与轮毂电机定子12内表面配合,转向节7第二端通过支撑板上三个凸台结构,分别与上拉杆3、下拉杆6及前束角拉杆2通过球头连接或转动连接,三个拉杆的另一端与底盘角固定板1连接。

可选的,在本申请的一种实施例中,弹簧组件15可以为空气弹簧组件15。空气弹簧具有优良的非线性硬特性,能够有效限制振幅,避开共振,防止冲击。由于空气弹簧所采用的介质主要是空气,因而容易实施主动控制。空气弹簧的刚度随载荷而变,所以在不同载荷下,其隔振系统固有频率几乎不变,隔振效果也几乎不变。空气弹簧的刚度具有可调性,可借助改变气室的容积或内腔压力来改变系统的刚度。可以根据需要改变空气压力,来调节空气弹簧刚度,也可以用增加辅助空气室的办法增加其内容积,以减小刚度。对于同样大小的空气弹簧,当内压力改变时,可以得到不同的承载能力。

可选的,在本申请的一种实施例中,支撑板上可以设有第一通孔,第一通孔用于穿过连接空气弹簧组件15的气管16。通过转向节7中设置第一通孔,不仅可以用于气管16的布置,还可以布置用于连接驱动系统的线束。第一通孔与气管16、线束之间通过密封胶或密封圈等密封组件保证密封要求。

可选的,在本申请的一种实施例中,轮毂电机驱动后桥系统还可以包括密封罩14,密封罩14用于对轮毂电机定子12进行密封。为保证车轮涉水时轮毂电机的密封性要求,如图7B所示,设计有密封罩14,保证防水的同时不影响车轮上下跳动。

可选的,在本申请的一种实施例中,轮辋10采用如图3A~图3B所示的全封闭结构,只有一面开口形成第一内腔,保证轮毂电机的密封性要求,轮辋10左端均布加强筋102提高强度,同时提高电机散热性。在轮辋10安装轮毂轴承121的外周布置加强筋102,提高轮辋10的强度,保证轮辋10与轮毂电机定子12之间的连接稳定。

本申请实施例还提供的轮毂电机驱动后桥系统,底盘角固定板1可采用统一的接口与车身配合,方便底盘角系统在不同车型上拓展,有利于大规模推广,进一步降低成本。另外,本申请实施例提供的后桥系统将车辆典型工况解耦控制,悬架参数支持实时调节控制,有利于提升车辆的驾驶体验。悬架定位参数可实时调节,以车辆转向工况为例说明,当车辆高速转向时,通过调节外倾杆长度,增大车轮外倾角,增大轮胎11的抓地力,提高车辆操纵稳定性。同时,也可以通过单独调节前束角拉杆2长度,改变后轮前束角,在高速工况时提高转向稳定性,极大的拓展了车辆驾驶性能。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

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