[發明專利]一種四輪驅動電動汽車底盤驅動系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201410391261.0
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN104175873A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 李震;解文辰;時培成;肖平;李文江;奚琳;李仁軍;漆小敏
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: B60K17/14
• 分類號: B60K17/14;B60K17/34;B60K17/356
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 沈志海

技術領域

本發明涉及電動汽車的設計與制造領域，特別涉及一種四輪驅動電動汽車底盤驅動系統及控制方法。

背景技術

目前電動汽車常見的傳動系方案有兩種——差速半軸方案（單電機）和多電機驅動方案（多電機）。差速半軸方案類似于傳統動力汽車的傳動系布置方法，即動力通過減速增扭后，經由差速器傳遞到左右半軸上。多電機驅動方案布置多個電機，每個車輪都使用一個電機單獨驅動，由車載計算機和電動機控制模塊控制協調不同車輪電機的工作運行情況。

差速半軸方案的特點是技術成熟簡單，易于實施；多電機驅動方案非常新穎，可以給電動汽車的動力性帶來革命性的變化，而且多電機驅動方案由于使用了多電機驅動的模式，在這個方案中應用的電機的性能要求要小于差速半軸方案，便于電機的設計和生產。

多電機驅動方案中的輪轂電機驅動方案，將低速大扭矩電機直接裝在輪轂內，省略了傳統的離合器、變速箱、主減速器及差速器等部件，大大簡化了汽車底盤結構。但這種驅動方案，由于驅動電機的引入，懸架的非簧載質量顯著增加（一般增加15Kg左右），使輪胎的動載荷和車身的振動加速度均方值都明顯增大，從而影響到輪胎的接地性能和整車平順性，降低了汽車行駛的安全性。因此設計一種結構緊湊、輕巧的輪邊驅動系統具有重要的工程實際意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種四輪驅動電動汽車底盤驅動系統及其控制方法，通過將驅動電機系統倒掛在車架上，形成形成簧載質量，提高車輛行駛的穩定性、乘坐舒適性，同時具備動力傳動鏈短，驅動系統效率高，能源消耗低，車輛燃油經濟性好等優點，可最大程度地發揮出電動汽車的優勢，以解決上述存在的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種四輪驅動電動汽車底盤驅動系統，包括有車架、車輪、和麥弗遜式獨立懸架，所述車架的四端通過麥弗遜式獨立懸架與車輪連接，包括有驅動電機系統和電機傳動系統，所述驅動電機系統包括有電機和減速機構，所述支架下側設置有電機座連接件，電機座連接件上設置有電機座，電機座上固定有電機，使得電機倒掛在車架上，所述減速機構包括有行星齒輪減速器和減速器輸出軸，所述減速器輸出軸連接在行星齒輪減速器上，所述行星齒輪減速器固定在電機座上與電機的一側連接，所述行星齒輪減速器包括有太陽輪、行星齒輪、行星架和內齒圈，所述減速器輸出軸連接在行星齒輪減速器的行星架上，所述行星齒輪減速器固定在電機座上與電機的一側連接，所述行星架呈圓形，且中心部位設置有太陽輪，所述太陽輪的四周環繞有三個行星齒輪連接，所述太陽輪上連接有電機的輸出軸。

進一步改進在于：所述電機傳動系統包括有至少有兩個萬向節和傳動軸，所述減速器輸出軸與第一萬向節一端相連，第一萬向節的另一端與傳動軸相連，傳動軸的另一端與第二萬向節相連，第二萬向節的另一端連接有車輪軸，車輪軸帶動車輪旋轉。

一種四輪驅動電動汽車底盤驅動系統的控制方法：車輪上均配有驅動電機系統，四個驅動電機系統由電子控制單元獨立控制使得四個車輪可以獨立旋轉，當汽車直線行駛時，方向盤轉角等于零，四個車輪轉速傳感器把車輪轉速信號傳遞到電子控制單元，電子控制單元首先計算出四車輪轉速的平均值然后通過電機控制器控制電機使四個車輪的轉速都等于四車輪轉速的平均值，當汽車轉彎行駛時，方向盤轉角不等于零，首先電子控制單元根據轉向盤轉角傳感器、車速傳感器、油門踏板傳感器的信號判斷車輛處于高速轉向還是低速轉向，然后電子控制單元控制四輪主動轉向系統實現轉向，當車速小于30?km/h，車輛處于低速行駛，為了減少轉彎半徑，后輪的轉向方向和前輪的轉向方向相反，即“反向轉向”，車速大于30?km/h，車輛轉向屬于高速轉向，為了提高車輛的穩定性和加快車輛的側向響應速度，后輪的轉向方向和前輪相同，即“同向轉向”，當車速小于20?km/h電動汽車處于起動加速階段，在起動加速階段電動車工作在后輪驅動，當汽車車速大于20?km/h時起動加速階段結束，電動汽車工作在四輪驅動下，電子控制單元根據車速傳感器，油門踏板傳感器信號，判斷電動汽車是否處于起動加速階段，如果是在起動加速階段，電子控制單元只是啟動后兩輪電機，電動車采用后輪驅動。

本發明的有益效果是：1、將驅動電機系統作為簧載質量設計，提高了車輛行駛的穩定性、乘坐舒適性；2、驅動電機系統四個車輪均配有驅動電機，因此四個車輪都可以獨立旋轉，在控制系統的控制下，動力切換非常容易，可以實現前輪驅動、后輪驅動或四輪驅動；3、四個車輪的轉速是由四個電機獨立控制，在轉向行駛時，可以控制內外車輪的轉速滿足轉向模型，可以減少輪胎的磨損，提高輪胎的使用壽命；4、有利于獨立懸架的使用。

附圖說明