[實用新型]一種新型智能減振電動輪

有效

• 申請號: 201520357821.0
• 申請日: 2015-05-29
• 公開（公告）號: CN204623115U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 方子帆;朱陳;曹鋼;高術;覃濤;楊蔚華;何孔德
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: B60K7/00
• 分類號: B60K7/00;B60G3/18;B60T1/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本實用新型屬于電動車輪裝置領域，特別涉及一種新型智能減振電動輪。

背景技術

國內外對電動輪在電動汽車上應用進行了較多的理論研究，實際應用也比較多，但是，目前電動輪的一些技術難題還沒有突破。（1）非簧載質量過大引起的垂向負效應。由于輪轂電機的引入，整車的非簧載質量明顯增加，使整車簧載質量和非簧載質量之比過小，使輪胎的動載荷和車身的振動加速度均方值都明顯增大，而電動輪安裝在車輪上，難以采用有效的減振措施，影響了整車的垂向和橫向性能，尤其是車輛的垂向性能發生了很大變化，對整車的平順性和安全性有很大的影響。（2）由于電動輪結構的特殊性，電動輪與懸架系統的匹配將成為難點。電動輪要通過懸架和電動汽車的車身相連，電動輪的外部結構依懸架的不同而不同，輪邊驅動系統質量增加，不利于對懸架系某特定振型固有頻率進行控制。因此，傳統懸架系統及其控制策略已經很難滿足電動輪驅動汽車的安全性要求。電動輪懸架系統與電動輪本身高度結合的主動輪技術還有待進一步研究解決。（3）電動輪的密封、冷卻和抗振性還有許多問題需要解決。由于電動輪直接安裝在車輪上，揚起的灰塵、飛濺的泥水極易進入電動輪，無法采用自然通風的方法進行冷卻；電動輪驅動系統的輪轂電機一般只經過輪胎一級減振，系統對電機允許最大振動加速度要求大，疲勞壽命要求高；由于輪轂電機轉子構成了車輪的轉動慣量，影響車輛的加速性能。

發明內容

根據未來城市交通發展的需要，發明了一種新型智能減振電動輪，以解決目前石油、煤礦等非再生能源的短缺以及由于汽車尾氣排放導致的空氣污染等一系列問題。此類型電動輪屬于純電動汽車中的一種，完全依靠電機驅動，電力屬于可再生能源且無污染。

為了解決上述技術問題，本實用新型提出以下技術方案：一種新型智能減振電動輪，它包括車身，車身上安裝有加速度傳感器，其特征在于：電動輪通過主銷與車身相連，轉向操縱連桿與電動輪相連，位移傳感器和加速度傳感器的信號線與控制器相連。

所述電動輪包括獨立懸架支座，獨立懸架支座與主銷相連，對稱式不等長橫臂以車輪主軸的軸線為中心線對稱安裝，位移傳感器安裝在可變阻尼減振器總成的活塞桿上，可變阻尼減振器總成傾斜安裝在輪轂內部，輪轂電機安裝在輪轂內部，定子電樞通過鍵與車輪主軸連接，電機殼通過電機軸承與車輪主軸連接，電機殼與輪轂通過螺栓固定連接，輪轂與輪胎配套安裝使用，端蓋通過螺栓固定在制動器上，擋圈安裝在車輪主軸上，永磁塊均勻分布在電機殼，輪轂內側電機殼與制動盤設計為一體式結構。

所述可變阻尼減振器總成，是用螺旋彈簧與MR阻尼器組合，通過電流的變化來控制內外筒間所施加的磁場來控制阻尼力。

所述對稱式不等長橫臂由兩個上擺臂與兩個下擺臂構成，安裝時下擺臂較長。

所述控制器采用高性能的可編程DSP芯片。

所述可變阻尼減振器系統、控制器、位移傳感器和加速度傳感器共同構成智能減振系統，形成閉環控制。

所述輪轂電機為雙轉子結構。

本實用新型有如下有益效果：

本實用新型提供的一種新型智能減振電動輪，重點部分是如何實現將輪轂電機、懸架系統以及制動裝置等各子系統一體化集成在有限的輪轂空間內，如何實現智能減振，其整個過程為：首選，根據選定的輪轂，確定其內部可利用空間；根據參考電動車的整車參數，計算獲得輪轂電機的功率及制動時的制動力矩，設計電機的驅動型式以及電機類型、制動器的結構形式以及結構尺寸；結合有限的空間，設計合適的獨立懸架與MR阻尼器；根據設計好的子系統的結構，設計便于安裝的車輪主軸。然后，在城市道路電動輪汽車行駛過程中，利用加速度與位移傳感器采集車身加速度及懸架的動位移信號，實時傳遞到控制器中，控制器通過與理想設定參數對比，發出輸出信號，輸出信號通過控制電流的變化向MR阻尼器發出指令，MR阻尼器作為執行器來實時調節阻尼力，從而實現減振效果。各個機構在具體實施實例中予以說明。

上述輪轂電機模塊，考慮到磁場中存在單邊磁拉力，防止漏磁現象，可將輪轂電機設計成雙轉子結構，將永磁塊均勻分布，直接粘到電機殼上，此方法可避免永磁塊和電機殼相對運動產生的渦流損耗。

上述制動器，考慮到輪轂內部空間的局限性，將制動器的制動盤部分與電機一邊的電機殼設計成一整體來減小其軸向尺寸。

上述對稱式不等長雙橫臂獨立懸架，一端通過主銷將車身連接支座部分與車身連接，車身連接支座部分的轉向連接孔與汽車的轉向操作連桿連接，另一端與車輪主軸連接。