CN206106969U - 智能电驱动底盘平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的智能电驱动底盘平台,属于新能源汽车领域,包括在车架上固定有轮毂电机驱动模块;在车架上设有复合制动***,复合制动***中的集成制动***模块通过液压管路与卡钳连接。通过将采用轮毂电机驱动***取代了传统内燃机车的发动机,代替了中央驱动方式的电机以及轮边电机以及传动***、减速***和差速器等,减轻了整车重量同时,智能驾驶与轮毂电机的驱动***的结合,将能通过智能驾驶的控制器对轮毂电机的控制器进行速度、扭矩、差速行驶以及电磁制动方面的控制,能实现自动紧急制动、自适应巡航以及车道保持与道路随动差速等控制驶的功能,提升了车辆的安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源汽车领域,特别涉及智能电驱动底盘平台。
背景技术
近年来随着国家法规对尾气排放要求的趋于严格,电池技术以及其他新能源技术的发展,促进了新能源汽车的飞速发展,出现了各种新能源汽车和纯电动汽车。但是目前的纯电动汽车大部分都采用中央电机驱动或轮边电机驱动。采用中央驱动电机只是把原先的发动机换成了电机驱动,但是对车辆的其它部件没有改变,且增加的电池包的重量远远超过了油箱的重量,使得整车重量没有减少多少。
基于上述问题,如何能够在减轻车辆重量的基础上提升车辆的安全性能,称为当前亟待解决的问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的缺点和不足,本实用新型提供了用于降低车辆重量同事提升车辆安全性能的智能电驱动底盘平台。
为了达到上述技术目的,本实用新型提供的智能电驱动底盘平台,所述平台包括:
车架,在所述车架上设有车桥,在所述车桥上设有车轴,在所述车轴的两端设有车轮,在所述车轮与所述车轴之间设有盘式制动器和卡钳;所述车轮包括轮辋,在所述轮辋外安装有轮胎,在所述轮辋与所述车轴之间安装有轮毂电机;
在所述车架上固定有轮毂电机驱动模块,所述轮毂电机驱动模块包括与所述轮毂电机电连接的电机控制器,所述电机控制器还连接有逆变器;
在所述车架上设有复合制动***,所述复合制动***包括集成制动***模块,所述集成制动***模块通过液压管路与所述卡钳连接,所述集成控制***模块还通过通讯总线与所述电机控制器连接;
在所述车架上还设有整车控制单元,所述整车控制单元包括控制单元本体,所述控制单元本体通过通讯总线与所述集成控制***模块连接。
可选的,所述在所述平台上还设有自适应巡航***模块以及自动紧急制动***模块,所述自适应巡航***模块与所述自动紧急制动***模块通过通讯总线与所述电机控制器连接,所述自适应巡航***模块与所述自动紧急制动***模块通过通讯总线与所述集成制动***模块连接。
可选的,所述通讯总线包括CAN、FlexRay以及以太网构成的冗余总线网络。
可选的,所述轮毂电机内设有制动卡钳,所述制动卡钳通过液压管路与所述集成制动***模块连接。
可选的,所述在所述轮毂电机中安装有轮速传感器,所述轮毂传感器通过所述通讯总线与所述集成制动***模块连接。
可选的,在所述车架上安装有电动助力转向控制器;
在所述车架上安装有用于获取行驶路面数据的前置摄像头、以及用于判断车辆与车道线相互位置的传感器,所述前置摄像头、所述传感器与所述电动助力转向控制器通过所述通讯总线连接。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是:
通过将采用轮毂电机驱动***取代了传统内燃机车的发动机,代替了中央驱动方式的电机以及轮边电机以及传动***、减速***和差速器等,减轻了整车重量同时,智能驾驶与轮毂电机的驱动***的结合,将能通过智能驾驶的控制器对轮毂电机的控制器进行速度、扭矩、差速行驶以及电磁制动方面的控制,能实现自动紧急制动、自适应巡航以及车道保持与道路随动差速等控制驶的功能,提升了车辆的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型提供的智能电驱动底盘平台的结构示意图;
附图图例:
1—轮胎,2—轮辋,3—轮毂电机,4—盘式制动器及卡钳,5—电动助力转向,6—ACC/AEB,7—车道保持,8—集成制动***,9—电池包,10—轮毂电机驱动模块,11—充电器,12—电子稳定控制***,13—轮毂电机控制器。
具体实施方式
为使本实用新型的结构和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的结构作进一步地描述。
实施例一
本实用新型提供的智能电驱动底盘平台,如图1所示,所述平台包括:
车架,在所述车架上设有车桥,在所述车桥上设有车轴,在所述车轴的两端设有车轮,在所述车轮与所述车轴之间设有盘式制动器和卡钳4;所述车轮包括轮辋2,在所述轮辋2外安装有轮胎1,在所述轮辋2与所述车轴之间安装有轮毂电机3;
在所述车架上固定有轮毂电机驱动模块10,所述轮毂电机驱动模块10包括与所述轮毂电机3电连接的电机控制器13,所述电机控制器13还连接有逆变器;
在所述车架上设有复合制动***,所述复合制动***包括集成制动***模块,所述集成制动***模块通过液压管路与所述卡钳连接,所述集成控制***8模块还通过通讯总线与所述电机控制器13连接;
在所述车架上还设有整车控制单元,所述整车控制单元包括控制单元本体,所述控制单元本体通过通讯总线与所述集成控制***8模块连接。可选的,所述在所述平台上还设有自适应巡航***ACC模块以及自动紧急制动***AEB模块,所述自适应巡航***模块ACC与所述自动紧急制动***AEB模块通过通讯总线与所述电机控制器13连接,所述自适应巡航***ACC模块与所述自动紧急制动***AEB模块通过通讯总线与所述集成制动***模块连接。
可选的,所述通讯总线包括CAN、FlexRay以及以太网构成的冗余总线网络。可选的,所述轮毂电机3内设有制动卡钳,所述制动卡钳通过液压管路与所述集成制动***模块连接。可选的,所述在所述轮毂电机3中安装有轮速传感器,所述轮毂传感器通过所述通讯总线与所述集成制动***模块连接。可选的,在所述车架上安装有电动助力转向5控制器;
在所述车架上安装有用于获取行驶路面数据的前置摄像头、以及用于判断车辆与车道线相互位置的传感器,所述前置摄像头、所述传感器与所述电动助力转向5控制器通过所述通讯总线连接。
结合图1,本发明实施例提供的智能化电驱动底盘平台,主要包括轮毂电机驱动模块10、轻量化底盘模块、复合制动模块、基于主动安全的智能驾驶模块、平台总线模块以及整车控制单元模块(VCU)等组成,具体过程如下:
轻量化底盘模块,包括车架、车桥、车轮、悬架以及转向***构成。轻量化底盘模块将车桥与车架与装在轮辋2内的轮毂电机连成一体,
当电机控制器13发送控制指令的时候,驱动轮毂电机运转,实现行走;
当进行制动的时候,通过常规制动和电磁制动分时或共同作用实现对车辆的制动。通过基于主动安全的智能驾驶模块和额外配置的传感器实现自动的对车辆纵向和横向的稳定性控制,达到智能驾驶的目的;通过平台总线实现将智能电驱动底盘平台各个控制器连接起来,实现协同控制;整车控制单元模块根据车辆运行的状态、工况、路况等实时的实现对各个控制器的协调控制;
轮毂电机驱动模块10包括轮毂电机、冷却***、逆变器、电机控制器13(PCU)、车轴、高低压线束及测速、测角和位置传感器等构成。电机控制器13PCU主要负责对电机扭矩控制、转速控制、差速调节、电磁制动等。轮毂电机上安装有轮辋2,再在轮辋2上安装轮胎1,构成智能电驱动平台的驱动***。轮毂电机的转动通过轮辋2和轮胎1作用到行驶路面上,由于地面附着***的作用,产生汽车行驶的驱动力。驱动力再通过车桥、悬架和车架传递给底盘驱动平台,以保证车辆的行驶。当通过制动卡钳制动的时候,也将轮胎1与底盘产生的制动扭矩,通过车桥。悬架和车架传递给智能电驱动平台。轮毂电机驱动器主要将PCU发来的控制信号转化为电机控制的强电流,以驱动电机转动。
复合制动模块包括集成制动***8(IBS)、电子稳定控制***12(ESC)/制动防抱死***(ABS)、传统制动***、电磁制动等,在制动的不同工况和不同阶段,实现对纯电动车的能量回收、制动和紧急复合制动;轮毂电机内集成了制动卡钳,通过液压管路***连接到集成制动***(IBS),实现对智能电驱动底盘平台的制动。另外,为了实现刹车防抱死制动调节和电子稳定性调节,需要在轮毂电机附件安装轮速传感器或将轮毂电机的转速传感器测得的轮速信号,通过总线发送给制动***ECU,在底盘质心处安装组合传感器(陀螺仪),以实现制动和能量回收。当驾驶员踩下制动踏板的时候,根据驾驶员踩下的速率和踏板行程,以判断驾驶员是急刹车或是慢刹车。当驾驶员是慢刹车的时候,此时IBS给轮毂电机PCU一个反转指令,此时PCU驱动电机反转实现电磁制动,IBS给最佳制动力,使得轮毂电机以最大限度回收能量。如果是驾驶员急刹车,则IBS直接将高压油供给制动***,当车辆的滑移率和制动减速度达到门限值得时候,ABS***开始起作用,以实现制动防抱死功能。
基于主动安全的智能驾驶模块包括自适应巡航控制***(ACC)和自动紧急制动***(AEB)6以及横向控制***如电动助力转向5(ESP)、车道保持7***(LKA)、自动泊车(AP)、车道变换决策***(LCAD)实现车辆的纵向和横向的动力学稳定控制,以达到智能驾驶的目的。当车辆在定速巡航的时候,ACC/AEB控制器通过总线向电机控制器13PCU发送车辆的目标加速度指令,以调节车辆的速度。如果车辆需要跟随控制或等间距队列行驶的时候,根据时间间距实时的给轮毂电机PCU发送速度控制指令,以调节车辆跟随的距离。当车辆在行驶过程中,需要制动参与进行减速的过程时,此时需要根据减速度的要求,启动轮毂电机反转制动还是液压***强制制动进行动作。当需要紧急制动的时候,ACC/AEB控制器给IBS发送快速建压指令,使***迅速制动,缩短刹车距离,避免追尾或碰撞事故的发生。当车辆在行驶的时候,通过车辆前置摄像头录取的路面数据,实时分析车道线,并获取车道线的中心线,同时通过底盘安装的传感器获取车辆在车道中的具***置,并将车辆的具***置和车道中心线的位置进行比较,获得车辆当前偏离车道中心线的偏差值,并将此偏差值转化为方向盘的转角和转角速率,发送EPS控制器,EPS控制接收到转角指令后对车辆转向***进行调节,以便车辆保持在车道中心线内。
平台总线模块包括CAN、FlexRay以及以太网构成复合冗余的总线网络。它是智能电驱动平台的神经***,也是信息传递的载体。总线将平台上的各个控制器连接信号上连接起来,通过各个控制器依一定的优先级向总线上发送报文数据,总线上挂接的控制器根据对所需信号的需求,选择性的接收对应的报文数据。它将智能电驱动驾驶汽车的整车网络划分为主动安全控制域、车身控制域、车载娱乐域、无线网络接入域、传感器信息融合域等,各个域之间用网关隔开,且外部无线网络域与其它控制域之间信息传递需要设立防火墙,以避免黑客的攻击;另外,根据对***响应速度的快慢情况,对于低速***,可以采用CAN总线,对于高速且控制要求精度比较高的部件,采用FlexRay,这样保证***信息传输的可靠性。
整车控制单元(VCU)模块包括VCU控制单元本体、线束以及通讯总线构成。整车VCU是根据车辆行驶过程以及工况,当加速或减速的时候,通过VCU向轮毂电机的PCU发送加速或减速指令,实现车辆速度的调节。当驾驶员踩下制动踏板进行制动或车辆根据雷达测算的距离,自动响应制动时,PCU将融合车辆运行状态信息,给IBS或ESC发送制动指令,以实现对车辆的制动。当驾驶员转动方向盘转向或LKA/LCAD决策转向的时候,同样PCU协调底盘平台上的PCU和IBS/ESC实现最佳平稳转向。
本发明涉及一种汽车智能电驱动底盘平台,主要包括主要轮毂电机驱动模块10、轻量化底盘模块、制动***、基于主动安全的智能驾驶模块、平台总线以及整车VCU等组成。智能电驱动底盘主要是将轮毂电机驱动***传来的转矩,并通过驱动轮与路面之间的附着力作用,产生汽车的驱动力,保证汽车正常行驶。同时在行驶过程中,承受路面颠簸等作用于轮上的各向反作用力及其形成的力矩,并尽可能减缓路面不平对车身造成的冲击,以衰减其振动,保证汽车行驶平顺。在骨架上安装的转向***应与骨架协调配工作,实现汽车行驶方向的正确性,以保证汽车操纵的平稳性。轮毂电机驱动***通过车桥与车架连接到一起,轮毂电机驱动***为平台提供动力,其电池由搭载在车架上的电池包组成。在车架上装有转向***,为驾驶员提供转向功能,同时转向***应配备电动助力转向5,以保证电动汽车能按驾驶员意图进行转向行驶。集成制动***(IBS)安装于平台的制动***中,其主要作用是完成能量回收和协助自适应巡航控制***(ACC)***实现自动驾驶功能;基于主动安全的智能驾驶***主要安装在车架上,用于控制轮毂电机的驱动和制动,实现自适应巡航(ACC)、自动紧急制动(AEB)和车辆电子稳定14(ESC)功能,实现车辆纵向的智能控制。通过对电动助力机构EPS的控制,可以实现车道保持7(LKA)和变道辅助决策(LCAD)功能,实现对车辆横向方向的控制和保证横向稳定性。总线是整个智能电驱动平台的神经网络或信号网络,将智能电驱动平台上的各个控制器连接成一个网络,实现信息和数据的共享,同时实现整个平台上控制器之间的协调控制。整车VCU是集成了整车控制策略的控制器,它通过总线网络向各个控制器发送调度指令,实现控制器的协调工作。本发明提高了底盘上产品的集成度,减轻了底盘的重量,提高了新能源电动车的续航里程,适应了整车厂家平台开发的需求,以满足传统汽车厂家、新能源汽车厂家以及互联网造车企业智能化、模块化造车的需求。
当然,为了实现车辆的充电以及储电功能,在车架上还设有电池包9以及充电器11.。
本实用新型提供的智能电驱动底盘平台,包括在车架上固定有轮毂电机驱动模块;在车架上设有复合制动***,复合制动***中的集成制动***模块通过液压管路与卡钳连接。通过将采用轮毂电机驱动***取代了传统内燃机车的发动机,代替了中央驱动方式的电机以及轮边电机以及传动***、减速***和差速器等,减轻了整车重量同时,智能驾驶与轮毂电机的驱动***的结合,将能通过智能驾驶的控制器对轮毂电机的控制器进行速度、扭矩、差速行驶以及电磁制动方面的控制,能实现自动紧急制动、自适应巡航以及车道保持与道路随动差速等控制驶的功能,提升了车辆的安全性。
上述实施例中的各个序号仅仅为了描述,不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。
以上所述仅为本实用新型的实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.智能电驱动底盘平台,其特征在于,所述平台包括:
车架,在所述车架上设有车桥,在所述车桥上设有车轴,在所述车轴的两端设有车轮,在所述车轮与所述车轴之间设有盘式制动器和卡钳;所述车轮包括轮辋,在所述轮辋外安装有轮胎,在所述轮辋与所述车轴之间安装有轮毂电机;
在所述车架上固定有轮毂电机驱动模块,所述轮毂电机驱动模块包括与所述轮毂电机电连接的电机控制器,所述电机控制器还连接有逆变器;
在所述车架上设有复合制动***,所述复合制动***包括集成制动***模块,所述集成制动***模块通过液压管路与所述卡钳连接,所述集成控制***模块还通过通讯总线与所述电机控制器连接;
在所述车架上还设有整车控制单元,所述整车控制单元包括控制单元本体,所述控制单元本体通过通讯总线与所述集成控制***模块连接。
2.根据权利要求1所述的智能电驱动底盘平台,其特征在于,所述在所述平台上还设有自适应巡航***模块以及自动紧急制动***模块,所述自适应巡航***模块与所述自动紧急制动***模块通过通讯总线与所述电机控制器连接,所述自适应巡航***模块与所述自动紧急制动***模块通过通讯总线与所述集成制动***模块连接。
3.根据权利要求1或2所述的智能电驱动底盘平台,其特征在于,所述通讯总线包括CAN、FlexRay以及以太网构成的冗余总线网络。
4.根据权利要求1所述的智能电驱动底盘平台,其特征在于,所述轮毂电机内设有制动卡钳,所述制动卡钳通过液压管路与所述集成制动***模块连接。
5.根据权利要求1所述的智能电驱动底盘平台,其特征在于,所述在所述轮毂电机中安装有轮速传感器,所述轮毂传感器通过所述通讯总线与所述集成制动***模块连接。
6.根据权利要求1所述的智能电驱动底盘平台,其特征在于,在所述车架上安装有电动助力转向控制器;
在所述车架上安装有用于获取行驶路面数据的前置摄像头、以及用于判断车辆与车道线相互位置的传感器,所述前置摄像头、所述传感器与所述电动助力转向控制器通过所述通讯总线连接。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107380264A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-11-24 | 岑思烨 | 一种便于拆装组合的车辆 |
CN107499262A (zh) * | 2017-10-17 | 2017-12-22 | 芜湖伯特利汽车安全***股份有限公司 | 基于机器学习的acc/aeb***及车辆 |
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CN113899562A (zh) * | 2021-08-26 | 2022-01-07 | 中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司 | 一种智能网联汽车场地测试平板车 |
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- 2016-09-14 CN CN201621055575.4U patent/CN206106969U/zh active Active
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