一种轮毂电机分布式分时四驱电动汽车底盘构型、四驱电动汽车及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种轮毂电机分布式分时四驱电动汽车底盘构型、四驱电动汽车及控制方法，其包括车架总成，车架总成上设置有第一轮胎轮辋总成、第二轮胎轮辋总成、集中电机、动力电池组、整车控制器、高压配电盒、轮毂电机和散热器总成，第一轮胎轮辋总成通过驱动轴和变速器与集中电机传动连接，第二轮胎轮辋总成上安装有轮毂电机，充电机与高压配电盒电连接，高压配电盒与整车控制器和动力电池组的输入端电连接，整车控制器与轮毂电机电连接，动力电池组的输出端通过逆变器分别连接集中电机和轮毂电机，逆变器与高压配电盒电连接。本发明专利技术可满足不同驾驶工况功率需求，传动效率高。

Chassis configuration, four-wheel drive electric vehicle and control method of a hub motor distributed time-sharing four-wheel drive electric vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种轮毂电机分布式分时四驱电动汽车底盘构型、四驱电动汽车及控制方法
本专利技术涉及一种四驱电动汽车底盘构型，属于汽车底盘
，具体涉及一种轮毂电机分布式分时四驱电动汽车底盘构型。
技术介绍
为了应对能源紧缺，人们对新能源汽车的关注度越来越高。在新能源汽车中，电动汽车对环境的影响相对传动汽车较小，其前景被广泛看好。纯电动汽车由电机驱动，整体式驱动系统由一个电机带动，一方面较大的负荷大大增加了电机的尺寸体积，增加了安装的难度；另一个方面电动汽车在不同的路况和工况下，电机所需的功率不同，单纯的前驱、后驱或者四驱，不能最大化地利用电机特性，使电机效率降低。两驱电动汽车爬坡能力等性能较差，适应复杂路况能力有限，而且现有电池能量密度有限，整车续驶里程短，布置电池时需要较大内部空间，导致乘坐舒适性降低。目前，电动汽车的动力系统通常有两种构型，一种是单电机驱动整车(前桥或后桥搭载集中电机)，另一种是双电机驱动整车(前后桥各搭载一个集中电机)。但是，这两种动力系统都存在一定的缺点。集中电机驱动整车的动力系统不能使电机在各种工况下都处于最优效率曲线上，无法最大化的发挥电机效率；且搭载单电机需考虑各种不同工况，导致功率范围、减速比等较大，从而使得电机体积大，质量重；双电机驱动整车的动力系统能够尽可能的使电机处于高效区工作，但在电动汽车处于低速且功率需求不大时，若两套电机同时驱动则整车经济性差。
技术实现思路
为解决上述技术存在的不足，本专利技术提供一种轮毂电机分布式分时四驱电动汽车底盘构型，可实现底盘结构简化，安装便捷等，且可满足不同驾驶工况功率需求，传动效率高，驱动模式可根据车辆实际工况需求切换提高整车经济性。本专利技术公开了一种包括车架总成，包括车架总成，所述车架总成上设置有第一轮胎轮辋总成、第二轮胎轮辋总成、集中电机、动力电池组、整车控制器、高压配电盒、轮毂电机和散热器总成，所述第一轮胎轮辋总成通过驱动轴和变速器与所述集中电机传动连接，所述第二轮胎轮辋总成上安装有所述轮毂电机，所述充电机与所述高压配电盒电连接，所述高压配电盒与所述整车控制器和所述动力电池组的输入端电连接，所述整车控制器与所述轮毂电机电连接，所述动力电池组的输出端通过逆变器分别连接所述集中电机和所述轮毂电机，所述逆变器与所述高压配电盒电连接。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述集中电机的输出端与所述减速器的输入端传动连接，所述减速器的输出端与所述驱动轴传动连接，所述驱动轴与所述第一轮胎轮辋总成连接。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述高压配电盒电连接有带有外接充电接头的充电机。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述逆变器有三个。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述第一轮胎轮辋总成旁设置有前悬架总成。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述第二轮胎轮辋总成旁设置有后悬架总成。本专利技术还公开了一种四驱电动汽车，其包括如权利要求1-8前述的轮毂电机分布式分时四驱电动汽车底盘构型。本专利技术还公开了一种四驱电动汽车的控制方法，其为前述的四驱电动汽车，该四驱电动汽车通过整车扭矩协调控制提升整车操控性能；四轮驱动电动汽车作为被控对象，接收整车控制器控制算法决策出的四轮驱动力矩进行响应；车辆反馈车速、加速度、横摆角速度车体状态参数给出控制算法，其控制步骤包括：采用汽车运动学控制算法，对实际的横摆角速度进行控制，通过控制算法调节，以接近或达到理想的横摆角速度，决策出此时所需的附加横摆力矩，然后经过力矩分配策略，对轮毂电机和集中电机的力矩进行分配，实现纯电动车四轮力矩补偿而达到扭矩精准控制。本专利技术的工作原理为：当车辆运行在低负荷工况时，所述系统两个轮毂电机单独驱动车辆，另外一个桥的集中电机关闭，仅作为从动轮，以满足车辆行驶需求；高负荷工况时，例如行驶在异附路面或者爬坡的时候，两轮毂电机驱动工作难以满足需求，此时集中电机开始参与工作，开启双桥三电机四驱模式，整车控制器将负荷按一定的控制策略分配给三个电机，使三个电机都有较高的负荷率；当车辆制动时，电机进行制动能量回收，提高了制动能量回收率，缩短了刹车距离。本专利技术的有益效果是：1.提出了一种新型的电驱动底盘构型，包括前桥一个集中电机、后桥两个轮毂电机驱动，在保证车辆整体动力性不变的前提下，可实现两驱/四驱模式的自由切换，适应于不同工况，在相同车辆负荷条件下，明显提高电机的工作效率；2.制动工况下，基于轮毂电机的快速响应特性，便于实现解耦式制动能量回收，提高整车安全性和经济性；3.采用分布式布置可减少车辆传动系统零部件数量，简化底盘布置，提升轻量化空间，提高整车的传动效率，降低能耗，提高整车续航里程；4、分布式驱动布置形式可以通过整车扭矩协调控制提升整车操控性能。四轮驱动电动汽车作为被控对象，接收整车控制器控制算法决策出的四轮驱动力矩进行响应；车辆反馈车速、加速度、横摆角速度等车体状态参数给出控制算法。首先经过车体状态参数及变量计算，计算出前后轴的等效侧偏刚度和垂向载荷分布；然后，经过转向特性设计，设定横摆角速度的理想值作为整车控制器的跟随控制目标。具体来说，就是采用汽车运动学控制算法，对实际的横摆角速度进行控制，通过控制算法调节，以接近或达到理想的横摆角速度，决策出此时所需的附加横摆力矩，然后经过力矩分配策略，对轮毂电机和集中电机的力矩进行分配，实现纯电动车四轮力矩补偿而达到扭矩精准控制。附图说明图1为本专利技术轮毂电机分布式分时四驱的电动汽车底盘构型示意图；图中：1-前悬架总成；2-散热器总成；3-第一轮胎轮辋总成；4-驱动轴；5-集中电机；6-逆变器；7-动力电池组；8-第二轮胎轮辋总成；9-轮毂电机；10-后悬架总成；11-整车控制器；12-高压配电盒；13-充电机；14-外接充电接口；15-减速器；16-车架总成。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图所示，一种轮毂电机分布式分时四驱的电动汽车底盘构型，包括集中电机6、减速器15、驱动轴4、两个轮毂电机9、三个逆变器6、高压配电盒12、充电机13、外接充电接口14、动力电池组7、整车控制器11、散热器总成2、前悬架总成1、后悬架总成10、第一轮胎轮辋总成3和第二轮胎轮辋总成8、车架总成16；集中电机6输出端输出动力经过减速器15、两个驱动轴4连接第一轮胎轮辋总成3驱动车辆前进；两个轮毂电机9安装在第二轮胎轮辋总成8上，直接驱动第二轮胎轮辋总成8；外接充电接头14可与外接电源插座相连，经充电机13、高压配电盒12为动力电池组7充电；动力电池组7输出端经过高压配电盒12为集中电机6和轮毂电机9分别提供电能；整车控制器11的电池管理系统与逆变器7和高压配电盒12信号连接，对整个电驱动系统进行控制；散热器总成2通过水冷为集中电机6和和轮毂电机9冷却；前悬架总成1连接车架总成16和第一轮胎轮辋总成3为车辆提供转向、承载、减震；后悬架总成10连接车架总成16和第二轮胎轮辋总成8为车辆提供承载和减震；车架总成16为整个底盘结构提供支撑连接。车辆在行驶过程中，根据车辆的工况，整车控制器控制车辆行驶在不同的驱动模式，其驱动模式包括：单桥两轮毂电机驱动模式，双桥三电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮毂电机分布式分时四驱电动汽车底盘构型，包括车架总成，所述车架总成上设置有第一轮胎轮辋总成、第二轮胎轮辋总成、集中电机、动力电池组、整车控制器、高压配电盒、轮毂电机和散热器总成，所述第一轮胎轮辋总成通过驱动轴和变速器与所述集中电机传动连接，所述第二轮胎轮辋总成上安装有所述轮毂电机，其特征在于：所述充电机与所述高压配电盒电连接，所述高压配电盒与所述整车控制器和所述动力电池组的输入端电连接，所述整车控制器与所述轮毂电机和所述集中电机控制器电连接，所述动力电池组的输出端通过逆变器分别连接所述集中电机和所述轮毂电机，所述逆变器与所述高压配电盒电连接。

【技术特征摘要】
1.一种轮毂电机分布式分时四驱电动汽车底盘构型，包括车架总成，所述车架总成上设置有第一轮胎轮辋总成、第二轮胎轮辋总成、集中电机、动力电池组、整车控制器、高压配电盒、轮毂电机和散热器总成，所述第一轮胎轮辋总成通过驱动轴和变速器与所述集中电机传动连接，所述第二轮胎轮辋总成上安装有所述轮毂电机，其特征在于：所述充电机与所述高压配电盒电连接，所述高压配电盒与所述整车控制器和所述动力电池组的输入端电连接，所述整车控制器与所述轮毂电机和所述集中电机控制器电连接，所述动力电池组的输出端通过逆变器分别连接所述集中电机和所述轮毂电机，所述逆变器与所述高压配电盒电连接。2.根据权利要求1所述的一种轮毂电机分布式分时四驱电动汽车底盘构型，其特征在于：所述轮毂电机与所述第二轮胎轮辋总成连接。3.根据权利要求1所述的一种轮毂电机分布式分时四驱电动汽车底盘构型，其特征在于：所述集中电机的输出端与所述减速器的输入端传动连接，所述减速器的输出端与所述驱动轴传动连接，所述驱动轴与所述第一轮胎轮辋总成连接。4.根据权利要求1所述的一种轮毂电机分布式分时四驱电动汽车底盘构型，其特征在于：所述散热器总成通过冷却管路与所述集中电机和所述轮毂电机连接。5.根据权利要求1所述的一种轮毂电机分布式分时四驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：史建鹏，刘威，赵春来，王念，秦博，王秋来，张泽阳，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42