一种自带电源系统的轮式电驱动桥及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自带电源系统的轮式电驱动桥及其控制方法，包括左右转向系统、左右悬架和电源系统，所述左电驱动轮的轮毂轴承外圈支架与左转向节固定连接，所述右电驱动轮的轮毂轴承外圈支架与右转向节固定连接，本发明专利技术中的轮式电驱动桥集成度高，将电源系统、电驱动轮、转向系统、控制系统、悬架及驱动桥结构件完全集成为一个外包络紧凑的整体，驱动桥整体布局极大简化，轮式电驱动桥可与移动功能平台进行任意组合安装，极大提高轮式移动平台的机动性，轮式电驱动桥自带电源系统，无需占用移动功能平台的其他可用空间，控制系统通过主控制器统一决策，结构及控制构架明确清晰。

【技术实现步骤摘要】
一种自带电源系统的轮式电驱动桥及其控制方法
本专利技术属于轮式电驱动桥应用领域，涉及轮式电驱动桥及其控制方法，具体是一种自带电源系统的轮式电驱动桥及其控制方法。
技术介绍
轮式电驱动桥是安装与载物平台或汽车底盘下方的动力传动装置，现有电驱动桥的驱动部分构架基本为中央电机驱动，通过传动系统中的差速器，经由左右半轴将电机动力传输至左右车轮，或采用轮边电机双电机借助轮边减速器驱动车轮；制动部分构架基本为使用盘式制动器或毂式制动器，通过液压油管，将布置于驱动桥之外的液压油源传递至制动器油缸进行制动；转向系统构架基本为贯穿整个驱动桥的转向拉缸及相关助力转向装置。上述电驱动桥的驱动、制动、转向部分结构件分散且体积较大，基本占用除车轮和悬架之外的所有驱动桥空间，且需要驱动桥之外的电源系统和控制单元为驱动桥的各运动部件进行供电和控制，不能依靠驱动桥进行独立的电量供给及协调控制，同时机械传动连接件较多，安装、调试及检修复杂。当前，智能驾驶及无人驾驶车辆对于汽车底盘和载物功能平台的需求日益增加，现有轮式驱动桥，即使是现有安装常规轮毂电机总成的轮式电驱动桥，也依然无法满足智能驾驶车辆对于底盘全面电气化，简易化，模块化的需求。过多的分散式机械结构件布置，占用底盘空间的电源系统尺寸，繁杂的控制单元与执行单元之间的线束连接、管路连接，均阻碍了智能驾驶及无人驾驶平台的发展。由此可见，急需一种满足上述需求的自带电源系统的轮式电驱动桥，可实现大范围功能性集成、结构性集成、控制方式简化、模块化设计，大幅减少驱动桥内部和对外的机械结构连接件及相关连接线束，满足当前智能驾驶及无人驾驶平台的使用要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种自带电源系统的轮式电驱动桥及其控制方法，以解决上述提到的现有轮式驱动桥，即使是现有安装常规轮毂电机总成的轮式电驱动桥，也依然无法满足智能驾驶车辆对于底盘全面电气化，简易化，模块化的需求的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种自带电源系统的轮式电驱动桥，包括右电驱动轮、左右转向系统、驱动桥中间支架、左右悬架、电源系统和左电驱动轮，所述驱动桥中间支架为框架式结构件，所述左右悬架包括左悬架上控制臂、右悬架上控制臂、左悬架下控制臂、右悬架下控制臂、左减震器和右减震器，左悬架上控制臂、右悬架上控制臂、左悬架下控制臂和右悬架下控制臂均为叉臂结构；右电驱动轮和左电驱动轮均包括有轮毂轴承、轮内驱动电机、轮内电机控制器、轮内电磁毂式制动器和轮辋和轮胎，轮内驱动电机、轮内电机控制器和轮内电磁毂制动器均安装在轮辋内部，轮内驱动电机、轮内电机控制器、轮内电磁毂制动器分别与轮毂轴承内圈固定连接，轮内驱动电机、轮内电机控制器和轮内电磁毂制动器分别与轮毂轴承外圈固定连接；所述左电驱动轮的轮毂轴承外圈支架与左转向节固定连接，所述右电驱动轮的轮毂轴承外圈支架与右转向节固定连接；所述左右悬架的左悬架上控制臂内端通过左侧上部第一铰接座、左侧上部第二铰接座与驱动桥中间支架的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的右悬架上控制臂内端通过右侧上部第一铰接座、右侧上部第二铰接座与驱动桥中间支架的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的左悬架下控制臂内端均通过左侧底部第一铰接座、左侧底部第二铰接座与驱动桥中间支架的下部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的右悬架下控制臂内端均通过右侧底部第一铰接座、右侧底部第二铰接座与驱动桥中间支架的下部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的左悬架上控制臂外端与左转向电机执行机构的左侧旋转输出装置铰接，所述左右悬架的右悬架上控制臂外端与右转向电机执行机构的右侧旋转输出装置铰接，所述左右悬架的左悬架下控制臂外端与左转向节的左侧下部球铰连接，所述左右悬架的右悬架下控制臂外端与右转向节的右侧下部球铰连接，所述左右悬架的左减震器上端通过左减震器上铰接座与驱动桥中间支架的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的右减震器上端通过右减震器上铰接座与驱动桥中间支架的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的左减震器下端通过左减震器下铰接座与左右悬架的左悬架下控制臂机械连接，所述左右悬架的右减震器下端通过右减震器下铰接座与左右悬架的右悬架下控制臂机械连接。进一步地，所述电源系统包括集成电池管理系统的动力电池组、DC/DC电源转换器、高低压配电模块、车载充电机和12V蓄电池和主控制器，集成电池管理系统的动力电池组、DC/DC电源转换器、高低压配电模块、车载充电机、12V蓄电池和主控制器均固定安装在驱动桥中间支架内部，所述12V蓄电池与主控制器、集成电池管理系统的动力电池组、左转向电机制动器集成控制器、右转向电机制动器集成控制器、电机控制器和高低压配电模块通过线束电气连接；所述集成电池管理系统的动力电池组与高低压配电模块通过线束电气连接；所述高低压配电模块与车载充电机、电机控制器和DC/DC电源转换器通过线束电气连接；所述DC/DC电源转换器与12V蓄电池通过线束电气连接；所述电机控制器与驱动电机定子通过线束电气连接。进一步地，所述左转向电机制动器集成控制器分别与制动电磁铁和左转向电机通过线束电气连接，所述右转向电机制动器集成控制器分别与制动电磁铁和右转向电机通过线束电气连接；所述主控制器通过线束电气与车载充电机、电机控制器、高低压配电模块、集成电池管理系统的动力电池组、DC/DC电源转换器、左转向电机制动器集成控制器和右转向电机制动器集成控制器相连接。进一步地，所述左右转向系统包括左转向节、右转向节、左转向电机、右转向电机、左转向电机执行机构、右转向电机执行机构、左转向电机制动器集成控制器和右转向电机制动器集成控制器，所述左转向电机与左转向电机执行机构通过花键传动连接，所述右转向电机与右转向电机执行机构通过花键传动连接，左转向电机制动器集成控制器固定安装在左转向电机上，右转向电机制动器集成控制器固定安装在右转向电机上，左转向电机、左转向电机执行机构和左转向电机制动器集成控制器组成左转向执行控制单元，右转向电机、右转向电机执行机构和右转向电机制动器集成控制器组成右转向执行控制单元，所述左转向执行控制单元和右转向执行控制单元用于对电磁鼓式制动器进行控制，所述左转向执行控制单元固定安装在左转向节上，所述右转向执行控制单元固定安装在右转向节上。进一步地，右电驱动轮和左电驱动轮的驱动电机为外转子电机，包括驱动电机定子和驱动电机转子；所述电磁鼓式制动器包括制动盘和制动毂，所述制动盘上设置有第一制动蹄片、第二制动蹄片和制动电磁铁；所述轮毂轴承包括第一支撑轴承、第二支撑轴承、轮毂轴承外圈和轮毂轴承内圈，所述轮毂轴承外圈分别通过第一支撑轴承、第二支撑轴承安装在轮毂轴承内圈上；所述制动毂与轮毂轴承内圈固定连接的同时还与轮辋固定连接，所述制动盘固定安装在轮毂轴承外圈上；所述电机定子通过定子支架固定安装在轮毂轴承外圈上，所述驱动电机转子与轮辋固定连接；所述轮胎安装在轮辋上。进一步地，所述驱动桥中间支架的上下连接构件上设置有可左右伸缩的第一电动执行装置、第二电动执行装置、第三电动执行装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自带电源系统的轮式电驱动桥，其特征在于，包括右电驱动轮(1)、左右转向系统、驱动桥中间支架(4)、左右悬架、电源系统(5)和左电驱动轮(7)，所述驱动桥中间支架(4)为框架式结构件，所述左右悬架包括左悬架上控制臂(6)、右悬架上控制臂(2)、左悬架下控制臂(9)、右悬架下控制臂(10)、左减震器(8)和右减震器(3)，左悬架上控制臂(6)、右悬架上控制臂(2)、左悬架下控制臂(9)和右悬架下控制臂(10)均为叉臂结构；/n右电驱动轮(1)和左电驱动轮(7)均包括有轮毂轴承、轮内驱动电机、轮内电机控制器(111)、轮内电磁毂式制动器和轮辋(103)和轮胎(100)，轮内驱动电机、轮内电机控制器(111)和轮内电磁毂制动器均安装在轮辋(103)内部，轮内驱动电机、轮内电机控制器(111)、轮内电磁毂制动器分别与轮毂轴承内圈(106)固定连接，轮内驱动电机、轮内电机控制器(111)和轮内电磁毂制动器分别与轮毂轴承外圈(110)固定连接；所述左电驱动轮(7)的轮毂轴承外圈支架(112)与左转向节(14)固定连接，所述右电驱动轮(1)的轮毂轴承外圈支架(112)与右转向节(16)固定连接；/n所述左右悬架的左悬架上控制臂(6)内端通过左侧上部第一铰接座(21)、左侧上部第二铰接座(23)与驱动桥中间支架(4)的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的右悬架上控制臂(2)内端通过右侧上部第一铰接座(20)、右侧上部第二铰接座(24)与驱动桥中间支架(4)的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的左悬架下控制臂(9)内端均通过左侧底部第一铰接座(27)、左侧底部第二铰接座(29)与驱动桥中间支架(4)的下部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的右悬架下控制臂(10)内端均通过右侧底部第一铰接座(26)、右侧底部第二铰接座(30)与驱动桥中间支架(4)的下部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的左悬架上控制臂(6)外端与左转向电机执行机构(11)的左侧旋转输出装置(22)铰接，所述左右悬架的右悬架上控制臂(2)外端与右转向电机执行机构(15)的右侧旋转输出装置(19)铰接，所述左右悬架的左悬架下控制臂(9)外端与左转向节(14)的左侧下部球铰(28)连接，所述左右悬架的右悬架下控制臂(10)外端与右转向节(16)的右侧下部球铰(25)连接，所述左右悬架的左减震器(8)上端通过左减震器上铰接座(801)与驱动桥中间支架(4)的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的右减震器(3)上端通过右减震器上铰接座(301)与驱动桥中间支架(4)的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的左减震器(8)下端通过左减震器下铰接座(802)与左右悬架的左悬架下控制臂(9)机械连接，所述左右悬架的右减震器(3)下端通过右减震器下铰接座(302)与左右悬架的右悬架下控制臂(10)机械连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自带电源系统的轮式电驱动桥，其特征在于，包括右电驱动轮(1)、左右转向系统、驱动桥中间支架(4)、左右悬架、电源系统(5)和左电驱动轮(7)，所述驱动桥中间支架(4)为框架式结构件，所述左右悬架包括左悬架上控制臂(6)、右悬架上控制臂(2)、左悬架下控制臂(9)、右悬架下控制臂(10)、左减震器(8)和右减震器(3)，左悬架上控制臂(6)、右悬架上控制臂(2)、左悬架下控制臂(9)和右悬架下控制臂(10)均为叉臂结构；
右电驱动轮(1)和左电驱动轮(7)均包括有轮毂轴承、轮内驱动电机、轮内电机控制器(111)、轮内电磁毂式制动器和轮辋(103)和轮胎(100)，轮内驱动电机、轮内电机控制器(111)和轮内电磁毂制动器均安装在轮辋(103)内部，轮内驱动电机、轮内电机控制器(111)、轮内电磁毂制动器分别与轮毂轴承内圈(106)固定连接，轮内驱动电机、轮内电机控制器(111)和轮内电磁毂制动器分别与轮毂轴承外圈(110)固定连接；所述左电驱动轮(7)的轮毂轴承外圈支架(112)与左转向节(14)固定连接，所述右电驱动轮(1)的轮毂轴承外圈支架(112)与右转向节(16)固定连接；
所述左右悬架的左悬架上控制臂(6)内端通过左侧上部第一铰接座(21)、左侧上部第二铰接座(23)与驱动桥中间支架(4)的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的右悬架上控制臂(2)内端通过右侧上部第一铰接座(20)、右侧上部第二铰接座(24)与驱动桥中间支架(4)的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的左悬架下控制臂(9)内端均通过左侧底部第一铰接座(27)、左侧底部第二铰接座(29)与驱动桥中间支架(4)的下部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的右悬架下控制臂(10)内端均通过右侧底部第一铰接座(26)、右侧底部第二铰接座(30)与驱动桥中间支架(4)的下部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的左悬架上控制臂(6)外端与左转向电机执行机构(11)的左侧旋转输出装置(22)铰接，所述左右悬架的右悬架上控制臂(2)外端与右转向电机执行机构(15)的右侧旋转输出装置(19)铰接，所述左右悬架的左悬架下控制臂(9)外端与左转向节(14)的左侧下部球铰(28)连接，所述左右悬架的右悬架下控制臂(10)外端与右转向节(16)的右侧下部球铰(25)连接，所述左右悬架的左减震器(8)上端通过左减震器上铰接座(801)与驱动桥中间支架(4)的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的右减震器(3)上端通过右减震器上铰接座(301)与驱动桥中间支架(4)的上部左右连接构件机械连接，所述左右悬架的左减震器(8)下端通过左减震器下铰接座(802)与左右悬架的左悬架下控制臂(9)机械连接，所述左右悬架的右减震器(3)下端通过右减震器下铰接座(302)与左右悬架的右悬架下控制臂(10)机械连接。


2.根据权利要求1所述的一种自带电源系统的轮式电驱动桥，其特征在于,所述电源系统(5)包括集成电池管理系统的动力电池组(505)、DC/DC电源转换器(5041)、高低压配电模块(503)、车载充电机(502)和12V蓄电池(501)和主控制器(5042)，集成电池管理系统的动力电池组(505)、DC/DC电源转换器(5041)、高低压配电模块(503)、车载充电机(502)、12V蓄电池(501)和主控制器(5042)均固定安装在驱动桥中间支架(4)内部，所述12V蓄电池(501)与主控制器(5042)、集成电池管理系统的动力电池组(505)、左转向电机制动器集成控制器(13)、右转向电机制动器集成控制器(18)、电机控制器(111)和高低压配电模块(503)通过线束电气连接；所述集成电池管理系统的动力电池组(505)与高低压配电模块(503)通过线束电气连接；所述高低压配电模块(503)与车载充电机(502)、电机控制器(111)和DC/DC电源转换器(5041)通过线束电气连接；所述DC/DC电源转换器(5041)与12V蓄电池(501)通过线束电气连接；所述电机控制器(111)与驱动电机定子(102)通过线束电气连接。


3.根据权利要求2所述的一种自带电源系统的轮式电驱动桥，其特征在于，所述左转向电机制动器集成控制器(13)分别与制动电磁铁(1091)和左转向电机(12)通过线束电气连接，所述右转向电机制动器集成控制器(18)分别与制动电磁铁(1091)和右转向电机(17)通过线束电气连接；所述主控制器(5042)通过线束电气与车载充电机(502)、电机控制器(111)、高低压配电模块(503)、集成电池管理系统的动力电池组(505)、DC/DC电源转换器(5041)、左转向电机制动器集成控制器(13)和右转向电机制动器集成控制器(18)相连接。


4.根据权利要求1所述的一种自带电源系统的轮式电驱动桥，其特征在于，所述左右转向系统包括左转向节(14)、右转向节(16)、左转...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，
申请(专利权)人：武汉鲸鱼座机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42