模块化电动汽车制造技术

一种汽车工程技术领域的模块化电动汽车，包括：动力系统模块、车辆电子电器模块、传感器和框架式车身模块，其中：动力系统模块和传感器分别固定设置于框架式车身模块内，车辆电子电器模块分别与传感器和动力系统模块电气连接，并通过传感器检测车辆所处工况及驾驶者意图，并控制动力系统模块实现对车辆的操控。本发明专利技术针对现代汽车存在的大量过度设计问题，提出了模块化车辆的制造与装配方法，使得电动汽车利用现有成熟产品的性能和技术条件，以较为低廉的成本就可以满足人类日常交通的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种汽车工程
的汽车，具体是一种模块化电动汽车。
技术介绍
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机直接或间接驱动车轮行驶，符合道路交 通、安全法规各项要求的车辆。随着内燃汽车保有量的逐年递增，全球的环境污染与石油 短缺等问题日益突出，电动汽车作为解决这些问题的重要方案之一，正成为世界广泛关注 的焦点。电动汽车的优点主要体现在三个方面首先，电动汽车的动力来源于电能，不排放 污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也 显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动 的，集中的排放，清除各种有害排放物相对较为容易，也已有了较为成熟的技术。其次，有关 研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利 用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车要来的高，因此有利于节约能源和减少 二氧化碳的排放量。再者，与传统内燃动力相比，电动汽车具有加速性能更加优越、扭矩控 制更加精确、能量收集与再生能力更加出色、整体布置更加灵活及安全性能更加可靠等方 面的特点。目前，由于电池单位质量储存的能量不足，又没有形成足够的规模效应，使得生 产成本高居不下，从而导致电动汽车存在着诸如行驶距离有限、购买价格和使用成本过高 等问题。经对现有技术文献的检索发现，中国专利文献号CN1683176，记载了一种“可供实 际应用的电动汽车”，该技术至少包括传统燃油汽车中可直接应用的部分，通过创新改造的 部分以及新增加的部分，这三部分的有机结合构成了专用的电动汽车平台。但由于该技术 通过单纯采用复合材料，在保证汽车必要的安全前提下，对材料的要求是比较高的，结果导 致成本的不可控制；另外，单纯通过增加电池容量使得电池本身的生产难度和安全性不可 控制，结果也会导致成本的不可控制。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种模块化电动汽车，利用现代电子 电器系统的柔度高、灵活强等诸多特点，在解决车辆布置及能源匹配的同时，针对现代汽车 存在的大量过度设计问题，提出了模块化车辆的制造与装配方法，使得电动汽车利用现有 成熟产品的性能和技术条件，以较为低廉的成本就可以满足人类日常交通的需求。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括动力系统模块、车辆电子电器模 块、传感器和框架式车身模块，其中动力系统模块和传感器分别固定设置于框架式车身模 块内，车辆电子电器模块分别与传感器和动力系统模块电气连接，并通过传感器检测车辆 所处工况及驾驶者意图，并控制动力系统模块实现对车辆的操控。所述的动力系统模块包括分别与车辆电子电器模块相连接的电驱动单元、能量存 储单元与辅助动力单元，其中车辆电子电器模块通过传感器检测车辆所处工况及驾驶者意图并输出相对应的电压波形控制电驱动单元的运转，当传感器感知到能量存储单元当中 的电能不足时，车辆电子电器模块启动并控制辅助动力单元开始工作，并将产生的电能充 入到能量存储单元中。所述的电驱动单元包括驱动电机和与之相连接的集成式车轮；所述的驱动电机上设有轮毂式电机；所述的驱动电机与集成式车轮之间设有传动轴进行动力传输；所述的传动轴上设有差速器。所述的能量存储单元为超级电容器和与之并联的动力电池。所述的辅助动力为水平对置发动机、Atkinson循环发动机、大容量电池组或燃料 电池包，由车辆电子电器模块的控制器根据能量存储单元电能的多少控制其工作状态，通 过电缆将辅助动力单元产生的电能传输给能量存储单元以充电。所述的车辆电子电器模块包括车辆控制子系统与车载信息娱乐子系统，其中， 车辆控制子系统主要负责车辆正常行驶的控制需求，而车载信息娱乐子系统则负责车内信 息、娱乐方面的需求。车辆控制子系统需要将诸多参数(如车速、里程、电量等)，以CAN总 线的数据形式发送给车载信息娱乐子系统，利用其良好的人机界面进行显示。车辆电子电 器模块由传感器、控制器、执行器三部分组成。传感器主要用来测量表示汽车状态的物理量 和驾驶者的操纵意图，并将测量结果传送给控制器，控制器根据既定的控制算法来控制相 应执行器的动作，从而保证车辆的正常行驶。车辆所有的电子电器模块都按照汽车电子电 器AutoSAR标准，通过线束连接实现模块化组合。所述的框架式车身模块，选用的材料要求质量轻、强度高。不同于传统的冲压、焊 接的承载式车身，材料首先被加工成标准化连接单元，为圆筒型或H型结构，以提高结构强 度。将标准化连接单元通过铰链、螺栓等可拆卸的链接方式组合成高刚性、轻量化框架式车 身，然后将喷涂好的汽车外形部件拼装在车身结构之上。上述模块化电动汽车通过以下方式进行制造第一步、动力系统模块、车辆电子电器模块、制造出车身骨架所需要的标准化连接 单元及汽车外形部件。第二步、将标准化连接单元通过铰链、螺栓等连接方式构建成框架式车身模块。第三步、在框架式车身上安装动力系统模块和车辆电子电器模块，并调试运转。第四步、将油漆好的汽车外形部件组装在整车框架上。与现有汽车制造工艺相比，不同之处在于取消了传统的冲压、焊接、喷涂、装配这 一固定顺序的流水线式汽车生产方式。而是首先同步制造出所有模块，再根据消费者个性 化定制，组装出框架式车身，依次安装上动力系统模块、车辆电子电器模块和汽车外形件。 好处是使得各个模块的制造过程可以并行展开，极大地缩短了加工时间；另外，车形与车身 结构分离，两部分各自承担更加专门的功能，同时保证了车辆的结构安全和车形的美观、合 理。与现有技术相比，本专利技术具有的积极效果包括1.模块化的电动汽车，系统柔度高、可组合性强。2.分布式、模块化的汽车电子电器系统，在保证电动汽车控制精度和准确度的同 时，也为实现电子电器部件的可替换性和可延展性提供了可能。3.框架式的车身系统，使得在提高整车刚度的同时，极大地轻量化整车，同时所采 用的组合式标准化连接单元，使得可以方便的搭建出单排、双排甚至三排座的汽车。附图说明图1为本专利技术模块化汽车的逻辑框图。图2为本专利技术分布式动力系统及电驱动模块结构示意图。图3为本专利技术集中式动力系统及电驱动模块结构示意图。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施 例。如图1所示，本实施例包括动力系统模块2、车辆电子电器模块3、框架式车身模 块4和传感器5，其中动力系统模块2和传感器分别固定设置于框架式车身模块4内，车 辆电子电器模块3分别与传感器和动力系统模块2电气连接，并通过传感器检测车辆所处 工况及驾驶者意图，并控制动力系统模块2实现对车辆的操控。所述的动力系统模块2包括分别与车辆电子电器模块3相连接的电驱动单元6、能 量存储单元7与辅助动力单元8，其中车辆电子电器模块3通过传感器检测车辆所处工况 及驾驶者意图并输出相对应的电压波形控制电驱动单元6的运转，当传感器感知到能量存 储单元7当中的电能不足时，车辆电子电器模块3启动并控制辅助动力单元8开始工作，并 将产生的电能充入到能量存储单元7中。所述的电驱动单元6包括驱动电机和与之相连接的集成式车轮；所述的驱动电机上设有轮毂式电机；所述的驱动电机与集成式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化电动汽车，包括：动力系统模块、车辆电子电器模块、传感器和框架式车身模块，其特征在于：动力系统模块和传感器分别固定设置于框架式车身模块内，车辆电子电器模块分别与传感器和动力系统模块电气连接，并通过传感器检测车辆所处工况及驾驶者意图，并控制动力系统模块实现对车辆的操控。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许敏，殷承良，马澄斌，王斌，刘翔，杨杰，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31