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电动汽车底盘技术的创新

2024-10-15 07:42:02·  来源:ATC汽车底盘  
 
3.2.5 依靠接地面驱动力控制来进行车辆姿势的控制

由于轮毂电机与传统动力总成的驱动力作用点位置不同,轮毂电机驱动力作用点在轮胎的接地点。因此,如图13~15,通过上下分力的控制,如果活用在前后轮上的话就可以控制俯仰,如果活用在左右轮上的话就可以控制侧倾。因此,通过轮毂电机的转矩分配可以控制车辆姿势/舒适性。对于4轮驱动的整车构架,车辆姿态控制效果更佳明显。

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图13 轮毂电机接地面的驱动力产生的上下方向分力

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3.2.6 簧下质量上升给舒适性带来的影响

一般来说,簧下质量增加将导致舒适性恶化。虽然轮毂电机一个车轮相当于簧下配置了30~35kg的电机,但是实际上对舒适性的影响较小。Anderson通过在原型车2007FordFocus轮胎上增加30kg砝码,进行了对比试验并进行了主观评价(Vehicleevalua⁃tionRating,VER)证明了这一点[5],即达到了市场上常见的6~8分的一般舒适性水平,见图16。

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图16 传统汽车与车轮增加砝码的实车舒适性评价

3.3 轮毂电机对整车质量的影响

采用轮毂电机的整车构架可以显著降低整车质量。以A级车为例,计算底盘与驱动系统的质量进行对比,搭载轮毂电机的整车质量降低100kg左右,其中,底盘质量降低25kg,驱动传动相关部分减重78kg(图17~图18),轮毂电机比集中式电机轻34.5%。

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图17 搭载轮毂电机对底盘与驱动系统质量的影响

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图18 两轮驱动的传统驱动传动总成与轮毂电机质量对比

4. 线控转向

制约轮毂电机推广的一个重大难点就在于,绝大多数轮毂电机,尤其是直驱轮毂电机为了满足整车正常行驶的驱动性能需求,在轮辋内占用过多空间。整车使用轮毂电机就必须移动一些传统悬架原本布置在轮辋内的结构位置,如下控制臂、转向拉杆等,而这些结构硬点位置与悬架性能等密切相关。因此一些以传统悬架为基础的整车,由于无法找到既能够避让轮毂电机又能满足悬架性能需求的解决方案而放弃轮毂电机方案。

主销转向技术如果可以实现商用化,可以在很大程度上解决上述问题。主销转向技术是将传统的转向拉杆结构取消,利用转向电机将以悬架主销为轴的转向机构转动从而实现车轮转向的一种技术,这种技术对轮毂电机的最大好处就在于,其更容易将悬架的主要零部件都从轮辋内部移动至轮辋外部,为轮毂电机提供更大的布置空间,增大了轮毂电机在整车应用上的可行性。另外,由于主销转向没有传统转向拉杆对车轮转向角的限制,更有利于采用轮毂电机的整车实现蟹行、360°转向等独特功能,增加应用轮毂电机整车的商品魅点。

线控转向是以轮毂电机为前提,去掉转向轴,通过配置在主销上的转向电机,实现轮胎转向的结构,图19~图21展示了从传统转向系统发展到线控转向的历史。

4.1 线控转向结构的变迁

(1)方向盘与轮胎通过转向轴连接的现行系统

现行系统,转向输入力与轮胎反作用力(反馈)干涉,驾驶产生不协调感觉。另外,由于机械系统的扭曲和摩擦使得方向盘到轮胎转向产生延迟(图19)。

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图19 现行方向盘与轮胎直连系统

(2)改善转向感觉的线控转向

为了改善转向感觉,在现在转向系统基础上去掉转向轴,轮胎转向由机械式改为电子控制式(图20)。

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图20 能够带来转向感觉改善的线控转向系统

(3)依靠转向电机实现的转向线控化

依靠轮边转向电机实现的转向线控化,取消转向器,依靠主销上部的转向电机实现(图21)。通过这样,转向感觉改善,并且消除了应答延迟,车轴间完全空出空间,轮胎的限制也消失了。

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