轮边驱动系统结构方案集成设计

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机械设计

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＡＣＨＩＮＥＤＥＳＩＧＮ

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轮边驱动系统结构方案集成设计

江先宝

（同济大学机电工程学院，上海２０１８０４）

摘要：电动轮式电动汽车的轮边驱动系统通常由轮毂电机，减速机构，制动器和悬架等各子系统组成。各个子系统

选择不同的类型，会组装成性能差异很大的轮边驱动系统．为了达到更好的汽车操纵稳定性以及平顺性等要求，通过将

电机，减速装置、悬架、制动器和轮毂轴承一体化设计，简化不必要的部件，使结构紧凑。从而减轻非簧裁质量，希望在一定程度上减轻非簧裁质量增大引发垂向振动增大负效应，适应现代高性能电动汽车的运行要求．

关键词：电动汽车；轮边驱动系统；一体化设计

电动汽车是一种新型节能、环保的交通工具，相对于传统消耗燃油的内燃机车，有着显著的差异和独特的优势．在各种２悬架的分析

典型电动车的电机驱动方案中，电动轮式的电动车能充分发挥电动汽车的优越性。常见轮边驱动系统通常由轮毂电机、减速由于电动轮相对于一般的车轮，有着更大的簧下质量，而机构、制动器和悬架等各子系统组成，在此，各个子系统选择且会占用更大的悬架内部空间，导致电动汽车的行驶性能受不同的类型，会组装成性能差异很大的轮边驱动系统．

限，所以我们有必要给它搭配性能好一点的悬架。下面我们就对目前汽车上常用的几种悬架进行分析，为轮边驱动系统搭配１

电动轮内外转子结构形式

一种合适的悬架。

（１）麦弗逊式悬架是用减振器作滑动立柱并与下摆臂组

一个轮边驱动系统方案首先要确定电机的具体布置方式，成的悬架形式．由于轮边驱动系统中驱动电机的存在，为了避电机安装位置的不同，对电机性能的要求有很大的差异，进一免车轮上下跳动或转向时与悬架摆臂或车身发生运动干涉，麦步大体会决定轮边驱动系统的簧下质量和车辆的行驶性能．

弗逊式悬架必须在减振器筒的下面为驱动电机留出足够的空（１）低速外转子型轮毂电机．直接驱动式电动汽车采用间，从而减小了对车桥导向有着重要作用的有效高度，致使作低速外转子电动机，电机布置在车轮轮辋内部，直接驱动车轮用在减振器活塞杆和导向套上的横向力增大，使减振器运动时带动汽车行驶，其主要优点就是电机体积小、质量轻。系统传的摩擦增大．为此，可以把麦弗逊式悬架的滑动立柱放置在驱动效率高，结构紧凑．然而电动汽车在起步时需要较大的转矩，动电机的侧面，把它的摆臂改成两根独立的二力杆，并且这两也就是说电动机必须能在低速时提供大转矩，还必须具有很宽根二力杆与电动轮相连的外侧固定点分开．

的转矩和转速调节范围，因此对电机的性能要求非常高．

（２）双横臂式悬架是用上下两个摆臂分别将左右车轮与（２）高速内转子型轮毂电机。带轮边减速器的电动轮式车身连接起来的悬架形式，由于上下使用不等长摇臂，车轮在驱动系统采用高速内转子电动机，能适合现代高性能电动汽上下运动时能自动改变外倾角，并且减小轮距变化及减小轮胎车的运行要求。这种电动轮为了能够获得较高的比功率允许电磨损。双横臂式悬架布置弹簧减振器组件时，必须给轮边驱动动机在高速下运行，而对电动机的其它性能没有特殊要求，因电机留出足够的空间。为了解决这个问题，将弹簧减振器组件此可以采用普通的内转子高速电动机。电机输出轴通过减速机布置在上控制臂上方，但是带来的缺陷是将由车桥传来的向上构与车轮驱动轴连接，使电机轴承不直接承受车轮与路面的垂直力直接传递给了汽车翼子板的内村板，导致内衬板由于负载荷作用，改善了轴承的工作条件；采用固定速比行星齿轮减荷增加，结构变得复杂．另一种解决是仍然将弹簧减振器组件速器，使系统具有较大的调速范围和输出转矩，充分发挥驱动安装在下控制臂上，然后上、下控制臂支撑在同一构件上。弹电机的调速特性，克服了电机输出转矩和功率受到车轮尺寸影簧减振器组件根据具体情况可以布置在驱动电机的前方或后响的问题，但其非簧载质量也比直接驱动式电动轮电驱动系统方，这样的布置位置较平，有利于整车质心高度的降低．

的大．

（３）上下控制臂分离式的多杆式悬架是由双横臂悬架系低速外转子型轮毂电机驱动结构简单，无需变速传动机统衍生而来，但其上下横臂皆被拆开，如图１所示，其组成包构，是最为理想的形式，但由于对低速电动机的要求非常高，含两根上控制臂、两根下控制臂及一转向杆，其上下控制臂直以及较高的成本代价．高速内转子电动机虽需要加行星齿轮变接连接于车身及车轮转向节之间．这种类型的悬架系统的虚拟速机构，但完全可以利用现有的高速电机技术，而且随着紧凑主销轴线的设计自由度大，设计较为困难，但是比较容易控制的行星齿轮变速机构的出现，高速内转子式驱动系统在功率密车轮外倾角、滚动中心及俯仰控制中心等悬架系统参数，减少度方面比低速外转子式更具竞争力，所以此次方案采用高速内转向连杆的负荷，使转向省力，改善了传统悬架系统的缺点，转子式驱动系统。

并且大大的增加了悬架系统的性能，而且这种悬架上下摆臂之

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