一种电动车辆悬架及电动汽车

1.本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电动车辆悬架及电动汽车。


背景技术：

2.与传统内燃机汽车相比，新能源汽车更加环保、节能，因此受到人们的关注。新能源汽车与传统内燃机此车相比，新能源汽车的动力源由汽油发动机转变为电动机。轮毂电机具有结构紧凑、动力传递效率高、节省车辆底盘空间、降低整车重量的优势，因此，在电动车辆中备受关注。
3.然而由于轮毂电机设置于车轮内，车辆的非簧载质量增加，影响车辆悬架的工作状态，悬架的滤振效果不理性，进而对车辆的驾乘舒适性和道路操纵性产生恶化影响。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种电动车辆悬架及电动汽车，以解决车辆非簧载质量增加对车辆驾乘舒适性和道路操作性的影响。
5.根据本发明的一方面，提供了一种电动车辆悬架，包括：
6.轮毂电机，所述轮毂电机设置于轮辋的内侧；
7.第一弹簧和阻尼器组件，所述第一弹簧和阻尼器组件的一端与所述轮毂电机机械连接；所述第一弹簧和阻尼器组件的另一端与车体连接；
8.至少两个电池调谐质量阻尼器，电池调谐质量阻尼器以所述电池作为质量块，所述电池调谐质量阻尼器位于所述车体的两侧，且位于车轮的上方；所述电池调谐质量阻尼器的一端与车辆簧下部分机械连接，所述电池调谐质量阻尼器的另一端与所述车体连接。
9.可选地，所述电池调谐质量阻尼器包括电池质量部和第二弹簧和阻尼器组件；
10.其中，所述第二弹簧和阻尼器组件的一端与所述车辆簧下部分机械连接，所述第二弹簧和阻尼器组件的另一端与所述电池质量部机械连接。
11.可选地，所述第一弹簧和阻尼器组件包括并联的第一弹簧和第一阻尼器；所述第二弹簧和阻尼器组件包括并联的第二弹簧的第二阻尼器。
12.可选地，所述电池质量部位于所述车体纵向轴线的两侧。
13.可选地，所述电池质量部包括电池结构和调谐质量阻尼器轴，所述电池结构与所述第二弹簧和阻尼器组件机械连接，以及所述调谐质量阻尼器轴连接于所述电池结构与所述车体之间。
14.可选地，所述第二弹簧和阻尼器组件的另一端与所述电池结构枢轴连接。
15.可选地，所述簧下部分包括：依次连接的悬架上臂、悬架指关节和悬架下臂；
16.其中，所述悬架指关节和所述轮毂电机机械连接，所述电池调谐质量阻尼器与所述悬架下臂机械连接。
17.可选地，所述第一弹簧和阻尼器组件的一端与所述悬架下臂机械连接；所述第一弹簧和阻尼器组件的另一端与底盘枢轴机械连接。
18.可选地，所述车体为底盘。
19.根据本发明的另一方面，提供了一种电动车辆，包括：车体和以上任一实施例所述的电动车辆悬架。
20.本发明实施例的技术方案，轮毂电机110与第一弹簧和阻尼器组件120、电池调谐质量阻尼器150相连接的悬架结构可以有效过滤车辆行驶时产生的振动。电池调谐质量阻尼器150在车辆簧下结构产生振动时产生与簧下结构振动方向相反的惯性作用力，并将该反向惯性作用力作用在簧下结构上，抑制簧下结构振动，减小簧下结构的振动幅度，减小车辆颠簸。有一阶估计结果表明，本实施例的悬架结构在随机路面激励下，车身的垂直加速度的均方根值降低了20％，车身重心点俯仰加速度的均方根值降低了40％，轮胎动载荷降低了4.5％。因此，本实施例可以降低车辆非簧载质量增加带来的影响，提高车辆的垂直动态性能、驾乘舒适性以及道路操作性，降低车辆轮胎130的动载荷。
21.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明实施例提供的一种电动车辆悬架的结构示意图；
24.图2是本发明实施例提供的一种电动车辆悬架外部的结构示意图；
25.图3是本发明实施例提供的另一种电动车辆悬架的结构示意图。
具体实施方式
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
27.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
28.图1是本发明实施例提供的一种电动车辆悬架的结构示意图。该电动车辆悬架，包括：
29.轮毂电机110，轮毂电机110设置于轮辋130的内侧；
30.第一弹簧和阻尼器组件120，第一弹簧和阻尼器组件120的一端与轮毂电机110机械连接；第一弹簧和阻尼器组件120的另一端与车体140机械连接；
31.至少两个电池调谐质量阻尼器150，电池调谐质量阻尼器150位于车体140的两侧，且位于车轮的上方；电池调谐质量阻尼器150的一端与车辆簧下部分机械连接，电池调谐质量阻尼器150的另一端与汽车的机舱部位连接。
32.具体地，汽车阻尼器是一种利用阻尼特性来减缓机械振动、消耗动能的装置，其能使车架与车身的振动迅速衰减，改善汽车行驶的平顺性和舒适性。需要说明的是，本实施例中汽车悬架包括第一弹簧和阻尼器组件120、电池调谐质量阻尼器150。第一弹簧和阻尼器组件120、电池调谐质量阻尼器150均与轮毂电机110机械连接。示例性的，第一弹簧和阻尼器组件120、电池调谐质量阻尼器150可以通过悬架指关节与轮毂电机110机械连接。第一弹簧和阻尼器组件120、电池调谐质量阻尼器150用于减缓车辆行驶时由路面激励导致的振动，将振动通过车体140分散至汽车上装备的各个第一弹簧和阻尼器组件120、电池调谐质量阻尼器150。轮毂电机110设置于轮辋130内侧并与之相连接，然而将电机设置于轮毂内会导致车辆的非簧载质量增加。在现有技术中，汽车行业为兼顾驾乘舒适性和道路操纵性采用了轮内电机悬架的设计方案，但由于轮内电机悬架通过柔性传动结构传导车辆动力，在车辆动力传动过程中存在动力损耗，传动效率低；且由于轮内电机悬架是将悬架结构设置在车轮中，这样的设计更加增大了车辆的非簧载质量。由于汽车的簧载质量与非簧载质量的比值对汽车的振动影响较大，当比值越大时，汽车在通过颠簸路段时的振动越小。因此，汽车的非簧载质量增加对车辆的驾驶舒适性和道路操纵性会产生严重的影响。
33.本实施例采用的轮毂电机110与第一弹簧和阻尼器组件120、电池调谐质量阻尼器150相连接的悬架结构可以有效过滤车辆行驶时产生的振动。电池调谐质量阻尼器150在车辆簧下结构产生振动时产生与簧下结构振动方向相反的惯性作用力，并将该反向惯性作用力作用在簧下结构上，抑制簧下结构振动，减小簧下结构的振动幅度，减小车辆颠簸。有一阶估计结果表明，本实施例的悬架结构在随机路面激励下，车身的重心点垂直加速度的均方根值降低了20％，车身重心点俯仰加速度的均方根值降低了40％，轮胎动载荷降低了4.5％。因此，本实施例可以降低车辆非簧载质量增加带来的影响，提高车辆的垂直动态性能、驾乘舒适性以及道路操作性，降低车辆轮胎130的动载荷。
34.可选地，在上述实施例的基础上，电池调谐质量阻尼器150包括电池质量部160和第二弹簧和阻尼器组件170；
35.其中，第二弹簧和阻尼器组件170的一端与车辆簧下部分机械连接，第二弹簧和阻尼器组件170的另一端与电池质量部160机械连接。
36.具体地，调谐质量阻尼器由质块、弹簧和阻尼系统组成。调谐质量阻尼器作为子结构与需要保护的主结构连接时，调谐质量阻尼器会尽量接近主结构的固有频率或激励频率。这样当主结构受激励而振动时，子结构就会产生一个与主结构振动方向相反的惯性力作用在主结构上，使主结构的振动反应衰减，以此实现减振的作用。参照图1，电池质量部160由电池结构构成，电池调谐质量阻尼器150将电池质量部160与第二弹簧和阻尼器组件170结合，将电池质量部160作为电池调谐质量阻尼器150的质块，无需额外设置调谐质量阻尼器的质块，相当于减去了调谐质量阻尼器中质块的质量。电池质量部160设置于第二弹簧和阻尼器组件170上端并与之连接，且由于电池质量部160与调谐质量阻尼器结合的设计，
使电池结构与调谐质量阻尼器一同设置于车辆机舱外部，这样的设计减少占用底盘的空间且二者的结合使车辆设计更加模块化。这样的设置不仅减轻了车身的重量，并且扩大了车辆底盘空间，可以使车辆的设计更加灵活。
37.可选地，第一弹簧和阻尼器组件120包括并联的第一弹簧和第一阻尼器；第二弹簧和阻尼器组件170包括并联的第二弹簧的第二阻尼器。
38.具体地，第一弹簧和阻尼器组件120中的第一弹簧和第一阻尼器以并联的形式安装。第二弹簧和阻尼器组件170中的第二弹簧和第二阻尼器以并联的形式安装。示例性的，弹簧和阻尼器的并联安装方式可以是将弹簧套装在阻尼器上，也可以是其他形式的并联安装，本实施例对此不作限定。
39.在车辆颠簸时，车轮受到冲击，弹簧可以将冲击时的动能转化为形变吸收，在吸收动能后弹簧会产生多次形变，阻尼器用于减少弹簧形变次数。悬架压缩行程内，阻尼器的阻尼力较小，可以充分利用弹簧的弹性缓和冲击。悬架伸张行程内，阻尼器的阻尼力较大，可以迅速减振。弹簧和阻尼器并联安装的设置可以达到较好的减振效果。另外一面，弹簧和阻尼器并联安装可以节省汽车悬架的占用空间。需要说明的是，上述弹簧包括第一弹簧和阻尼器组件120中的第一弹簧和第二弹簧和阻尼器组件170中的第二弹簧，上述阻尼器包括第一弹簧和阻尼器组件120中的第一阻尼器和第二弹簧和阻尼器组件170中的第二阻尼器。
40.可选地，在上述实施例的基础上，电池质量部160位于车体140纵向轴线的两侧。
41.示例性的，继续参照图1，电池质量部160可以设置于车辆车轮的上方。需要说明的是，电池质量部160既可以在车辆所有车轮上方设置，也可以只设置于车辆前部或后部车轮的上方，本实施例对此不作限制。电池质量部160设置于车身两侧的结构，将电池移动至车辆的外侧，也就是将部分电池外移，这样的设计便于将电池质量部160与第二弹簧和阻尼器组件170相结合，将电池的重量用作调谐质量阻尼器的质量部，无需额外设置调谐质量阻尼器的质块，合理配置汽车重量，避免汽车增加额外重量。由于电动汽车的电池设置于车辆的底盘上，部分电池外移的设计扩大了车辆底盘空间，且由于电池与调谐质量阻尼器的结合，降低了车辆重量。
42.图2是本发明实施例提供的一种电动车辆悬架外部的结构示意图。结合图1和图2，电池质量部160包括电池结构，电池结构与第二弹簧和阻尼器组件170机械连接，以及调谐质量阻尼器轴220连接于车体外壳210与车体140之间。
43.具体地，第二弹簧和阻尼器组件170机械连接于电池结构与簧下结构之间，且承担电池结构的大部分重量。示例性的，第二弹簧和阻尼器组件170可以竖直安装于簧下结构与电池结构之间。电池质量部160与车体外壳210相连接。需要说明的是，电池结构可以具有独立的外壳结构，也可以直接将车体外壳210用作电池外壳，本实施例对此不作限制。调谐质量阻尼器轴220用于连接车体外壳210与车体140。电池结构的大部分重量由第二弹簧和阻尼器组件170承担，剩余小部分重量通过与电池质量部160连接的车体外壳210传导至调谐质量阻尼器轴220，并由调谐质量阻尼器轴220承担。电池质量部160与第二弹簧和阻尼器组件170机械连接，在二者连接后共同构成电池调谐质量阻尼器150。另一方面，电池调谐质量阻尼器150与车体外壳210相连接，而车体外壳210通过调谐质量阻尼器轴220与车体140连接。这样的结构设置也加强了电池调谐质量阻尼器150与车体140间的连接，分散了电池结构重量。车体外壳210靠近驾驶舱的一侧下端与车体140两侧靠近轮胎的位置均设置有开
孔，车体140的开孔中设置有轴承结构，调谐质量阻尼器轴220贯穿于车体140的开孔与车体外壳210的开孔中。调谐质量阻尼器轴220的一端插入车体140开孔中的轴承结构，另一端与车体外壳210固定连接。这样的设置使车体外壳210可以绕调谐质量阻尼器轴220小范围旋转开启，且车体外壳210的可旋转开启结构设计为车辆悬架结构的安装维护提供便利。
44.可选地，第二弹簧和阻尼器组件170的另一端与电池结构枢轴连接。
45.图3是本发明实施例提供的另一种电动车辆悬架的结构示意图。参照图3，簧下部分包括：依次连接的悬架上臂310、悬架指关节320和悬架下臂330；
46.其中，悬架指关节320和轮毂电机110机械连接，电池调谐质量阻尼器150与悬架下臂330机械连接。
47.具体地，车体140与悬架上臂310机械连接，悬架上臂310与悬架指关节320机械连接，悬架下臂330与悬架指关节320机械连接。电池调谐质量阻尼器150连接于悬架下臂330，通过悬架下臂330与轮毂电机110连接。轮毂电机110通过悬架下臂330与车体140连接。汽车行驶时产生的振动通过悬架下臂330传导至电池调谐质量阻尼器150和车体140。电池调谐质量阻尼器150受到传导振动影响发生振动，此时电池调谐质量阻尼器150产生惯性力反作用到簧下结构，使得簧下结构的振动幅度减小，提高车体140的结构舒适度。另一方面，车轮外部悬架结构相对于轮内电机悬架结构在结构设置上更加简单，车轮外部悬架所需的零部件少。这样的设置不仅减小了簧下结构质量，并且减少了汽车零部件数量，提高了汽车悬架的可靠性，且易于实现。又一方面，车轮外部悬架结构设置于车轮外部，减少占用汽车轮毂内空间的占用，为轮毂电机的安装提供了空间，也降低了车辆悬架的复杂性。
48.可选地，在上述实施例的基础上，继续参照图3，第一弹簧和阻尼器组件120的一端与悬架下臂330机械连接；第一弹簧和阻尼器组件120的另一端与底盘枢轴机械连接。
49.具体地，汽车行驶时产生的振动通过悬架下臂330传导至第一弹簧和阻尼器组件120，第一弹簧和阻尼器组件120辅助电池调谐质量阻尼器150过滤振动，进一步提高驾乘舒适性，且第一弹簧和阻尼器组件120机械连接于悬架下臂330和底盘间的结构设置也加强了悬架下臂330与底盘间的连接。
50.可选地，在上述实施例的基础上，车体140为底盘。
51.需要说明的是，上述实施例中的悬架结构均机械连接至汽车底盘，汽车底盘是支撑、安装汽车各部件的重要部分。在电动汽车中底盘还承担着装载电池的作用，并且在汽车行驶过程中所产生的振动均会传导至底盘。因此，减少底盘振动对汽车来说显得尤为重要。
52.本发明实施例还提供了一种电动车辆，该电动车辆包括：车体140和以上任意实施例的电动车辆悬架。本实施例中的车辆悬架设置克服了车辆非黄载质量增加对车辆的影响，为车辆的驾乘舒适性与道路操纵性间的权衡提供了解决方案。这样的悬架设置可以将汽车的簧上质量和簧下质量动态解耦，并且可以控制汽车上的电池调谐质量阻尼器150、第一弹簧和阻尼器组件120独立振动。在兼顾车辆簧载质量的舒适性的同时兼顾车辆的道路操纵性，可以进一步改善车辆的动态性能。
53.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
54.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明
白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。