可实现大角度转向的电动汽车独立驱动机构的设计与分析.pdf

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1、轻型汽车技术2014(3)江苏省汽车工程学会“2013新能源汽车技术与发展研讨会”优秀论文3可实现大角度转向的电动汽车独立驱动机构的设计与分析葛如海1季从东1王斌z刘德仿z(1．江苏大学汽车与交通工程学院2．盐城工学院优集学院)摘要本文提出一种可实现大角度转向的电动汽车独立驱动机构，该机构的最大转向角接近90，且驱动电机和转向电机均布置在车架上，降低了电动汽车的非簧载质量，提高了整车的行驶平顺性。对不同转向模式下的该机构驱动电机的转速控制算法进行了理论分析，并在NX中建立了该机构的三维模型。最后，以左前轮为例，通过仿真分析验证了该

2、控制算法的正确性。关键词：大转向角独立驱动控制算法仿真分析由车轮独立驱动和线控独立转向系统构成的动，有效地降低了电动汽车的非簧载质量，提高了微型电动车辆，兼备电动汽车和全方位轮式移动整车的行驶平顺性。机器人的特征，具有零半径原地转向、沿任意方向1独立驱动机构总体设计平移、绕任意设定点转向等高度的机动性[1¨l2]，不仅能适应各种复杂狭小道路工况下的灵活行驶，如图1和图2所示，本机构采用不等长双横还兼备高速运载工具的实用性，在车辆高速操稳臂悬架、轮边电机驱动，它包括车轮1、锥齿轮减速性和主动安全性方面也有很好的发展潜力。器(2、5、

3、l8)、蜗轮蜗杆减速器(3、21)、主销4、上四轮独立驱动独立转向电动汽车是电动汽车横臂7、驱动电机9、转向电机l1、下横臂13和制的一个重要发展方向，2005年，丰田汽车在东京动钳15等。其中上横臂7的一端通过转动铰l7国际汽车展上展示了一辆四轮线控独立转向的燃与车架连接，另一端通过球铰19与主销4上端连料电池电动轮汽车“Fine—X”，各电动轮均采用了接；下横臂13的一端通过转动铰16与车架连接，大转向角的线控独立转向系统，可以实现原地旋另一端通过转动铰20与主销套筒14连接。主销转s]。国内对大角度转向电动汽车已有研究套筒1

4、4空套于主销4上，主销4通过螺栓固定于[”]桥壳6上，桥壳6通过滚动轴承空套于半轴上。传，但都是基于轮毂电机的基础上，采用轮毂电机会增大非簧载质量，影响汽车的行驶平顺性。本动锥齿轮5空套于主销4上，大锥齿轮2固定于文针对现有技术的不足，提出了一种可实现大角半轴上且兼起制动盘的作用，蜗轮3固定于主销度转向的电动汽车独立驱动机构，本机构不仅可上，小锥齿轮18和蜗杆21均通过固定于主销套以实现汽车的大角度转向，而且采用轮边电机驱筒14上的定位装置12定位。由于驱动电机9和4江苏省汽车工程学会“2013新能源汽车技术与发展研讨会”优秀论文

5、轻型汽车技术2014(3)转向电机11固定于车架上，大大降低了电动汽车2驱动锥齿轮设计的非簧载质量；大锥齿轮2兼起制动盘的作用，不根据电动汽车的动力性要求，以及驱动电机仅进一步降低了非簧载质量，而且简化了车轮的的一般转速范围，经计算后，取电动汽车传动比，结构。综合考虑车轮的结构和尺寸，为避免干涉，选取大锥齿轮的大端节圆直径为250ram，模数为2．5，则大锥齿轮齿数为100，因此小锥齿轮齿数为25，大于不产生根切的最小齿数17，满足设计要求。考虑到相互啮合齿轮的齿数互质的原则，取传动锥齿轮的齿数为51。考虑到车轮定位参数对整车平顺

6、性的影响，取主销内倾角为8。。图3为各锥齿轮啮合关系图，由图可确定各锥齿轮的节锥角。表1为各锥齿轮的设计参数。图1独立驱动机构示意图图3锥齿轮啮合关系简图图2独立驱动机构另一方向上的示意图表1各锥齿轮的设计参数小锥齿轮传动锥齿轮大锥齿轮汽车行驶时，汽车控制器对驱动踏板的行程大端节圆直径62．5ram127．5ram250ram进行运算处理，确定驱动电机9所需的转速，并控齿数25511oo制电机9转动，并经万向传动轴8、小锥齿轮18、节锥角135。28．5。695。．．传动锥齿轮5和大锥齿轮2驱动车轮1转动，从模数2．5而驱动汽车行

7、驶。汽车转向时，汽车控制器通过对压力角20。方向盘的转向、速度以及转角进行运算处理，确定齿宽15mm转向电机11的转向和转速，并控制转向电机l1传动比i1=2．04li2=1．96转动，经万向传动轴l0、蜗杆2l和蜗轮3，驱动主3汽车转向时驱动电机销4转动，主销4带动车轮1绕主销4转动，从而实现汽车的转向。控制分析轻型汽车技术2014(3)江苏省汽车工程学会“2013新能源汽车技术与发展研讨会”优秀论文5当电动汽车四个车轮均采用上述机构时，不则转向电机的转速为n·i。此时，大锥齿轮绕主销仅能够实现常规转向，还可实现原地转向平移运顺

8、时针转动，若驱动电机转速保持不变，必会引起动和异向转向等转向模式。但汽车在行驶过程中车速的变化，但由于汽车的惯性，此时车轮的行驶进行转向时，为避免发生干涉，需合理控制转向电转速仍为no。因此，为避免转向系统和驱动系统在机和驱动电机的转速。令蜗轮蜗杆