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1、10申请公布号CN104149598A43申请公布日20141119CN104149598A21申请号201410391046022申请日20140811B60K7/00200601B60K17/06200601F16D65/18201201B60L15/2020060171申请人安徽工程大学地址241000安徽省芜湖市北京中路72发明人时培成李震孙阳敏解文辰肖平李文江奚琳李仁军漆小敏74专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243代理人沈志海54发明名称一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统及其控制方法57摘要本发明提供一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统及其控制方法，将小型高速电机与行。
2、星齿轮减速机构的优势结合起来，并辅以电子盘式制动器，设计传动比大，效率高，结构紧凑的电动汽车用轮边驱动系统；采用电动盘式制动器，电能不需要转化为其他形式的能，避免了制动过程中的能量损失，将高速电机与轮边减速器、电动盘式制动器等进行一体化设计，可使高速电机经过减速增扭后直接驱动车轮运动，具有低成本、高性能、结构简单紧凑、节能环保等特点，将会催生全新的纯电动汽车底盘，在未来有很大的发展前景。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图13页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图13页10申请公布号CN104149598ACN104149598A1/2页21一种具。
3、有电动盘式制动器的轮边驱动系统，包括轮边驱动系统（1），电动盘式制动器（2），轮毂（3），下摆臂（4）和减震系统（5），其特征在于所述轮边驱动系统（1）包括有减速器壳（6），减速器壳（6）左侧上部前后侧依次安装有高速永磁无刷电机（7）和集成有连接板（8），其中高速永磁无刷电机（7）穿过减速器壳（6），减速器壳（6）左侧底部还设置有连接孔（9），减速器壳（6）的右侧固定有开有凹槽的齿圈（10），减速器壳（6）与齿圈（10）之间设置有与齿圈（10）啮合的行星减速系统（11），高速永磁无刷电机（7）的输出轴与行星减速系统（11）相连，齿圈（10）外壳的中间处固定有内轴套（12），内轴套（12）套装有。
4、外轴套（13），行星减速系统（11）穿过齿圈（10）和内轴套（12）与外轴套（13）相连，外轴套（13）外固定安装有制动盘（14），制动盘（14）外侧中间设置有制动盘凸台（15）；所述电动盘式制动器（2）包括有制动器钳支架（16），制动器钳支架（16）下夹有外侧的活动制动块（17）和内侧的固定制动块（18），制动器钳支架（16）采用浮动钳式通过导向销安装在减速器壳（6）上，活动制动块（17）和固定制动块（18）夹住制动盘（14）；所述轮毂（3）的中间为轮毂凸台（19），轮毂凸台（19）与制动盘凸台（15）通过螺栓进行连接从而将轮毂（3）与轮边驱动系统（1）连接在一起；所述下摆臂（4）的一端为下。
5、摆臂接头（19），下摆臂接头（20）上设置有铰接件（21），铰接件（21）与减速器壳（6）的连接孔（9）相连从而将下摆臂（4）与轮边驱动系统（1）连接在一起；所述减震系统（5）包括中间的减震器（22）和最底部的固定件（23），固定件（23）与连接板（8）相连从而将减震系统（5）与轮边驱动系统（1）连接在一起。2如权利要求1所述一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统，其特征在于所述行星减速系统（11）包括有减速齿轮（24），减速齿轮（24）啮合有驱动齿轮（25），驱动齿轮（25）与高速永磁无刷电机（7）的输出轴相连从而将行星减速系统（11）与高速永磁无刷电机（7）相连；减速齿轮（24）中间固定有太。
6、阳齿轮（26），太阳齿轮（26）至少啮合有3个行星齿轮（27），行星齿轮（27）与齿圈（10）相啮合从而将行星减速系统（11）与齿圈（10）相啮合；所述行星齿轮（27）外连接有行星支架（28），行星支架（28）外侧中间设置有动力输出轴（29），动力输出轴（29）穿过内轴套（12）与外轴套（13）相连。3如权利要求1所述一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统，其特征在于所述电动盘式制动器（2）还包括有旋转柱（30）、两个活动件（31）、循环球（32）、伺服电机（33）和密封圈（34），旋转柱（30）设置在固定制动块（18）异于活动制动块（17）的一侧，两个活动件（31）设置在旋转柱（30）的上下两。
7、侧，所述的旋转柱（30）外侧和活动件（31）内侧均有螺旋轨道（35），螺旋轨道（35）中有循环球（32），旋转柱（30）的外侧连接有伺服电机（33），制动器钳支架（16）的内腔有沟槽（36），密封圈（34）安装在沟槽（36）内。4如权利要求1所述一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统，其特征在于所述铰接件（21）包括有铰接柱（37）、铰接套（38）和铰接块（39），铰接柱（37）外套着铰接套（38），铰接套（38）外设置铰接块（39），铰接块（39）与下摆臂接头（20）相连从而将铰接件（21）与下摆臂接头（20）连在一起，铰接柱（37）与减速器壳（6）的连接孔（9）相连从而将铰接件（21）与减速。
8、器壳（6）相连。5如权利要求1所述一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统，其特征在于所述减震系统（5）还包括有连接头（40）、上支承座（41）、螺旋弹簧（42）和下支承座（43），上支承座（41）和下支承座（43）分别设置在减震器（22）的上方和下方，螺旋弹簧（42）包在减震器（23）的外侧，固定件（23）的顶部与下支承座（43）相连，连接头（40）设置在上支承座（41）权利要求书CN104149598A2/2页3的上方。6一种如权利要求15所述具有电动盘式制动器的轮边驱动系统的控制方法，其特征在于首先电子控制单元ECU根据操作指令和车辆实时的运行状况综合控制轮边驱动系统的工作状态；当启动按钮被。
9、触发，启动信号传递到ECU，ECU首先展开整车电控系统的自查程序，确认各电路和元件处于正常工作状态；之后，ECU启动电源控制器和驱动电机控制器，电源控制器打开电路，将电流输送到驱动电机控制器，驱动电机控制器根据ECU发出的启动信号，将电流输送到高速永磁无刷电机7，驱动汽车完成启动工作；ECU控制驱动电机控制器打开电流通道，使高速永磁无刷电机7通电，连接电机主轴的驱动齿轮25开始旋转，驱动与之啮合的减速齿轮24，实现一级减速；减速齿轮24与太阳齿轮26固定连接，太阳齿轮26带动与之啮合的行星齿轮27转动，行星齿轮27中心与行星支架28上的圆柱连接，并在其约束下，在自转的同时，也绕太阳齿轮26旋转。
10、，使得行星支架28产生自转运动，实现二级减速；由于轮毂3与制动盘14上的制动盘凸台15通过螺栓连接，制动盘14固定安装在外轴套13上，行星支架28的动力输出轴29与外轴套13连接，于是当行星支架28旋转时，带动轮毂3，使车轮旋转，驱动汽车行驶；当汽车制动时，ECU控制伺服电机33正转，旋转柱30带动循环球32在螺旋轨道35内运动，将旋转运动转换成直线运动推动固定制动块18向内运动，带动活动制动块17相应运动，由于是浮动钳式安装，左右制动块同时向内夹紧制动盘14，从而产生制动力力矩，压力感应器负责测量制动压力，当压力达到一定限度时，为避免电机烧坏，伺服电机33停止转动，保持在极限位置，此时制动块。
11、中间的带铁芯的磁感线圈通电，产生电磁力继续增加制动力；反之，伺服电机33反转，撤销制动力，车轮恢复运动。权利要求书CN104149598A1/5页4一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统及其控制方法技术领域0001本发明涉及电动汽车的设计与制造领域，尤其涉及一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统及其控制方法。背景技术0002传统的电动汽车只是将内燃机换成电动机，其动力传动系统并无多大改变，其使用的制动器都是气动的或者液压的，由于传动距离长，传动零件多，损耗大，使得电能利用率低，经济性低；低速大扭矩轮毂电机驱动的汽车由于轮毂电机质量大，使得悬架簧下质量增加太大，汽车舒适性降低，同时，轮毂电机体积大，。
12、制造复杂，需要专门生产，成本较高。0003本发明的轮边驱动系统采用一种高速永磁无刷电机，体积较小，可以直接在市场上采购到，传动比较大，效率高，基于其一体化的设计，结构紧凑，传动比大，效率高，具有较好的乘坐舒适性和经济性。同时，该轮边驱动系统有转弯半径小，甚至左右轮反转实现原地转向的优点，可轻易实现四轮驱动和两轮驱动的切换，轻便灵活。发明内容0004针对轿车轮毂电机驱动问题，本发明提供一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统及其控制方法，将小型高速电机与行星齿轮减速机构的优势结合起来，并辅以电子盘式制动器，设计传动比大，效率高，结构紧凑的电动汽车用轮边驱动系统。0005为解决上述问题，本发明提供一种。
13、具有电动盘式制动器的轮边驱动系统，包括轮边驱动系统，电动盘式制动器，轮毂，下摆臂和减震系统；所述轮边驱动系统包括有减速器壳，减速器壳左侧上部前后侧依次安装有高速永磁无刷电机和集成有连接板，其中高速永磁无刷电机穿过减速器壳，减速器壳左侧底部还设置有连接孔，减速器壳的右侧固定有开有凹槽的齿圈，减速器壳与齿圈之间设置有与齿圈啮合的行星减速系统，高速永磁无刷电机的输出轴与行星减速系统相连，齿圈外壳的中间处固定有内轴套，内轴套套装有外轴套，行星减速系统穿过齿圈和内轴套与外轴套相连，外轴套外固定安装有制动盘，制动盘外侧中间设置有制动盘凸台；所述电动盘式制动器包括有制动器钳支架，制动器钳支架下夹有外侧的活动。
14、制动块和内侧的固定制动块，制动器钳支架采用浮动钳式通过导向销安装在减速器壳上，活动制动块和固定制动块夹住制动盘；所述轮毂的中间为轮毂凸台，轮毂凸台与制动盘凸台通过螺栓进行连接从而将轮毂与轮边驱动系统连接在一起；所述下摆臂的一端为下摆臂接头，下摆臂接头上设置有铰接件，铰接件与减速器壳的连接孔相连从而将下摆臂与轮边驱动系统连接在一起；所述减震系统包括中间的减震器和最底部的固定件，固定件与连接板相连从而将减震系统与轮边驱动系统连接在一起。0006进一步改进在于所述行星减速系统包括有减速齿轮，减速齿轮啮合有驱动齿轮，驱动齿轮与高速永磁无刷电机的输出轴相连从而将行星减速系统与高速永磁无刷电机相连；减速齿。
15、轮中间固定有太阳齿轮，太阳齿轮至少啮合有3个行星齿轮，行星齿轮与齿圈相啮合从而将行星减速系统与齿圈相啮合；所述行星齿轮外连接有行星支架，行星支架外侧说明书CN104149598A2/5页5中间设置有动力输出轴，动力输出轴穿过内轴套与外轴套相连。0007进一步改进在于所述电动盘式制动器还包括有旋转柱、两个活动件、循环球、伺服电机和密封圈，旋转柱设置在固定制动块异于活动制动块的一侧，两个活动件设置在旋转柱的上下两侧，所述的旋转柱外侧和活动件内侧均有螺旋轨道，螺旋轨道中有循环球，旋转柱的外侧连接有伺服电机，制动器钳支架的内腔有沟槽，密封圈安装在沟槽内。0008进一步改进在于所述铰接件包括有铰接柱、铰。
16、接套和铰接块，铰接柱外套着铰接套，铰接套外设置铰接块，铰接块与下摆臂接头相连从而将铰接件与下摆臂接头连在一起，铰接柱与减速器壳的连接孔相连从而将铰接件与减速器壳相连。0009进一步改进在于所述减震系统还包括有连接头、上支承座、螺旋弹簧和下支承座，上支承座和下支承座分别设置在减震器的上方和下方，螺旋弹簧包在减震器的外侧，固定件的顶部与下支承座相连，连接头设置在上支承座的上方。0010一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统的控制方法，首先电子控制单元ECU根据操作指令和车辆实时的运行状况综合控制轮边驱动系统的工作状态；当启动按钮被触发，启动信号传递到ECU，ECU首先展开整车电控系统的自查程序，确认。
17、各电路和元件处于正常工作状态；之后，ECU启动电源控制器和驱动电机控制器，电源控制器打开电路，将电流输送到驱动电机控制器，驱动电机控制器根据ECU发出的启动信号，将电流输送到高速永磁无刷电机，驱动汽车完成启动工作；ECU控制驱动电机控制器打开电流通道，使高速永磁无刷电机通电，连接电机主轴的驱动齿轮开始旋转，驱动与之啮合的减速齿轮，实现一级减速；减速齿轮与太阳齿轮固定连接，太阳齿轮带动与之啮合的行星齿轮转动，行星齿轮中心与行星支架上的圆柱连接，并在其约束下，在自转的同时，也绕太阳齿轮旋转，使得行星支架产生自转运动，实现二级减速；由于轮毂与制动盘上的制动盘凸台通过螺栓连接，制动盘固定安装在外轴套上。
18、，行星支架的动力输出轴与外轴套连接，于是当行星支架旋转时，带动轮毂，使车轮旋转，驱动汽车行驶；当汽车制动时，ECU控制伺服电机正转，旋转柱带动循环球在螺旋轨道内运动，将旋转运动转换成直线运动推动固定制动块向内运动，带动活动制动块相应运动，由于是浮动钳式安装，左右制动块同时向内夹紧制动盘，从而产生制动力力矩，压力感应器负责测量制动压力，当压力达到一定限度时，为避免电机烧坏，伺服电机停止转动，保持在极限位置，此时制动块中间的带铁芯的磁感线圈通电，产生电磁力继续增加制动力；反之，伺服电机反转，撤销制动力，车轮恢复运动。0011本发明的有益效果一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统及其控制方法，由于采用。
19、上述的结构，本发明的优点体现在1、采用电动盘式制动器，电能不需要转化为其他形式的能，避免了制动过程中的能量损失；2、将高速电机与轮边减速器、电动盘式制动器等进行一体化设计，可使高速电机经过减速增扭后直接驱动车轮运动，具有低成本、高性能、结构简单紧凑、节能环保等特点，将会催生全新的纯电动汽车底盘，在未来有很大的发展前景。说明书CN104149598A3/5页6附图说明0012图1为本发明简要的结构图。0013图2为本发明的电动盘式制动器的结构图。0014图3为本发明的电动盘式制动器的的剖视图。0015图4为本发明的轮毂结构图。0016图5为本发明的下摆臂结构图。0017图6为本发明的铰接件结构图。
20、。0018图7为本发明的减振系统结构图。0019图8为本发明的轮边驱动系统结构图。0020图9为本发明的减速部分的结构图。0021图10为本发明的内轴套的示意图。0022图11为本发明的外轴套的示意图。0023图12为本发明的制动盘的结构图。0024图13为本发明的制动盘的后视图。0025图14为本发明的减速器壳结构图。0026图15为本发明的减速器壳的后视图。0027图16为本发明的齿圈结构图。0028图17为本发明的行星减速系统结构图。0029图18为本发明的行星减速系统的各齿轮啮合结构图。0030其中1轮边驱动系统，2电动盘式制动器，3轮毂，4下摆臂，5减震系统，6减速器壳，7高速永磁无。
21、刷电机，8连接板，9连接孔，10齿圈，11行星减速系统，12内轴套，13外轴套，14制动盘，15制动盘凸台，16制动器钳支架，17活动制动块，18固定制动块，19轮毂凸台，20下摆臂接头，21铰接件，22减震器，23固定件，24减速齿轮，25驱动齿轮，26太阳齿轮，27行星齿轮，28行星支架，29动力输出轴，30旋转柱，31活动件，32循环球，33伺服电机，34密封圈，35螺旋轨道，36沟槽，37铰接柱，38铰接套，39铰接块，40连接头，41上支承座，42螺旋弹簧，43下支承座。具体实施方式0031为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构。
22、成对本发明保护范围的限定。0032如图118所示，本实施例提供一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统，包括轮边驱动系统1，电动盘式制动器2，轮毂3，下摆臂4和减震系统5；所述轮边驱动系统1包括有减速器壳6，减速器壳6左侧上部前后侧依次安装有高速永磁无刷电机7和集成有连接板8，其中高速永磁无刷电机7穿过减速器壳6，减速器壳6左侧底部还设置有连接孔9，减速器壳6的右侧固定有开有凹槽的齿圈10，减速器壳6与齿圈10之间设置有与齿圈10啮合的行星减速系统11，高速永磁无刷电机7的输出轴与行星减速系统11相连，齿圈10外壳的中间处固定有内轴套12，内轴套12套装有外轴套13，行星减速系统11穿过齿圈10和。
23、内轴套12与外轴套13相连，外轴套13外固定安装有制动盘14，制动盘14外侧中间设置有制动说明书CN104149598A4/5页7盘凸台15；所述电动盘式制动器2包括有制动器钳支架16，制动器钳支架16下夹有外侧的活动制动块17和内侧的固定制动块18，制动器钳支架16采用浮动钳式通过导向销安装在减速器壳6上，活动制动块17和固定制动块18夹住制动盘14；所述轮毂3的中间为轮毂凸台19，轮毂凸台19与制动盘凸台15通过螺栓进行连接从而将轮毂3与轮边驱动系统1连接在一起；所述下摆臂4的一端为下摆臂接头20，下摆臂接头20上设置有铰接件21，铰接件21与减速器壳6的连接孔9相连从而将下摆臂4与轮边驱。
24、动系统1连接在一起；所述减震系统5包括中间的减震器22和最底部的固定件23，固定件23与连接板8相连从而将减震系统5与轮边驱动系统1连接在一起。0033所述行星减速系统11包括有减速齿轮24，减速齿轮24啮合有驱动齿轮25，驱动齿轮25与高速永磁无刷电机7的输出轴相连从而将行星减速系统11与高速永磁无刷电机7相连；减速齿轮24中间固定有太阳齿轮26，太阳齿轮26至少啮合有3个行星齿轮27，行星齿轮27与齿圈10相啮合从而将行星减速系统11与齿圈10相啮合；所述行星齿轮27外连接有行星支架28，行星支架28外侧中间设置有动力输出轴29，动力输出轴29穿过内轴套12与外轴套13相连。0034所述电。
25、动盘式制动器2还包括有旋转柱30、两个活动件31、循环球32、伺服电机33和密封圈34，旋转柱30设置在固定制动块18异于活动制动块17的一侧，两个活动件31设置在旋转柱30的上下两侧，所述的旋转柱30外侧和活动件21内侧均有螺旋轨道35，螺旋轨道35中有循环球32，旋转柱30的外侧连接着伺服电机33，制动器钳支架16的内腔有沟槽36，密封圈34安装在沟槽36内。0035所述铰接件21包括有铰接柱37、铰接套38和铰接块39，铰接柱37外套着铰接套38，铰接套38外设置铰接块39，铰接块39与下摆臂接头20相连从而将铰接件21与下摆臂接头20连在一起，铰接柱37与减速器壳6的连接孔9相连从而将。
26、铰接件21与减速器壳6相连。0036所述减震系统5还包括有连接头40、上支承座41、螺旋弹簧42和下支承座43，上支承座41和下支承座43分别设置在减震器22的上方和下方，螺旋弹簧42包在减震器22的外侧，固定件23的顶部与下支承座43相连，连接头40设置在上支承座41的上方。0037一种具有电动盘式制动器的轮边驱动系统的控制方法，首先电子控制单元ECU根据操作指令和车辆实时的运行状况综合控制轮边驱动系统的工作状态；当启动按钮被触发，启动信号传递到ECU，ECU首先展开整车电控系统的自查程序，确认各电路和元件处于正常工作状态；之后，ECU启动电源控制器和驱动电机控制器，电源控制器打开电路，将电。
27、流输送到驱动电机控制器，驱动电机控制器根据ECU发出的启动信号，将电流输送到高速永磁无刷电机7，驱动汽车完成启动工作；ECU控制驱动电机控制器打开电流通道，使高速永磁无刷电机7通电，连接电机主轴的驱动齿轮25开始旋转，驱动与之啮合的减速齿轮24，实现一级减速；减速齿轮24与太阳齿轮26固定连接，太阳齿轮26带动与之啮合的行星齿轮27转动，行星齿轮27中心与行星支架28上的圆柱连接，并在其约束下，在自转的同时，也绕太阳齿轮26旋转，使得行星支架28产生自转运动，实现二级减速；说明书CN104149598A5/5页8由于轮毂3与制动盘14上的制动盘凸台15通过螺栓连接，制动盘14固定安装在外轴套1。
28、3上，行星支架28的动力输出轴29与外轴套13连接，于是当行星支架28旋转时，带动轮毂3，使车轮旋转，驱动汽车行驶；当汽车制动时，ECU控制伺服电机33正转，旋转柱30带动循环球32在螺旋轨道35内运动，将旋转运动转换成直线运动推动固定制动块18向内运动，带动活动制动块17相应运动，由于是浮动钳式安装，左右制动块同时向内夹紧制动盘14，从而产生制动力力矩，压力感应器负责测量制动压力，当压力达到一定限度时，为避免电机烧坏，伺服电机33停止转动，保持在极限位置，此时制动块中间的带铁芯的磁感线圈通电，产生电磁力继续增加制动力；反之，伺服电机33反转，撤销制动力，车轮恢复运动。0038本发明的轮边驱动。
29、系统的驱动模式有前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动、倒车和差速转向等；一、前轮驱动模式在车辆启动时或在平路行驶时，行驶阻力小，仅由前面两轮驱动即可，采用前轮驱动。此时，ECU控制前轮的两个高速永磁无刷电机7运转，带动前轮成为驱动轮，后轮不工作，成为从动轮。0039二、发动机驱动模式当车辆上小坡时，行驶阻力增大，ECU根据驱动电机控制器反馈的信息，能检测到前轮驱动电机负载过大，由于轴荷后移，为了确保具有良好通过性，故采用后轮驱动。ECU发出信号，开启后轮的两个高速永磁无刷电机7运转，产生驱动力，关闭前轮电机电流通道。0040三、四驱模式在上陡坡或者需要较大的动力性时，ECU检测到正在工作的驱动电机负载。
30、较大，切换到四驱模式，此时ECU将发出控制信号，控制4个驱动轮的驱动电机控制器，使4个高速永磁无刷电机7同时运转，产生足够的驱动力，使汽车具有较好的通过性。0041四、倒车模式车辆需要倒车行驶时，挂上倒车档，ECU收到倒车指令后，将倒车信号发给驱动电机控制器，使高速永磁无刷电机7反转，带动车轮向后运动实现倒车。0042五、差速转向当汽车在弯道转弯时，转动转向盘，转向盘下的转角传感器会把信号传给ECU，ECU控制左右驱动电机差速转动，使汽车转向，当达到临界状态，即左右车轮驱动电机等速反向转动时，汽车可实现原地转向，轮边驱动正是因为小半径转向的优点，提高了汽车的灵活性。说明书CN104149598。
31、A1/13页9图1说明书附图CN104149598A2/13页10图2图3说明书附图CN104149598A103/13页11图4图5说明书附图CN104149598A114/13页12图6说明书附图CN104149598A125/13页13图7说明书附图CN104149598A136/13页14图8说明书附图CN104149598A147/13页15图9图10说明书附图CN104149598A158/13页16图11图12说明书附图CN104149598A169/13页17图13说明书附图CN104149598A1710/13页18图14说明书附图CN104149598A1811/13页19图15图16说明书附图CN104149598A1912/13页20图17说明书附图CN104149598A2013/13页21图18说明书附图CN104149598A21。