本實用新型屬于電動汽車技術領域，尤其涉及一種可以驅動電動汽車車輪獨立且中心轉向的輪轂電動汽車后懸架獨立且中心轉向裝置。

背景技術：

汽車工業的高速發展以及人們對于汽車使用需求的不斷增加，帶動了汽車產量和保有量的持續上升，從而加劇了人們目前普遍關注的能源問題和環境問題。純電動汽車具有低噪聲、無污染、能量來源多樣化、能量效率高的特點，是解決城市中汽車問題的重要途徑。發展純電動汽車對調整我國產業結構、提高重點領域的創新能力和市場競爭能力，促進經濟社會協調發展具有深遠影響。從汽車工業的發展來看，電動汽車的迅速發展具有不可逆的趨勢。

近幾十年來，發達國家為電動汽車的開發投入了大量的人力和財力，電動汽車的各項相關技術取得了重大的進展。從1976年美國制訂電動車輛研究計劃以來，通用公司和福特公司都投入大量資金進行電動汽車的研發，但是由于純電動汽車的價格太高且續航里程未能滿足使用者的需求，因此諸如EV-1、Chrysler EPIC等已相繼停產。然而美國國家實驗室還在繼續進行純電動汽車的先進驅動系統、先進電池及其管理系統等的深入研究。歐洲各國成立了歐洲電動汽車協會，并得到歐洲經濟委員會的支持和資助。日本政府一直很重視電動汽車的發展，很早就制定了電動汽車發展計劃。在我國，自“八五”以來，電動轎車、電動公交客車、電動車輛系統設計與開發、子系統與零部件研制、能量存儲裝置、示范運行和標準制定及政策研究等多方面都取得了諸多成果。清華大學早在1990年北京國際EV展覽會上就展出了EV6580型電動小客車，在那以后又為多家汽車制造廠商開發和研制了多種EV、HEV、FCEV等功能樣車。 電動汽車的發展在我國已形成了共識，但鑒于技術上的制約及現實國情的因素，我國對電動汽車的各種研究，絕大多數都只能建立在改裝車的基礎上。電動汽車要走向市場化、實用化，必須從其本身的特點出發，進行真正意義上的電動汽車設計，才能從本質上提高整車的性能。特別是作為電動汽車重要部件的汽車轉向系統的設計，成為電動汽車研發的重中之重。

汽車轉向系統是用來按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向，保持汽車安全穩定行駛的機構。傳統汽車轉向系統一般遵循阿克曼轉向模型，所有車輪軸線的延長線相交于一點，該轉向模型可以避免車輪因相對地面滑動而產生的附加阻力，減輕輪胎磨損。隨著輪轂電動汽車技術的應用，將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內，使得汽車的機械部件大大簡化，但其并沒有一個成熟的轉向系統，由于輪轂電機技術的特點，整個轉向系統顛覆了傳統轉向系統的結構，傳統的轉向系統并不能成功的與輪轂電動汽車的車輪相匹配，并伴隨著無人駕駛和駕駛輔助系統等技術的發展，阿克曼轉向模型的傳統轉向系統也并不能較好的實現所需的車輪單獨驅動轉向、轉向中心不變、實時四驅、原地轉向等功能。

目前多輪獨立驅動電動汽車通常是采用兩個或兩個以上的驅動電機獨立驅動及控制各驅動輪進行旋轉，此種驅動方式具有結構簡潔、傳動高效和操控特性優越等優點，已成為電動汽車研究開發的前沿方向之一。將線控轉向技術導入多輪獨立驅動電動汽車而形成的線控多輪獨立驅動、獨立轉向電動汽車技術，將最大限度地發揮電動汽車的轉向驅動性能和操控特性，形成未來先進電動汽車的技術平臺。而機電一體化線控獨立轉向系統的結構方案及其控制策略是實現這一技術平臺的關鍵技術。但是，因多輪獨立線控轉向系統是由多個轉向電機獨立控制多個轉向輪而成，且該轉向系統中的各轉向輪是線控獨立轉向，沒有通常機械式轉向系統中各轉向輪間連桿聯動轉向的特點，所以，只要有至少一個轉向電機系統出現不能控制驅動的故障，將招致整個線控獨立轉向系統陷入癱瘓而喪失正常的轉向行駛功能。而由概率論易知，多個獨立轉向電機中出 現至少一個電機系統故障的概率遠大于一個轉向電機驅動所有轉向輪作非獨立轉向的情形。如果沒有合理的轉向電機系統故障應對措施，必然要求各獨立轉向電機系統具有極高的工作可靠性才可以，而現實中這是難于保證的。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種輪轂電動汽車后懸架獨立且中心轉向裝置，旨在其不僅可以與輪轂電動汽車的車輪完全相匹配，避免出現轉向系統不匹配問題，而且轉向輕便、“路感”良好、在實現定點360度轉向時不會產生主銷偏移距，同時，在轉向時能保持轉向中心不變、減小車輛轉彎半徑及實現各車輪單獨驅動與原地轉向。

本實用新型是這樣實現的，一種輪轂電動汽車后懸架獨立且中心轉向裝置，用于實現電動汽車的四輪獨立轉向及中心轉向，所述輪轂電動汽車后懸架四輪獨立且中心轉向裝置包括轉向電機、懸架系統、車輪系統及轉向系統；所述轉向系統連接在所述轉向電機的下端，所述懸架系統連接在所述轉向系統的下端，所述車輪系統通過車輪系統面板連接在所述懸架系統的下端；所述懸架系統垂直設置在所述轉向系統與所述車輪系統之間，所述轉向電機的輸出軸、所述轉向系統的傳動軸、所述懸架系統的轉動中心及所述車輪系統的車輪輪胎的側向中心共軸設置，且保持在同一直線上，所述轉向系統產生電動汽車轉向所需的扭矩并通過所述懸架系統將該扭矩傳遞至所述車輪系統實現轉向；所述轉向系統包括方鋼、沉頭環、懸架上面板、回轉支承軸承及推力球軸承，所述回轉支承軸承的內圈與所述傳動軸通過螺栓連接，所述回轉支承軸承的外圈與所述方鋼螺栓連接并通過所述方鋼連接至車身上，所述推力球軸承的軸圈與所述傳動軸過盈配合且夾在所述懸架上面板與所述沉頭環之間，所述推力球軸承用于將路面不平導致的對所述回轉支承軸承產生的沖擊作用在所述方鋼上。

進一步地，前述的轉向系統包括第一螺栓、第二螺栓、第一螺母、回轉支承軸承沉頭孔及第二螺母，所述傳動軸與所述轉向電機的輸出軸通過鍵連接， 所述傳動軸通過所述第一螺栓、所述第一螺母與所述懸架上面板螺栓連接；所述回轉支承軸承的內圈和外圈通過所述第一螺栓及所述第二螺栓分別與所述傳動軸及所述方鋼螺栓連接；所述第一螺栓的下端與所述第一螺母固定，所述第二螺栓的下端與所述第二螺母固定；所述回轉支承軸承沉頭孔設置在所述回轉支承軸承的外圈以收容所述第二螺栓的上端于其中。

進一步地，前述的回轉支承軸承的型號為RU66UUCCOP5，其內、外圈相互獨立轉動，互不干擾；所述第一螺栓的規格為M4×65，所述第二螺栓的規格為MSB4.5-15/M3。

進一步地，前述的沉頭環的下表面承載在所述推力球軸承的上表面上，所述沉頭環的上表面與所述方鋼的下表面接觸，所述第二螺母及第二螺栓的下端收容在所述沉頭環的沉頭孔內，且所述第二螺栓與所述第二螺母相連接的表面在所述沉頭環的開口內保持平齊。

進一步地，前述的沉頭環與所述傳動軸過度配合，所述第二螺母的規格為M3，所述推力球軸承的型號為51213。

進一步地，前述的推力球軸承為分離性軸承，其軸圈與所述傳動軸過盈配合；所述推力球軸承的座圈與所述傳動軸之間具有間隙；所述推力球軸承與所述沉頭環及所述懸架上面板接觸并夾緊，所述推力球軸承的座圈與所述沉頭環及車架保持相對靜止，所述推力球軸承的軸圈與所述傳動軸過盈配合且隨所述傳動軸及所述懸架系統轉動。

本實用新型與現有技術相比，有益效果在于：本實用新型實施例提供的輪轂電動汽車后懸架獨立且中心轉向裝置，通過轉向電機將轉矩輸出，帶動整個懸架系統及車輪系統的轉動；同時，所述轉向電機的輸出軸、所述轉向系統的傳動軸、所述懸架系統的轉動中心及車輪輪胎的側向中心共軸設置，保持在同一直線上，從而使所述轉向裝置不僅可以與輪轂電動汽車的車輪完全相匹配，避免出現轉向系統不匹配問題，而且轉向輕便、“路感”良好、在實現定點360度轉向時不會產生主銷偏移距，同時，在轉向時能保持轉向中心不變、減小車 輛轉彎半徑及實現車輪單獨驅動與原地轉向。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的輪轂電動汽車后懸架獨立且中心轉向裝置所應用的輪轂電動汽車四分之一懸架的結構示意圖。

圖2是圖1中的輪轂電動汽車后懸架獨立且中心轉向裝置的局部結構示意圖。

圖3是圖1中的輪轂電動汽車后懸架獨立且中心轉向裝置的轉向系統的剖視圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

請參閱圖1所示，本實用新型提供的輪轂電動汽車后懸架獨立且中心轉向裝置用于驅動電動汽車的車輪進行獨立轉向及中心轉向，所述轉向裝置應用在輪轂電動汽車的后懸架上。所述轉向裝置包括轉向電機100、轉向系統200。所述轉向系統200連接在所述轉向電機100的下端，所述懸架系統300連接在所述轉向系統200的下端，所述車輪系統400通過車輪系統面板連接在所述懸架系統300的下端。所述懸架系統300垂直設置在所述轉向系統200與所述車輪系統400之間，所述轉向系統200產生所述電動汽車轉向所需的扭矩并通過所述懸架系統300將所述扭矩傳遞至所述車輪系統400進行轉向。在本實施例中，所述轉向電機100的輸出軸(未標號)，所述轉向系統200的傳動軸1(請參圖2及圖3所示)，所述懸架系統300的轉動中心及所述車輪系統400的車輪輪胎(未標號)的側向中心共軸設置，且保持在同一直線上，從而保證所述轉向系統200在轉向時不會出現主銷偏移距，確保轉向中心不變。

請接合圖2及圖3所示，所述轉向系統包括傳動軸1、方鋼4、沉頭環5、懸架上面板6、回轉支承軸承8及推力球軸承11，所述回轉支承軸承8的內圈與所述傳動軸1通過螺栓連接，所述回轉支承軸承8的外圈與所述方鋼4螺栓連接并通過所述方鋼4連接至車身(未標號)上，所述推力球軸承11的軸圈與所述傳動軸1過盈配合且夾在所述懸架上面板6與所述沉頭環5之間，所述推力球軸承11用于將路面不平導致的對所述回轉支承軸承8產生的沖擊作用在所述方鋼4上。

所述轉向系統200具有傳動軸1、方鋼4、沉頭環5、懸架上面板6、回轉支承軸承8及推力球軸承11外，還包括第一螺栓2、第二螺栓3、第一螺母7及第二螺母10。所述傳動軸1與所述轉向電機100的輸出軸通過鍵連接，所述傳動軸1通過所述第一螺栓2與所述回轉支承軸承8內圈的螺栓孔與所述懸架上面板6螺栓連接，從而將所述轉向電機100的動力傳遞至所述懸架系統300及所述車輪系統400以帶動所述懸架系統300及所述車輪系統400轉動。所述回轉支承軸承8的內圈和外圈通過所述第一螺栓2及所述第二螺栓3分別與所述傳動軸1及所述方鋼4螺栓連接。所述第一螺栓2的下端與所述第一螺母7固定，所述第二螺栓3的下端與所述第二螺母10固定。所述回轉支承軸承沉頭孔9在所述回轉支承軸承8的外圈以收容所述第二螺栓3的上端于其中。在本實施例中，所述回轉支承軸承8的型號為RU66UUCCOP5，其內、外圈相互獨立轉動，互不干擾。所述第一螺栓2的規格為M4×65，所述第二螺栓3的規格為MSB4.5-15/M3。

所述方鋼4套設在所述傳動軸1的外側且所述回轉支承軸承8位于所述方鋼4內部，所述方鋼4連接至所述電動汽車的車身上。所述沉頭環5的下表面承載在所述推力球軸承11的上表面上，所述沉頭環5的上表面與所述方鋼4的下表面接觸，所述第二螺母10及第二螺栓3的下端收容在所述沉頭環5的開口(未標號)內，且所述第二螺栓3與所述第二螺母10相連接的表面在所述開口內保持平齊。在本實施例中，所述沉頭環5的作用是為了防止所述第二螺栓 3及所述第二螺母10所造成的裝配干涉，所述沉頭環5與所述傳動軸1過度配合。所述第二螺母10的規格為M3，所述推力球軸承11的型號為51213。

可以理解，所述沉頭環5可根據電動汽車的實際需要改變其厚度及其半徑，只要所述沉頭環5與所述傳動軸1過度配合即可。

所述推力球軸承11的軸圈與所述傳動軸1過盈配合。在本實施例中，所述推力球軸承11為一種分離性軸承，其軸圈與所述傳動軸1相配合；其座圈與所述傳動軸1之間具有間隙。所述推力球軸承11與所述沉頭環5及所述懸架上面板6接觸并夾緊，所述推力球軸承11的座圈與所述沉頭環5及車架保持相對靜止，而其軸圈與所述傳動軸1過盈配合且隨所述傳動軸1及所述懸架系統300轉動。所述推力球軸承11的設計使得路面不平導致的對所述轉向系統200的沖擊作用在所述方鋼4上，從而可避免因路面對所述轉向系統200的沖擊直接作用在所述回轉支承軸承8上而造成損害所述回轉支承軸承8。

本實用新型實施例提供的輪轂電動汽車后懸架獨立且中心轉向裝置，通過轉向電機將轉矩輸出，帶動整個懸架系統及車輪系統的轉動；同時，所述轉向電機的輸出軸、所述轉向系統的傳動軸、所述懸架系統的轉動中心及車輪輪胎的側向中心共軸設置，保持在同一直線上，從而使所述轉向裝置不僅可以與輪轂電動汽車的車輪完全相匹配，避免出現轉向系統不匹配問題，而且轉向輕便、“路感”良好、在實現定點360度轉向時不會產生主銷偏移距，同時，在轉向時能保持轉向中心不變、減小車輛轉彎半徑及實現車輪單獨驅動與原地轉向。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。