一种具有提升驱动桥的分布式电驱动挂车

本发明涉及汽车设计，具体涉及一种具有提升驱动桥的分布式电驱动挂车。

背景技术：

1、重型牵引挂车由牵引车与挂车组成，具有运输量大、成本低、经济性高的优势，在货物运输中得到广泛应用。汽车排放是我国碳排放的主要来源之一。在半挂车上增加电驱动系统，能在满足车辆动力性、经济性的基础上，为我国节能减排的实现起到重要推动作用。

2、发明人在实现在发明的过程中发现：

3、当前，电动汽车的驱动系统主要有集中式电驱动系统、分布式电驱动系统。集中式电驱动系统使用最广泛，其在结构上继承了传统燃油汽车，对整车驱动系统的布置改动较小，但其传动部件较多，传动效率较低。分布式驱动电动汽车通过将电机置于车轮内或者车轮边，取消了传动轴与差速器，提高了动力的传递效率，可实现对车轮的独立驱动，便于通过附加横摆力矩的控制来提高汽车行驶稳定性。

4、现有重型牵引挂车在狭小空间中转向时，由于车体过长，不易操纵，对驾驶员的驾驶技术要求过高，降低了运输效率，增加了运输成本。

5、现有具有驱动能力的分体半挂车多配有转向机构，由驾驶员在挂车操纵台上对车辆进行操控，增加了结构的复杂度，挂车的转向能力受限于转向机构，难以解决极小空间内挂车的转向问题。

6、同时，现有分布式驱动挂车的驱动桥在车辆运行的过程中始终与地面接触，当半挂车电池电量不足时，轮胎仍与地面接触，电机的损耗与轮胎的滚动阻力增加了车辆的行驶阻力，降低了整车的经济性。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种具有提升驱动桥的分布式电驱动挂车，考虑挂车配置可升降的提升气囊驱动桥，提升气囊驱动桥内部左右两侧封装有两个电机总成、可单独驱动所连接的车轮；配置挂车遥控器，可对挂车进行操纵，在狭小空间内可将牵引车与挂车分离，由挂车遥控器操控挂车的行驶轨迹，通过控制车轮的旋转方向可以实现挂车原地转向，以解决车辆在狭小空间内的转向难题；驾驶室内配置提升气囊驱动桥操纵面板，驾驶员通过控制面板控制提升气囊驱动桥的升降，当动力电池电量充足时，驾驶员根据情况操纵驱动桥降下，驱动桥参与驱动，提升整车动力性与稳定性；当动力电池电量不足时，驾驶员根据情况操纵驱动桥升起，可减小行驶阻力，提升整车经济性。

2、为了实现所述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有提升驱动桥的分布式电驱动挂车，包括牵引车、挂车，牵引车后部设有鞍座，挂车包括挂车本体和挂车车架，其特征在于：挂车本体前端底部可拆卸铰接于鞍座上、与鞍座正对的位置设有测距传感器，通过测距传感器判定挂车与牵引车连接与否；

3、挂车车架前部设有可升降的前提升气囊驱动桥、后部设有可升降的后提升气囊驱动桥，前提升气囊驱动桥、后提升气囊驱动桥之间的车架上设有支撑桥，支撑桥两端连接有挂车支撑轮，前提升气囊驱动桥、后提升气囊驱动桥通过设在驾驶室内的提升气囊驱动桥控制面板控制升降；

4、前提升气囊驱动桥的两端连接有挂车前轮，后提升气囊驱动桥两端连接有挂车后轮，挂车前轮、挂车后轮分别通过单独设置的电机总成驱动；

5、挂车车架上设有动力电池、电机控制器，动力电池与电机控制器电性连接，每个单独设置的电机总成均与电机控制器电性连接，电机控制器内集成遥控信号接收器、配置有相应的挂车遥控器，挂车遥控器用于控制挂车前轮和挂车后轮的运动方向。

6、对上述技术方案进一步改进在于：所述前提升气囊驱动桥、后提升气囊驱动桥结构相同，均包括气囊提升机构、桥壳、左电机总成、右电机总成，气囊提升机构包括设在车架横梁上下的上安装座和下安装座，上安装座和下安装座通过穿设在横梁上的导向杆相连接、导向杆与横梁滑动配合，上安装座与横梁之间设有提升气囊，下安装座固定在桥壳上。

7、对上述技术方案进一步改进在于：所述前提升气囊驱动桥和后提升气囊驱动桥的提升气囊通过电磁阀与设在牵引车上的气源相连接，电磁阀设在挂车车架前部、与驾驶室内的提升气囊驱动桥控制面板相连接。

8、对上述技术方案进一步改进在于：所述测距传感器用于判定挂车与牵引车连接与否，具体判定方法为：测距传感器用于测量挂车车体底面与鞍座之间的垂直高度，以最大高度为10mm为例，

9、当高度小于或等于10mm时，判定挂车与牵引车连接，此状态下电机控制器拒收遥控命令、无法用挂车遥控器对挂车进行控制；

10、当高度大于10mm时，判定挂车与牵引车分离，此时实际测定的是挂车与地面的高度，挂车遥控器在挂车与牵引车分离的情况下，电机控制器接收遥控命令、控制挂车行驶及转向或原地转动。

11、对上述技术方案进一步改进在于：所述挂车本体与鞍座的铰接处设有转角传感器，转角传感器与电机控制器相连接，电机控制器通过转角传感器传输的数据调节每个挂车前轮、挂车后轮的输出力矩，以提升牵引挂车在行驶过程中的操纵稳定性。

12、对上述技术方案进一步改进在于：电机控制器调节每个挂车前轮、挂车后轮的输出力矩的方法为：

13、（1）以牵引车的方向盘转角δ与整车车速vx为输入，经线性三自由度参考模型模块计算得出理想铰接角θi；

14、（2）将理想铰接角θi与转角传感器测量出的实际铰接角θ之差输入至附加横摆力矩计算模块，得出附加横摆力矩δm；

15、（3）将牵引车的加速踏板开度α、制动踏板开度β与整车车速vx输入至纵向力矩计算模块，计算得到纵向需求力矩tq；

16、（4）将δm与tq输入至力矩分配模块，得到挂车前轮、挂车后轮的输出力矩，经电机总成最终输出至各车轮。

17、有益效果：与现有技术相比，本发明具备以下效果：

18、①提高了挂车机动性，对驾驶员的驾驶能力要求降低，提升了运输效率；②降低转向机构的复杂度，可实现挂车原地转向；③提升了整车动力性、经济性、操纵稳定性。

技术特征：

1.一种具有提升驱动桥的分布式电驱动挂车，包括牵引车、挂车，牵引车后部设有鞍座，挂车包括挂车本体和挂车车架，其特征在于：挂车本体前端底部可拆卸铰接于鞍座上、与鞍座正对的位置设有测距传感器，通过测距传感器判定挂车与牵引车连接与否；

2.根据权利要求1所述的一种分布式电驱动挂车，其特征在于：所述前提升气囊驱动桥、后提升气囊驱动桥结构相同，均包括气囊提升机构、桥壳、左电机总成、右电机总成，气囊提升机构包括设在车架横梁上下的上安装座和下安装座，上安装座和下安装座通过穿设在横梁上的导向杆相连接、导向杆与横梁滑动配合，上安装座与横梁之间设有提升气囊，下安装座固定在桥壳上。

3.根据权利要求1或2所述的一种分布式电驱动挂车，其特征在于：所述前提升气囊驱动桥和后提升气囊驱动桥的提升气囊通过电磁阀与设在牵引车上的气源相连接，电磁阀设在挂车车架前部、与驾驶室内的提升气囊驱动桥控制面板相连接。

4.根据权利要求3所述的一种分布式电驱动挂车，其特征在于：所述测距传感器用于判定挂车与牵引车连接与否，具体判定方法为：测距传感器用于测量挂车车体底面与鞍座之间的垂直高度，以最大高度为10mm为例，

5.根据权利要求1或2或4所述的一种具有提升驱动桥的分布式电驱动挂车，其特征在于：所述挂车本体与鞍座的铰接处设有转角传感器，转角传感器与电机控制器相连接，电机控制器通过转角传感器传输的数据调节每个挂车前轮、挂车后轮的输出力矩。

6.根据权利要求5所述的一种具有提升驱动桥的分布式电驱动挂车，其特征在于：所述电机控制器调节每个挂车前轮、挂车后轮的输出力矩的方法为：

技术总结
本发明公开了一种具有提升驱动桥的分布式电驱动挂车，包括牵引车、挂车，挂车前端底部铰接于鞍座上、与鞍座正对的位置设有测距传感器及转角传感器，挂车车架前、后设有可升降的提升气囊驱动桥，中间设有支撑桥，提升气囊驱动桥通过设在驾驶室内的提升气囊驱动桥控制面板实现升降；前后提升气囊驱动桥上的挂车前轮、挂车后轮均通过单独设置的电机总成驱动；挂车车架上设有动力电池、电机控制器，每个单独设置的电机总成均与电机控制器电性连接，电机控制器内集成遥控信号接收器、配置有挂车遥控器，挂车与牵引车分离时、挂车遥控器可控制挂车的运动方向。本发明提高了挂车机动性、降低转向机构的复杂度，提升了整车动力性、经济性、操纵稳定性。

技术研发人员：王保华,王伟龙,孙雨辰,张晓林,柳泽坤,李龙骧,万惠修,朱远志,吴华伟
受保护的技术使用者：湖北汽车工业学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13