重心可變的汽車的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種重心可變的汽車，包括電池組；傳感器，所述傳感器用于檢測汽車的駕駛狀況；控制器，用于根據接收到的駕駛狀況信息發送控制信號至驅動機構；以及，驅動機構，用于根據控制信號驅動所述電池組移動，以改變汽車的重心位置適應所述駕駛狀況。所述汽車的電池組可以根據不同的駕駛狀況移動進而改變汽車重心位置，使駕駛更穩定舒適，行車更安全。
【專利說明】重心可變的汽車
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車領域，特別涉及一種重心可變的汽車。
【背景技術】
[0002]在汽車行駛過程中，加減速通常會造成車頭的下沉或抬升，高速轉彎時通常會造成車身側傾，這嚴重影響了駕駛安全性和乘坐的舒適度。
實用新型內容
[0003]本實用新型解決的問題是提供一種重心可變的汽車，適應駕駛狀況，使得駕駛更穩定舒適，行車更安全。
[0004]為解決上述問題，本實用新型提供一種重心可變的汽車，包括電池組；傳感器，所述傳感器用于檢測汽車的駕駛狀況；控制器，用于根據接收到的駕駛狀況信息發送控制信號至驅動機構；以及，驅動機構，用于根據控制信號驅動所述電池組移動，以改變汽車的重心位置適應所述駕駛狀況。
[0005]可選地，所述電池組安裝在正交軌道系統上，所述正交軌道系統使得所述電池組的移動軌跡位于平行于地面的平面上。
[0006]可選地，所述傳感器包括轉向角傳感器，用于檢測汽車的轉向角。
[0007]可選地，當所述轉向角傳感器檢測到轉向角時，所述驅動機構驅動所述電池組向著轉向方向移動。
[0008]可選地，當汽車轉彎時，所述電池組移動的量與所述角加速度、載重以及電池組的重量相關。
[0009]可選地，所述傳感器包括行駛速度傳感器，用于檢測汽車的行駛速度，當所述行駛速度傳感器檢測到加速時，所述驅動機構驅動所述電池組向著汽車前進方向移動。
[0010]可選地，當所述行駛速度傳感器檢測到減速時，所述驅動機構驅動所述電池組向著汽車前進方向的相反方向移動。
[0011]可選地，當汽車加速或減速時，所述電池組移動的量與所述加速度、載重以及電池組的重量相關。
[0012]可選地，所述重心可變的汽車還包括汽車導航系統，所述控制器根據導航系統提供的導航信息發送控制信號給驅動機構。
[0013]可選地，所述傳感器可以采用車身穩定控制系統，例如ESP/DSC來實現。
[0014]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0015]由于電池組自有的重量通常對汽車的重心位置具有顯著影響，本實用新型的汽車，通過控制電池組的移動，從而實現根據具體的駕駛情況實時改變汽車的重心位置，使得汽車駕駛更穩定舒適，行車更安全。特別是，對于大多數電動汽車而言，電池組通常都安裝在汽車車體較底部的位置，因此，只需要控制電池組在與地面平行的正交軌道系統上移動即可適應不同的駕駛情況。此外，本實用新型的汽車還可以利用汽車導航信息，提前獲知汽車重心位置改變的不同需求，進而使電池組移動到最佳位置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1示出了本實用新型實施例的一種重心可變的汽車；
[0017]圖2示出了本實用新型實施例的重心可變的汽車重心控制系統模塊示意圖框圖；
[0018]圖3示出了汽車在加速狀態下改變汽車重心的示意圖；
[0019]圖4示出了汽車在轉彎時改變汽車重心的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為詳細說明本實用新型的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0021]汽車的重心(Center of Gravity, CG)位置對于穩定汽車的動態駕駛性能有直接影響。通常情況下，汽車的重心位置是固定不變的，然而，在汽車的行駛過程中，如果能夠根據具體的駕駛情況實時改變汽車的重心，則能夠帶來更好的行駛操作性。例如，在大多數情況下，汽車的重心都適宜處于較低位置，即靠近地面；在加速時，汽車的重心適宜靠前，即靠向車頭方向；在減速、剎車時，汽車的重心適宜靠后，即遠離車頭方向；在轉彎時，適宜靠向汽車轉彎的方向。汽車的重心受到各種因素影響，例如，自重、乘客重量、車頂架負載、行李重量等。
[0022]電動汽車的電池組通常具有大約200至300公斤以上的重量，其位置的改變能夠顯著地影響汽車的重心位置。
[0023]本實用新型通過改變汽車電池組的位置從而實現根據具體的駕駛情況實時改變汽車的重心。
[0024]圖1示出了本實用新型的重心可變的汽車俯視示意圖。如圖所示，汽車10包括電池組20 (Battery Pack)。圖1中所示電池組20處于原始未移動位置，位于汽車10的大概中間位置處。所述電池組20的移動軌跡在相對地面的平面上，即沿著箭頭所示的方向向前(即，向著汽車前進方向移動，X軸反方向)、向后(即，向著汽車前進方向的相反方向移動，X軸方向)、向左(Y軸反方向)或向右(Y軸方向)移動。
[0025]在本實用新型的一個具體實施例中，電池組安裝在正交軌道(Orthogonal Rails)系統30上，從而實現電池組的前后左右移動。所述正交的軌道系統30用于提供電池組移動的軌道，所述軌道組成的平面平行地面的XY軸構成的平面。在垂直地面的Z軸方向上，由于汽車的電池組安裝位置比較低下，較符合汽車在大多數駕駛狀況下重心位置都較低的需求，因此，無需在Z軸方向上改變電池組的位置。圖1中虛線示出了所述電池組的正交軌道系統的移動面。具體地，在X軸方向，電池組20的移動用以校正因汽車載重、爬坡等因素造成的重心變化，在Y軸方向，電池組20的移動用以校正因汽車轉彎的因素造成的重心變化。也就是說，對于給定的汽車載重，電池組將沿X軸移動到一給定的位置。當汽車行駛在平坦、彎曲的道路上時，通常電池組在X軸的位置保持不變，但是在道路轉彎時，電池組將沿Y軸實時移動，以便改善汽車行駛的穩定性。
[0026]圖2示出了本實用新型實施例的汽車重心控制系統模塊示意圖框圖。通過設置若干傳感器探測汽車的駕駛狀況，并進而根據駕駛狀況信息控制電池組的移動改變汽車重心，以配合不同的駕駛狀況。具體地，該重心可變的汽車控制系統包括多個傳感器，重心調整控制器 50 (CG controller)和驅動機構 60 (Actuators)。
[0027]具體的,所述多個傳感器進一步可以包括轉向角(Steer angle)傳感器401、行駛速度傳感器402、剎車信號傳感器403、風門/油門(Throttle)傳感器404、載重傳感器405等。所述重心調整控制器50與所述多個傳感器電性連接，用于接收傳感器檢測到的汽車行駛狀況信息，并進而根據具體的汽車行駛狀況發送控制信號給驅動機構60。所述驅動機構60連接至汽車的電池組20(圖2中未圖示)，根據接收到的控制信號驅動電池組20在正交軌道系統30上前后左右移動。
[0028]上述多個傳感器只是示例而已，可以進行增加或者減少，任何需要改變汽車重心位置來適應行駛狀況的改變，都可以通過設置對應的傳感器來檢測該行駛狀況，并傳送至重心調整控制器50。所述傳感器可以采用車身穩定控制系統(ESP/DSC，ElectronicStability Program/Dynamic Stability Control)來控制。
[0029]目前，大多數電動汽車都具有智能導航系統，其可以在汽車行駛過程中預測可能遇到的道路、交通環境等駕駛狀況，例如，可以預測汽車接下來需要轉彎或爬坡等，以便提醒駕駛員實現安全、有效駕駛。
[0030]根據本實用新型的一個實施例，所述重心可變的汽車還包括導航系統(未圖示)，用以提供汽車導航信息，所述重心調整控制器50與所述汽車導航系統連接，用以根據汽車導航信息發送控制信號給驅動機構60。由于導航信息的提前預見性，因此可以使得汽車提前獲知汽車重心位置改變的不同需求，進而使電池組移動到最佳位置。
[0031 ] 圖3示出了汽車在加速狀態下改變汽車重心的示意圖。如圖3所示，汽車在行駛過程中利用前述的傳感器分別采集不同的駕駛信息，上述駕駛狀況信息發送至重心調整控制器50，重心調整控制器50根據接收到的駕駛狀況信息判斷出當前汽車處于加速狀態。如前所述，當汽車加速時，汽車的重心適宜靠前，即靠向汽車行駛方向，因此，此時重心調整控制器50判斷出需要將電池組朝向汽車行駛方向移動，以滿足車輛加速時對汽車重心的要求。重心調整控制器50基于上述電池組移動方向的判斷結果控制驅動機構60，并進而驅動所述電池組在正交軌道系統上沿著X軸反方向移動，以適應加速的行駛狀況。
[0032]作為本實用新型的一個實施例，在車輛減速或剎車時，所述重心調整控制器50驅動所述電池組向著車輛前進方向的相反方向移動，即，驅動所述電池組在正交軌道系統上沿著X軸正方向移動，其具體實現方案與汽車加速時類似，在此不予贅述。
[0033]作為本實用新型的其他實施例，在車輛轉彎時，所述重心調整控制器50驅動所述電池組向著車輛轉彎方向移動，所述車輛轉彎方向可以包括驅動所述電池組在正交軌道系統上沿著X軸和/或Y軸方向移動。
[0034]圖4示出了汽車在轉彎時改變汽車重心的示意圖。在車輛如圖4所示向左轉彎時，重心調整控制器50根據接收到的駕駛狀況信息判斷出當前汽車處于轉彎狀態，所述重心調整控制器50驅動所述電池組向著車輛轉彎方向移動。當轉動方向盤驅動汽車向某方向，例如向左轉彎時，通常汽車車體與汽車懸掛系統之間由于慣性的緣故有向右(順時針方向，如圖4中向右箭頭所示)側傾的趨勢。本實用新型實施例提供的重心可變的汽車，當汽車左轉時，驅動電池組向著車輛轉彎方向移動，即，汽車的重心位置也向左移動。因此，調整后的汽車重心位置將對汽車重心施加一個與順時針力矩反方向的恢復力矩(逆時針)，如此，降低了汽車的側傾角，提高行駛安全性能。
[0035]具體地,如圖4所示,虛線圓圈表示重心原始位置,實線表示重心移動后位置,m代表汽車的簧載質量(所謂簧載質量，指的是由汽車懸掛系統所承載的質量)，h代表汽車重心與滾動軸A心之間的距離，其中，滾動軸心A是由懸掛系統平面定義的。需要了解的是，如前所述，本實施例中汽車電池組對汽車的簧載質量m具有關鍵性影響。在汽車電池組未移動，即汽車重心未改變的情況下，當汽車左轉時，簧載質量m以滾動軸心A為中心、h為力臂半徑轉動，即，側傾角Rl由順時針方向的力矩mXh產生。根據本實用新型，當汽車左轉時，所述電池組在正交軌道系統上沿著與轉彎一致的方向，向左移動一段距離S，如此，使得簧載質量m水平移動距離S，從而產生與前述順時針力矩反方向的恢復力矩mX S。這樣，汽車的側傾角由圖示的Rl降低為R2。
[0036]對于一輛中型電動汽車而言，采用本實用新型前述的重心可變的汽車控制系統，在車輛轉彎時，若移動重約300kg的電池組約300mm，將可以減少約20 %至25 %的汽車重心轉移量以及側傾角度，因此減少了高速轉彎時車身側傾的可能性，提高行駛安全性能。
[0037]所述重心控制系統確定電池組移動量需要考慮諸如汽車行駛加速度、電池組重量、汽車載重等因素，以便能夠對電池組的移動量做出實時調整，使汽車重心達到最佳位置。
[0038]本實用新型提供的重心可變的汽車，利用安裝在汽車底部的電池組，通過改變電池組的位置從而實現根據具體的駕駛情況實時改變汽車的重心位置，使得汽車駕駛更穩定舒適，行車更安全。
[0039]雖然本實用新型披露如上，但本實用新型并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本實用新型的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種重心可變的汽車，其特征在于，包括: 電池組； 傳感器，所述傳感器用于檢測汽車的駕駛狀況； 控制器，用于根據接收到的駕駛狀況信息發送控制信號至驅動機構；以及驅動機構，用于根據控制信號驅動所述電池組移動，以改變汽車的重心位置適應所述駕駛狀況。
2.如權利要求1所述的汽車，其特征在于，所述電池組安裝在正交軌道系統上，所述正交軌道系統使得所述電池組的移動軌跡位于平行于地面的平面上。
3.如權利要求1所述的汽車，其特征在于，所述傳感器包括轉向角傳感器，用于檢測汽車的轉向角。
4.如權利要求3所述的汽車，其特征在于，當所述轉向角傳感器檢測到轉向角時，所述驅動機構驅動所述電池組向著轉向方向移動。
5.如權利要求4所述的汽車，其特征在于，所述電池組移動的量與所述汽車的運行角加速度、載重以及電池組的重量相關。
6.如權利要求1所述的汽車，其特征在于，所述傳感器包括行駛速度傳感器，用于檢測汽車的行駛速度，當所述行駛速度傳感器檢測到加速時，所述驅動機構驅動所述電池組向著汽車前進方向移動。
7.如權利要求6所述的汽車，其特征在于，當所述行駛速度傳感器檢測到減速時，所述驅動機構驅動所述電池組向著汽車前進方向的相反方向移動。
8.如權利要求6或7所述的汽車，其特征在于，所述電池組移動的量與所述汽車的運行加速度、載重以及電池組的重量相關。
9.如權利要求1所述的汽車，其特征在于，還包括汽車導航系統，所述控制器根據導航系統提供的導航信息發送控制信號給驅動機構。
10.如權利要求1所述的汽車，其特征在于，所述傳感器采用車身穩定控制系統控制。
【文檔編號】B60K1/04GK204055288SQ201420508437
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】安德里安塔克皮克 申請人:上海汽車集團股份有限公司