重心可变的汽车的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种重心可变的汽车，包括电池组；传感器，所述传感器用于检测汽车的驾驶状况；控制器，用于根据接收到的驾驶状况信息发送控制信号至驱动机构；以及，驱动机构，用于根据控制信号驱动所述电池组移动，以改变汽车的重心位置适应所述驾驶状况。所述汽车的电池组可以根据不同的驾驶状况移动进而改变汽车重心位置，使驾驶更稳定舒适，行车更安全。
【专利说明】重心可变的汽车
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车领域，特别涉及一种重心可变的汽车。
【背景技术】
[0002]在汽车行驶过程中，加减速通常会造成车头的下沉或抬升，高速转弯时通常会造成车身侧倾，这严重影响了驾驶安全性和乘坐的舒适度。
实用新型内容
[0003]本实用新型解决的问题是提供一种重心可变的汽车，适应驾驶状况，使得驾驶更稳定舒适，行车更安全。
[0004]为解决上述问题，本实用新型提供一种重心可变的汽车，包括电池组；传感器，所述传感器用于检测汽车的驾驶状况；控制器，用于根据接收到的驾驶状况信息发送控制信号至驱动机构；以及，驱动机构，用于根据控制信号驱动所述电池组移动，以改变汽车的重心位置适应所述驾驶状况。
[0005]可选地，所述电池组安装在正交轨道系统上，所述正交轨道系统使得所述电池组的移动轨迹位于平行于地面的平面上。
[0006]可选地，所述传感器包括转向角传感器，用于检测汽车的转向角。
[0007]可选地，当所述转向角传感器检测到转向角时，所述驱动机构驱动所述电池组向着转向方向移动。
[0008]可选地，当汽车转弯时，所述电池组移动的量与所述角加速度、载重以及电池组的重量相关。
[0009]可选地，所述传感器包括行驶速度传感器，用于检测汽车的行驶速度，当所述行驶速度传感器检测到加速时，所述驱动机构驱动所述电池组向着汽车前进方向移动。
[0010]可选地，当所述行驶速度传感器检测到减速时，所述驱动机构驱动所述电池组向着汽车前进方向的相反方向移动。
[0011]可选地，当汽车加速或减速时，所述电池组移动的量与所述加速度、载重以及电池组的重量相关。
[0012]可选地，所述重心可变的汽车还包括汽车导航系统，所述控制器根据导航系统提供的导航信息发送控制信号给驱动机构。
[0013]可选地，所述传感器可以采用车身稳定控制系统，例如ESP/DSC来实现。
[0014]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0015]由于电池组自有的重量通常对汽车的重心位置具有显著影响，本实用新型的汽车，通过控制电池组的移动，从而实现根据具体的驾驶情况实时改变汽车的重心位置，使得汽车驾驶更稳定舒适，行车更安全。特别是，对于大多数电动汽车而言，电池组通常都安装在汽车车体较底部的位置，因此，只需要控制电池组在与地面平行的正交轨道系统上移动即可适应不同的驾驶情况。此外，本实用新型的汽车还可以利用汽车导航信息，提前获知汽车重心位置改变的不同需求，进而使电池组移动到最佳位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1示出了本实用新型实施例的一种重心可变的汽车；
[0017]图2示出了本实用新型实施例的重心可变的汽车重心控制系统模块示意图框图；
[0018]图3示出了汽车在加速状态下改变汽车重心的示意图；
[0019]图4示出了汽车在转弯时改变汽车重心的示意图。
【具体实施方式】
[0020]为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0021]汽车的重心(Center of Gravity, CG)位置对于稳定汽车的动态驾驶性能有直接影响。通常情况下，汽车的重心位置是固定不变的，然而，在汽车的行驶过程中，如果能够根据具体的驾驶情况实时改变汽车的重心，则能够带来更好的行驶操作性。例如，在大多数情况下，汽车的重心都适宜处于较低位置，即靠近地面；在加速时，汽车的重心适宜靠前，即靠向车头方向；在减速、刹车时，汽车的重心适宜靠后，即远离车头方向；在转弯时，适宜靠向汽车转弯的方向。汽车的重心受到各种因素影响，例如，自重、乘客重量、车顶架负载、行李重量等。
[0022]电动汽车的电池组通常具有大约200至300公斤以上的重量，其位置的改变能够显著地影响汽车的重心位置。
[0023]本实用新型通过改变汽车电池组的位置从而实现根据具体的驾驶情况实时改变汽车的重心。
[0024]图1示出了本实用新型的重心可变的汽车俯视示意图。如图所示，汽车10包括电池组20 (Battery Pack)。图1中所示电池组20处于原始未移动位置，位于汽车10的大概中间位置处。所述电池组20的移动轨迹在相对地面的平面上，即沿着箭头所示的方向向前(即，向着汽车前进方向移动，X轴反方向)、向后(即，向着汽车前进方向的相反方向移动，X轴方向)、向左(Y轴反方向)或向右(Y轴方向)移动。
[0025]在本实用新型的一个具体实施例中，电池组安装在正交轨道(Orthogonal Rails)系统30上，从而实现电池组的前后左右移动。所述正交的轨道系统30用于提供电池组移动的轨道，所述轨道组成的平面平行地面的XY轴构成的平面。在垂直地面的Z轴方向上，由于汽车的电池组安装位置比较低下，较符合汽车在大多数驾驶状况下重心位置都较低的需求，因此，无需在Z轴方向上改变电池组的位置。图1中虚线示出了所述电池组的正交轨道系统的移动面。具体地，在X轴方向，电池组20的移动用以校正因汽车载重、爬坡等因素造成的重心变化，在Y轴方向，电池组20的移动用以校正因汽车转弯的因素造成的重心变化。也就是说，对于给定的汽车载重，电池组将沿X轴移动到一给定的位置。当汽车行驶在平坦、弯曲的道路上时，通常电池组在X轴的位置保持不变，但是在道路转弯时，电池组将沿Y轴实时移动，以便改善汽车行驶的稳定性。
[0026]图2示出了本实用新型实施例的汽车重心控制系统模块示意图框图。通过设置若干传感器探测汽车的驾驶状况，并进而根据驾驶状况信息控制电池组的移动改变汽车重心，以配合不同的驾驶状况。具体地，该重心可变的汽车控制系统包括多个传感器，重心调整控制器 50 (CG controller)和驱动机构 60 (Actuators)。
[0027]具体的,所述多个传感器进一步可以包括转向角(Steer angle)传感器401、行驶速度传感器402、刹车信号传感器403、风门/油门(Throttle)传感器404、载重传感器405等。所述重心调整控制器50与所述多个传感器电性连接，用于接收传感器检测到的汽车行驶状况信息，并进而根据具体的汽车行驶状况发送控制信号给驱动机构60。所述驱动机构60连接至汽车的电池组20(图2中未图示)，根据接收到的控制信号驱动电池组20在正交轨道系统30上前后左右移动。
[0028]上述多个传感器只是示例而已，可以进行增加或者减少，任何需要改变汽车重心位置来适应行驶状况的改变，都可以通过设置对应的传感器来检测该行驶状况，并传送至重心调整控制器50。所述传感器可以采用车身稳定控制系统(ESP/DSC，ElectronicStability Program/Dynamic Stability Control)来控制。
[0029]目前，大多数电动汽车都具有智能导航系统，其可以在汽车行驶过程中预测可能遇到的道路、交通环境等驾驶状况，例如，可以预测汽车接下来需要转弯或爬坡等，以便提醒驾驶员实现安全、有效驾驶。
[0030]根据本实用新型的一个实施例，所述重心可变的汽车还包括导航系统(未图示)，用以提供汽车导航信息，所述重心调整控制器50与所述汽车导航系统连接，用以根据汽车导航信息发送控制信号给驱动机构60。由于导航信息的提前预见性，因此可以使得汽车提前获知汽车重心位置改变的不同需求，进而使电池组移动到最佳位置。
[0031 ] 图3示出了汽车在加速状态下改变汽车重心的示意图。如图3所示，汽车在行驶过程中利用前述的传感器分别采集不同的驾驶信息，上述驾驶状况信息发送至重心调整控制器50，重心调整控制器50根据接收到的驾驶状况信息判断出当前汽车处于加速状态。如前所述，当汽车加速时，汽车的重心适宜靠前，即靠向汽车行驶方向，因此，此时重心调整控制器50判断出需要将电池组朝向汽车行驶方向移动，以满足车辆加速时对汽车重心的要求。重心调整控制器50基于上述电池组移动方向的判断结果控制驱动机构60，并进而驱动所述电池组在正交轨道系统上沿着X轴反方向移动，以适应加速的行驶状况。
[0032]作为本实用新型的一个实施例，在车辆减速或刹车时，所述重心调整控制器50驱动所述电池组向着车辆前进方向的相反方向移动，即，驱动所述电池组在正交轨道系统上沿着X轴正方向移动，其具体实现方案与汽车加速时类似，在此不予赘述。
[0033]作为本实用新型的其他实施例，在车辆转弯时，所述重心调整控制器50驱动所述电池组向着车辆转弯方向移动，所述车辆转弯方向可以包括驱动所述电池组在正交轨道系统上沿着X轴和/或Y轴方向移动。
[0034]图4示出了汽车在转弯时改变汽车重心的示意图。在车辆如图4所示向左转弯时，重心调整控制器50根据接收到的驾驶状况信息判断出当前汽车处于转弯状态，所述重心调整控制器50驱动所述电池组向着车辆转弯方向移动。当转动方向盘驱动汽车向某方向，例如向左转弯时，通常汽车车体与汽车悬挂系统之间由于惯性的缘故有向右(顺时针方向，如图4中向右箭头所示)侧倾的趋势。本实用新型实施例提供的重心可变的汽车，当汽车左转时，驱动电池组向着车辆转弯方向移动，即，汽车的重心位置也向左移动。因此，调整后的汽车重心位置将对汽车重心施加一个与顺时针力矩反方向的恢复力矩(逆时针)，如此，降低了汽车的侧倾角，提高行驶安全性能。
[0035]具体地,如图4所示,虚线圆圈表示重心原始位置,实线表示重心移动后位置,m代表汽车的簧载质量(所谓簧载质量，指的是由汽车悬挂系统所承载的质量)，h代表汽车重心与滚动轴A心之间的距离，其中，滚动轴心A是由悬挂系统平面定义的。需要了解的是，如前所述，本实施例中汽车电池组对汽车的簧载质量m具有关键性影响。在汽车电池组未移动，即汽车重心未改变的情况下，当汽车左转时，簧载质量m以滚动轴心A为中心、h为力臂半径转动，即，侧倾角Rl由顺时针方向的力矩mXh产生。根据本实用新型，当汽车左转时，所述电池组在正交轨道系统上沿着与转弯一致的方向，向左移动一段距离S，如此，使得簧载质量m水平移动距离S，从而产生与前述顺时针力矩反方向的恢复力矩mX S。这样，汽车的侧倾角由图示的Rl降低为R2。
[0036]对于一辆中型电动汽车而言，采用本实用新型前述的重心可变的汽车控制系统，在车辆转弯时，若移动重约300kg的电池组约300mm，将可以减少约20 %至25 %的汽车重心转移量以及侧倾角度，因此减少了高速转弯时车身侧倾的可能性，提高行驶安全性能。
[0037]所述重心控制系统确定电池组移动量需要考虑诸如汽车行驶加速度、电池组重量、汽车载重等因素，以便能够对电池组的移动量做出实时调整，使汽车重心达到最佳位置。
[0038]本实用新型提供的重心可变的汽车，利用安装在汽车底部的电池组，通过改变电池组的位置从而实现根据具体的驾驶情况实时改变汽车的重心位置，使得汽车驾驶更稳定舒适，行车更安全。
[0039]虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种重心可变的汽车，其特征在于，包括: 电池组； 传感器，所述传感器用于检测汽车的驾驶状况； 控制器，用于根据接收到的驾驶状况信息发送控制信号至驱动机构；以及驱动机构，用于根据控制信号驱动所述电池组移动，以改变汽车的重心位置适应所述驾驶状况。
2.如权利要求1所述的汽车，其特征在于，所述电池组安装在正交轨道系统上，所述正交轨道系统使得所述电池组的移动轨迹位于平行于地面的平面上。
3.如权利要求1所述的汽车，其特征在于，所述传感器包括转向角传感器，用于检测汽车的转向角。
4.如权利要求3所述的汽车，其特征在于，当所述转向角传感器检测到转向角时，所述驱动机构驱动所述电池组向着转向方向移动。
5.如权利要求4所述的汽车，其特征在于，所述电池组移动的量与所述汽车的运行角加速度、载重以及电池组的重量相关。
6.如权利要求1所述的汽车，其特征在于，所述传感器包括行驶速度传感器，用于检测汽车的行驶速度，当所述行驶速度传感器检测到加速时，所述驱动机构驱动所述电池组向着汽车前进方向移动。
7.如权利要求6所述的汽车，其特征在于，当所述行驶速度传感器检测到减速时，所述驱动机构驱动所述电池组向着汽车前进方向的相反方向移动。
8.如权利要求6或7所述的汽车，其特征在于，所述电池组移动的量与所述汽车的运行加速度、载重以及电池组的重量相关。
9.如权利要求1所述的汽车，其特征在于，还包括汽车导航系统，所述控制器根据导航系统提供的导航信息发送控制信号给驱动机构。
10.如权利要求1所述的汽车，其特征在于，所述传感器采用车身稳定控制系统控制。
【文档编号】B60K1/04GK204055288SQ201420508437
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】安德里安塔克皮克 申请人:上海汽车集团股份有限公司