[發(fā)明專利]多軸輪式車輛混合電驅(qū)動系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310581600.7
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103587403A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭增雄
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: B60K6/52
• 分類號: B60K6/52
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;仇蕾安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于動力傳動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。

背景技術(shù)

多軸驅(qū)動車輛軸荷分配合理、動力性及通過性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于重載輪式車輛和軍用輪式車輛。隨著車輛機(jī)動性能及操縱穩(wěn)定性能要求的提高，多軸驅(qū)動車輛對軸間和輪間的動力靈活分配需要更迫切。軸間動力的靈活分配，可充分利用路面的附著力，提升加速能力；輪間的動力分配除了防滑脫困，還可以實(shí)現(xiàn)輪間轉(zhuǎn)矩的定向分配，提高車輛的橫擺加速度，提升過彎過程的操縱性能。

傳統(tǒng)的多軸驅(qū)動車輛，大多采用一個動力源（如發(fā)動機(jī)）通過分動系統(tǒng)將動力傳遞到多個驅(qū)動軸，實(shí)現(xiàn)動力的軸間和輪間分配。公開號CN101186180A發(fā)明專利采用兩種動力源，發(fā)動機(jī)和電池；發(fā)動機(jī)驅(qū)動第一軸，電機(jī)驅(qū)動電機(jī)的形式驅(qū)動第二軸、第三軸，解決了動力在軸間的靈活分配，但無法實(shí)現(xiàn)在輪間的靈活分配。要實(shí)現(xiàn)盡可能利用路面附著力以提供多軸車輛的越野性、動力性和操縱穩(wěn)定性，同時(shí)改善軸荷分配，必須實(shí)現(xiàn)動力在軸間和輪間的自由分配，這需要復(fù)雜的分動系統(tǒng)。以8×8車輛為例，如果需要整車實(shí)現(xiàn)運(yùn)動全協(xié)調(diào)性，需要4個輪間差速器和3個軸間差速器；假設(shè)都用開放式差速器實(shí)現(xiàn)，如某一車輪在特殊路面失去附著力，會導(dǎo)致所有車輪失去動力；盡管可用帶鎖定裝置的差速器（包含電子差速器）或者防滑差速器實(shí)現(xiàn)在困難路面的行駛，但其機(jī)械結(jié)構(gòu)及控制復(fù)雜。托森差速器等帶有力矩分配功能的差速器，雖然可以用于軸間的動力分配，但其只能實(shí)現(xiàn)有限范圍的動力分配，還無法實(shí)現(xiàn)0～100%之間的靈活分配。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種三軸到五軸驅(qū)動車輛混合電驅(qū)動系統(tǒng)，解決加速過程或困難路面的軸間和輪間動力分配；同時(shí)保留其中一軸或者兩軸的機(jī)械傳動，保證高速工況下的傳動效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：多軸輪式車輛混合電驅(qū)動系統(tǒng)，它包括機(jī)械驅(qū)動段及電動驅(qū)動段；

機(jī)械驅(qū)動段內(nèi)：發(fā)動機(jī)與變速箱前置，位于車首右側(cè)，發(fā)動機(jī)與變速箱縱向布置，其間設(shè)有彈性聯(lián)軸器；變速箱后連接分動箱，分動箱進(jìn)行動力的分流，將動力通過驅(qū)動橋分配至軸；

電動驅(qū)動段內(nèi)：輪邊驅(qū)動電機(jī)與二擋變速箱相結(jié)合對軸進(jìn)行驅(qū)動，輪邊驅(qū)動電機(jī)連接至電能管理系統(tǒng)，電能管理系統(tǒng)分別與動力電池組、變速箱連接，變速箱向電能管理系統(tǒng)提供電力，電能管理系統(tǒng)對輪邊驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行電力的輸送及控制，根據(jù)車輛行駛需求調(diào)節(jié)其的扭矩；動力電池組用于補(bǔ)充輪邊驅(qū)動電機(jī)的峰值功率。

本發(fā)明的有益效果是：（1）在電動驅(qū)動段采用輪邊電機(jī)和兩擋變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動，省去了軸間差速器和輪間差速器，簡化了傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，縮短了傳動鏈，動力分配靈活，只需控制電機(jī)的力矩輸出，利于多軸車輛的模塊化擴(kuò)展；各軸的軸間和輪間動力分配自由，取消了軸間和輪間差速器，不會產(chǎn)生因某車輪損失動力導(dǎo)致其他車輪沒有動力輸出。

（2）輪邊驅(qū)動電機(jī)的電能由變速箱內(nèi)發(fā)電機(jī)提供，可實(shí)現(xiàn)全部動力分配到電動驅(qū)動段，或者全部動力只分配到機(jī)械驅(qū)動段，軸間動力分配范圍較托森差速器得到有效提高。

（3）低速行駛或加速過程中，75%左右的動力可分配到電動驅(qū)動段，25%左右的動力分配到機(jī)械驅(qū)動段，獲得好的加速性能以及車輛動態(tài)操縱性能。高速良好路面行駛時(shí)，電動驅(qū)動段不分配動力，機(jī)械驅(qū)動段提供全部發(fā)動機(jī)動力，獲得高傳動效率；高速轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，電動驅(qū)動段可根據(jù)需要，產(chǎn)生橫擺力矩，提高多軸車輛動態(tài)循跡能力。

（4）降低了變速箱的最大轉(zhuǎn)矩，變速箱只提供中速或高速的滿功率轉(zhuǎn)矩，低速大轉(zhuǎn)矩爬坡轉(zhuǎn)矩主要有電動驅(qū)動段輪邊電機(jī)提供，有效減小了機(jī)械驅(qū)動段變速箱、差速器等傳動鏈的最大傳遞轉(zhuǎn)矩，降低了變速箱、分動箱以及驅(qū)動橋的設(shè)計(jì)難度。

（5）起步時(shí)可采用純電動工況，多擋行星變速箱或者多擋平行軸齒輪變速箱可省去液力變矩器；由于采用電動驅(qū)動段動力輸出，并且換擋過程中沒有動力中斷，提高換擋舒適度。

（6）輪邊電機(jī)的變速機(jī)構(gòu)采用兩擋方式，大轉(zhuǎn)矩爬坡時(shí)采用低速檔，正常起步和中速行駛時(shí)采用高速檔，車輛高速時(shí)也可采用空擋，提高傳動系統(tǒng)的傳動效率，也大大降低了輪邊電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)矩。

（7）變速箱如采用雙電機(jī)功率分流型混合動力傳動系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械驅(qū)動段的無級傳動，同時(shí)可以給電動驅(qū)動段輪邊驅(qū)動電機(jī)提供電能，滿足動力的靈活分配。

（8）可利用電動驅(qū)動段的輪邊驅(qū)動電機(jī)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)倒檔，簡化變速箱結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的三軸驅(qū)動車輛混合電驅(qū)動系統(tǒng)方案簡圖。

圖2是本發(fā)明的四軸驅(qū)動車輛混合電驅(qū)動系統(tǒng)方案簡圖。