[發(fā)明專利]雙電機(jī)動(dòng)力耦合裝置及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011042679.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN112092649A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐立友;雷生輝;劉孟楠;仝一錕;胥文翔;張勇剛;閆宇翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B60L15/28
• 分類號(hào): B60L15/28;B60L15/32;B60L15/20;B60K17/04;B60L7/10;F16H37/02
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 衛(wèi)煜睿

本發(fā)明涉及雙電機(jī)動(dòng)力耦合裝置及其控制方法，包括主要把動(dòng)力傳遞給變速驅(qū)動(dòng)橋的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主要用于驅(qū)動(dòng)旋耕機(jī)構(gòu)的PTO電機(jī)和雙排行星齒輪耦合器，通過(guò)設(shè)置第一行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)、第二行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)、無(wú)級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電磁鎖止器和同步器以實(shí)現(xiàn)控制兩個(gè)電機(jī)動(dòng)力的匯流與分流；雙排行星齒輪耦合器能夠協(xié)調(diào)兩個(gè)動(dòng)力的工作區(qū)域，不僅可以有效解決大功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)體積大的限制，還可以增加電動(dòng)拖拉機(jī)的應(yīng)用范圍，提高了電動(dòng)拖拉機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)拖拉機(jī)領(lǐng)域，具體涉及雙電機(jī)動(dòng)力耦合裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

目前，市場(chǎng)上的拖拉機(jī)大多數(shù)仍以柴油機(jī)作為動(dòng)力源，這種傳統(tǒng)柴油拖拉機(jī)不僅噪聲大、效率低而且嚴(yán)重污染環(huán)境。電動(dòng)拖拉機(jī)是使用電能來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛，相比傳統(tǒng)柴油拖拉機(jī)，電動(dòng)拖拉機(jī)具有低排放、清潔無(wú)污染、低噪音和能量利用率高等優(yōu)點(diǎn)，而且電機(jī)具有靈活控制的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化拖拉機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，因此電動(dòng)拖拉機(jī)已成為了拖拉機(jī)發(fā)展新趨勢(shì)。

在電動(dòng)拖拉機(jī)的研究中，多采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這種方式難以滿足拖拉機(jī)的復(fù)雜工況，而混合動(dòng)力拖拉機(jī)中電動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力，主要依靠柴油機(jī)作為主要?jiǎng)恿Γ@種方式并未充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)能量利用率高、控制靈活等特點(diǎn)。盡管現(xiàn)有技術(shù)中已公開采用雙電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的拖拉機(jī)，但是普遍存在雙電機(jī)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)體積過(guò)大、作業(yè)模式過(guò)于單一、動(dòng)力性不足、能量利用率低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了雙電機(jī)動(dòng)力耦合裝置及其控制方法，該裝置可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)與PTO電機(jī)之間的動(dòng)力匯流和分流，通過(guò)靈活控制雙電機(jī)以適應(yīng)拖拉機(jī)的復(fù)雜工況，提高了電動(dòng)拖拉機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，明顯減小了雙電機(jī)耦合機(jī)構(gòu)的體積。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：雙電機(jī)動(dòng)力耦合裝置，包括安裝于電動(dòng)拖拉機(jī)上的依次電路連接的BMS控制器、動(dòng)力電池組和配電箱，所述配電箱分別與整機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、PTO電機(jī)控制器、耦合器控制器電路連接，整機(jī)控制器用于控制電動(dòng)拖拉機(jī)的運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、PTO電機(jī)控制器分別控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)、PTO電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述耦合器控制器控制雙排行星齒輪耦合器的運(yùn)行；

所述雙排行星齒輪耦合器包括并排設(shè)置的第一行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)和第二行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)，第一行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)的第一齒圈和與之相鄰的設(shè)置在第二行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)上的第二齒圈外嚙合傳動(dòng)；

所述第一行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)的第一輸入軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，第一輸出軸與電動(dòng)拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋連接；第一行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)的第一齒圈連接有第一電磁鎖止器，第一行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)的第一輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋之間依次設(shè)有：用于鎖止或解鎖第一行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)中第一行星架對(duì)第一輸出軸傳動(dòng)的第二電磁鎖止器、同步器、無(wú)級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速器；

所述第二行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)的第二輸入軸與PTO電機(jī)連接，第二輸出軸處設(shè)置有用于鎖止或解鎖第二行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)中第二太陽(yáng)輪對(duì)第二輸出軸傳動(dòng)的第三電磁鎖止器，第二輸出軸與無(wú)級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，無(wú)級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)第三輸出軸驅(qū)動(dòng)旋耕機(jī)構(gòu)作業(yè)。

更進(jìn)一步地，所述第一行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)包括連接于第一輸入軸的第一太陽(yáng)輪、設(shè)有外齒和內(nèi)齒的第一齒圈、用于鎖止或解鎖第一齒圈的第一電磁鎖止器、第一行星齒輪、連接于第一輸出軸的第一行星架，第一行星輪與第一太陽(yáng)輪外嚙合、第一行星輪與第一齒圈內(nèi)嚙合并由第一行星架定位支撐。

更進(jìn)一步地，所述第二行星排齒輪耦合機(jī)構(gòu)包括連接于第二輸入軸的第二行星架、第二行星輪、設(shè)有外齒和內(nèi)齒的第二齒圈、連接于第二輸出軸的第二太陽(yáng)輪，第二行星輪與第二太陽(yáng)輪外嚙合、第二行星輪與第二齒圈內(nèi)嚙合并由第二行星架定位支撐。

更進(jìn)一步地，所述整機(jī)控制器通過(guò)高速CAN總線獲取BMS控制器信息、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器信息、耦合器控制器信息、PTO電機(jī)控制器信息和配電箱信息，并通過(guò)高速CAN總線向BMS控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器、耦合器控制器、PTO電機(jī)控制器和配電箱發(fā)出控制信號(hào)；整機(jī)控制器通過(guò)低速CAN總線獲取電動(dòng)拖拉機(jī)運(yùn)行信息。