[發明專利]一種重型礦車多行星排式混合動力變速箱及其控制方法

在審

• 申請號: 202111482693.9
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN113954621A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 鮑久圣;魏肖;陰妍;陸耀;吳杞康
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B60K6/365
• 分類號: B60K6/365;B60K6/387;B60K6/54
• 代理公司: 徐州先卓知識產權代理事務所(普通合伙) 32555
• 代理人: 陳俊杰

1.一種重型礦車多行星排式混合動力變速箱，包括發動機（1）、ISG電機（2）、PMSM電機（3）、分動箱（4）、第一行星排（20）、第二行星排（21）、離合器（8）、換擋離合器（9）、定軸輪系（13）、緊急離合器（17）和動力電池組（19），動力電池組（19）與ISG電機（2）、PMSM電機（3）電連接；其特征在于，

還包括變速箱控制器（16）、離合器控制器（14）、換擋離合器控制器（15）和緊急離合器控制器（18），離合器（8）與離合器控制器（14）連接，換擋離合器（9）與換擋離合器控制器（15）連接，緊急離合器（17）與緊急離合器控制器（18）連接，離合器控制器（14）、換擋離合器控制器（15）、緊急離合器控制器（18）均與變速箱控制器（16）連接；

第一行星排（20）包括第一齒圈（5）、第一行星架（6）、第一太陽輪（7），第二行星排（21）包括第二齒圈（10）、第二行星架（11）和第二太陽輪（12）；

第一太陽輪（7）與ISG電機（2）連接，第一行星架（6）與發動機（1）通過分動箱（4）連接，第一齒圈（5）通過離合器（8）與第二齒圈（10）連接；第二太陽輪（12）與PMSM電機（3）連接，第二齒圈（10）與換擋離合器（9）連接，第二行星架（11）與定軸輪系（13）連接；緊急離合器（17）與分動箱（4）連接。

2.根據權利要求1所述的一種重型礦車多行星排式混合動力變速箱，其特征在于，所述ISG電機（2）為發電與電動一體化電機，PMSM電機（3）為永磁同步電機。

3.根據權利要求1-2任一所述的一種重型礦車多行星排式混合動力變速箱控制方法，其特征在于：

變速箱控制器（16）分別給離合器控制器（14）、換擋離合器控制器（15）和緊急離合器控制器（18）發送指令；

當發送指令控制離合器（8）、換擋離合器（9）和緊急離合器（17）全部斷開時，此時為PMSM電機（3）單獨驅動模式；

當發送指令控制離合器（8）和換擋離合器（9）閉合，控制緊急離合器（17）斷開時，此時為ISG電機（2）和PMSM電機（3）共同驅動模式；

當發送指令控制離合器（8）閉合，控制換擋離合器（9）和控制緊急離合器（17）斷開時，此時為ISG電機（2）和PMSM電機（3）共同驅動模式；

當發送指令控制離合器（8）和控制換擋離合器（9）閉合，控制緊急離合器（17）斷開時，此時為發動機（1）、ISG電機（2）和PMSM電機（3）共同驅動模式；

當發送指令控制離合器（8）閉合，控制換擋離合器（9）和控制緊急離合器（17）斷開時，此時為發動機（1）、ISG電機（2）和PMSM電機（3）共同驅動模式；

當發送指令控制離合器（8）、控制換擋離合器（9）和控制緊急離合器（17）均斷開時，此時PMSM電機（3）反轉單獨驅動模式。

4.根據權利要求3所述的一種重型礦車多行星排式混合動力變速箱控制方法，其特征在于：

當車輛制動時，變速箱控制器（16）分別給離合器控制器（14）、換擋離合器控制器（15）和緊急離合器控制器（18）發送指令，控制離合器（8）閉合，控制換擋離合器（9）和緊急離合器（17）斷開；此時發動機（1）和PMSM電機（3）不參與工作，ISG電機（2）作為發電機對動力電池組（19）進行充電，實現能量回收。

5.根據權利要求3所述的一種重型礦車多行星排式混合動力變速箱控制方法，其特征在于：

當動力電池組（19）的電量低于設定的SOC值時，變速箱控制器（16）分別給離合器控制器（14）、換擋離合器控制器（15）和緊急離合器控制器（18）發送指令，控制離合器（8）閉合，控制換擋離合器（9）和緊急離合器（17）斷開；

此時為發動機（1）和PMSM電機（3）共同驅動模式，ISG電機（2）作為發電機參與工作，發動機（1）工作帶動ISG電機（2）對動力電池組（19）充電。

6.根據權利要求3所述的一種重型礦車多行星排式混合動力變速箱控制方法，其特征在于：

當變速箱出現故障時，變速箱控制器（16）分別給離合器控制器（14）、換擋離合器控制器（15）和緊急離合器控制器（18）發送指令，控制離合器（8）和換擋離合器（9）斷開，控制緊急離合器（17）閉合；此時為發動機（1）和PMSM電機（3）共同驅動模式，實現跛行。