電傳動履帶式車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電傳動履帶式車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)履帶式裝甲車輛，是將柴油內(nèi)燃機的動力通過機械連接方式傳遞到各個車輪，通過調(diào)整側(cè)減速器的減速比控制各輪驅(qū)動狀態(tài)，實現(xiàn)直駛或轉(zhuǎn)向；利用鉛酸蓄電池組滿足車輛照明、通信等電力需求。由于動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和傳動方式等因素制約，柴油內(nèi)燃機的工作狀態(tài)與車輛行駛狀態(tài)關(guān)系密切，當(dāng)車輛處于怠速工況時，內(nèi)燃機工作效率降低，油耗升高；當(dāng)車輛處于加速和爬坡等工況時，需求功率較大，對車用內(nèi)燃機的功率密度提出較高要求;當(dāng)車輛處于減速或制動等工況時，制動產(chǎn)生的能量都以熱能形式被浪費，難以實現(xiàn)制動能量的高效利用。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種可減少怠速工況時間，提高內(nèi)燃機工作效率，降低燃油消耗，實現(xiàn)制動能量的高效儲存和再利用，并滿足車輛低壓設(shè)備用電需求的電傳動履帶式車輛。
[0004]本實用新型電傳動履帶式車輛，包括車底盤，車底盤的二側(cè)分別設(shè)有履帶，每個履帶分別采用多個車輪驅(qū)動，所述車底盤的前部設(shè)有內(nèi)燃機艙，內(nèi)燃機艙內(nèi)安裝有燃氣輪機，燃氣輪機的動力輸出軸與永磁同步發(fā)電機的發(fā)電機軸傳動相連，永磁同步發(fā)電機輸出的交流電經(jīng)過第一AC-DC變換器轉(zhuǎn)換為直流電后輸入直流母線，直流母線與MH-Ni電池組相連，MH-Ni電池組通過第一 DC-DC變換器與低壓用電設(shè)備相連；
[0005]所述直流母線分別與第二 AC-DC變換器和8個DC-AC變換器相連，每個DC-AC變換器分別與一個開關(guān)磁阻電動機相連，每個開關(guān)磁阻電動機的電機軸分別與一個側(cè)減速器的動力輸入軸傳動相連，每個側(cè)減速器的動力輸出軸分別與一個車輪傳動相連；
[0006]所述第二 AC-DC變換器通過導(dǎo)線與永磁同步電動機相連，永磁同步電動機的電機軸與飛輪相連。
[0007]優(yōu)選地，所述直流母線為高壓線纜。
[0008]優(yōu)選地，所述MH-Ni電池組安裝于車底盤尾部電池艙內(nèi)。
[0009]優(yōu)選地，所述飛輪安裝于車底盤尾部輔助儲能艙內(nèi)。
[0010]優(yōu)選地，所述開關(guān)磁阻電動機安裝在車底盤的兩側(cè)。
[0011]本實用新型電傳動履帶式車輛的有益效果如下:
[0012](I)采用多個開關(guān)磁阻電動機分別驅(qū)動各個車輪，可以實現(xiàn)各輪間的獨立控制，減小車輛轉(zhuǎn)彎半徑甚至實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向功能，提升車輛動力性水平。
[0013](2)車體內(nèi)部除燃氣輪機、飛輪和永磁同步發(fā)電機之間以機械連接方式傳遞動力夕卜，其余各部件間均采用電氣連接方式傳遞動力至開關(guān)磁阻電動機，這種電傳動方式，有利于實現(xiàn)燃氣輪機工作狀態(tài)與車輛行駛狀態(tài)之間的解耦，控制燃氣輪機工作在優(yōu)化區(qū)間；
[0014](3)采用開關(guān)磁阻電動機作為終端驅(qū)動部件，逆向工作時兼具發(fā)電機工作特性，便于在車輛減速、制動等工況下回收制動能量，并存儲到MH-Ni電池組和飛輪中，實現(xiàn)能量高效利用，降低整車燃油消耗。
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型的電傳動履帶式車輛作進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型電傳動履帶式車輛一種實施方式的原理圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本實用新型電傳動履帶式車輛，包括車底盤(圖中未畫出)，車底盤的二側(cè)分別設(shè)有履帶17，每個履帶17分別采用多個車輪I驅(qū)動，車底盤的前部設(shè)有內(nèi)燃機艙(圖中未畫出)，內(nèi)燃機艙內(nèi)安裝有燃氣輪機2，燃氣輪機2的動力輸出軸與永磁同步發(fā)電機3的發(fā)電機軸傳動相連，永磁同步發(fā)電機3輸出的交流電經(jīng)過第一 AC-DC變換器4轉(zhuǎn)換為直流電后輸入直流母線5，直流母線5與MH-Ni電池組7相連，MH-Ni電池組7通過第一 DC-DC變換器6與低壓用電設(shè)備9相連;MH-Ni電池組7可為照明、通信等低壓用電設(shè)備提供電能。
[0018]直流母線5分別與第二 AC-DC變換器10和8個DC-AC變換器11相連，每個DC-AC變換器11分別與一個開關(guān)磁阻電動機12相連，每個開關(guān)磁阻電動機12的電機軸分別與一個側(cè)減速器13的動力輸入軸傳動相連，每個側(cè)減速器13的動力輸出軸分別與一個車輪I傳動相連；
[0019]第二 AC-DC變換器10通過導(dǎo)線與永磁同步電動機14相連，永磁同步電動機14的電機軸與飛輪16相連。永磁同步電動機14還可作為電動機工作。
[0020]上述直流母線5為高壓線纜，高壓線纜可以采用型號為EFL3GCGl*30mm2高壓電力電纜;MH-Ni電池組安裝于車底盤尾部電池艙(圖中未畫出)內(nèi)；飛輪16安裝于車底盤尾部輔助儲能艙(圖中未畫出)內(nèi)；開關(guān)磁阻電動機12安裝在車底盤的兩側(cè)。
[0021]當(dāng)電傳動履帶式車輛啟動時，需要由永磁同步發(fā)電機3拖動燃氣輪機2進入工作狀態(tài)，此時由MH-Ni電池組7驅(qū)動永磁同步發(fā)電機3工作于電動狀態(tài)，利用永磁同步發(fā)電機3的輸入軸反向帶動燃氣輪機2的曲軸旋轉(zhuǎn)，使燃氣輪機2進入工作狀態(tài)。
[0022]MH-Ni電池組額定電壓為42V，可直接接入低壓用電設(shè)備如照明、通信等中，保證整車低壓用電設(shè)備全程工作于正常狀態(tài)。
[0023]當(dāng)電傳動履帶式車輛處于加速或爬坡等工況時，負載需求較大，此時燃氣輪機2將燃料中包含的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為動能，直接帶動永磁同步發(fā)電機3的發(fā)電機軸同步旋轉(zhuǎn)，永磁同步發(fā)電機3將旋轉(zhuǎn)的動能轉(zhuǎn)換為電能，永磁同步發(fā)電機3輸出的交流電經(jīng)過第一 AC-DC變換器4整流為直流電輸至直流母線5;MH-Ni電池組7本身即為一個直流源;飛輪16、永磁同步電動機14和第二 AC-DC變換器10可視為一個大功率的直流源，永磁同步電動機14可作為電動機工作，飛輪16通過自身旋轉(zhuǎn)帶動永磁同步電動機14旋轉(zhuǎn)并發(fā)電，發(fā)出的交流電經(jīng)過第二AC-DC變換器10整流為直流電輸?shù)街绷髂妇€5，以實現(xiàn)快速反應(yīng)，滿足負載瞬時大功率需求；由各動力源得到的母線高壓直流電經(jīng)過DC-AC變換器11逆變?yōu)榻涣麟?，?qū)動每個開關(guān)磁阻電動機12工作，各個開關(guān)磁阻電動機12通過每個側(cè)減速器13帶動對應(yīng)的車輪I旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動車輛行駛。
[0024]當(dāng)電傳動履帶式車輛處于減速或制動等工況時，由于開關(guān)磁阻電動機12具有雙向工作特性，此時各個車輪I通過每個側(cè)減速器13帶動對應(yīng)的開關(guān)磁阻電動機12旋轉(zhuǎn)，開關(guān)磁阻電動機12工作于發(fā)電狀態(tài)，輸出的交流電反向經(jīng)過DC-AC變換器11整流為直流電輸入直流母線5;直流母線5得到的回饋電能中的低頻成分經(jīng)過第一 DC-DC變換器6改變電壓和電流，輸入到MH-Ni電池組7，以化學(xué)能方式儲存起來，高頻部分則驅(qū)動輔助動力源中的永磁同步電動機14工作于電動狀態(tài)，帶動飛輪旋轉(zhuǎn)，將回收到的多余能量以動能形式存儲于飛輪中，此時把限定飛輪轉(zhuǎn)速lOOOOr/min以內(nèi)，以保證飛輪工作于安全狀態(tài)。
[0025]當(dāng)系統(tǒng)檢測到MH-Ni電池組7電量過低，同時負載功率需求不大時，為避免對MH-Ni電池性能造成損害，需要對MH-Ni電池組7進行充電。此時，燃氣輪機2帶動永磁同步發(fā)電機3發(fā)出的電能除滿足車輛驅(qū)動所需的負載功率需求外，多余電量為MH-Ni電池組7充電。MH-Ni電池也稱鎳氫電池。
[0026]本實用新型電傳動履帶式車輛，可以克服傳統(tǒng)機械傳動履帶式裝甲車輛結(jié)構(gòu)的不足，保證車輛具備較高的動力性水平，并實現(xiàn)對制動能量的回收和再利用，降低整車燃油消耗。
【主權(quán)項】
1.電傳動履帶式車輛，包括車底盤，其特征在于所述車底盤的二側(cè)分別設(shè)有履帶(17)，每個履帶(17)分別采用多個車輪(I)驅(qū)動，車底盤的前部設(shè)有內(nèi)燃機艙，內(nèi)燃機艙內(nèi)安裝有燃氣輪機(2)，燃氣輪機(2)的動力輸出軸與永磁同步發(fā)電機(3)的發(fā)電機軸傳動相連，永磁同步發(fā)電機(3)輸出的交流電經(jīng)過第一 AC-DC變換器(4)轉(zhuǎn)換為直流電后輸入直流母線(5)，直流母線(5)與MH-Ni電池組(7)相連，MH-Ni電池組(7)通過第一 DC-DC變換器(6)與低壓用電設(shè)備(9)相連； 所述直流母線(5)分別與第二 AC-DC變換器(10)和8個DC-AC變換器(11)相連，每個DC-AC變換器(11)分別與一個開關(guān)磁阻電動機(12)相連，每個開關(guān)磁阻電動機(12)的電機軸分別與一個側(cè)減速器(13)的動力輸入軸傳動相連，每個側(cè)減速器(13)的動力輸出軸分別與一個車輪(1)傳動相連； 所述第二AC-DC變換器(1)通過導(dǎo)線與永磁同步電動機(14)相連，永磁同步電動機(14)的動力輸出軸與飛輪(16)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電傳動履帶式車輛，其特征在于:所述直流母線(5)為高壓線纜。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電傳動履帶式車輛，其特征在于:所述MH-Ni電池組(7)安裝于車底盤尾部電池艙內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電傳動履帶式車輛，其特征在于:所述飛輪(16)安裝于車底盤尾部輔助儲能艙內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電傳動履帶式車輛，其特征在于:所述開關(guān)磁阻電動機(12)安裝在車底盤的兩側(cè)。
【專利摘要】電傳動履帶式車輛，包括車底盤，車底盤的二側(cè)分別設(shè)有履帶，每個履帶分別采用多個車輪驅(qū)動，所述車底盤的前部設(shè)有內(nèi)燃機艙，內(nèi)燃機艙內(nèi)安裝有燃氣輪機，燃氣輪機的動力輸出軸與永磁同步發(fā)電機的發(fā)電機軸傳動相連，永磁同步發(fā)電機輸出的交流電經(jīng)過第一AC-DC變換器轉(zhuǎn)換為直流電后輸入直流母線，直流母線與MH-Ni電池組相連，MH-Ni電池組通過第一DC-DC變換器與低壓用電設(shè)備相連。其目的在于提供一種可減少怠速工況時間，提高內(nèi)燃機工作效率，降低燃油消耗，實現(xiàn)制動能量的高效儲存和再利用，并滿足車輛低壓設(shè)備用電需求的電傳動履帶式車輛。
【IPC分類】B60L15/32, B60K17/12
【公開號】CN205292328
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】廖自力, 陳路明, 劉春光, 張運銀, 項宇, 陽貴兵, 趙梓旭, 燕玉林, 李嘉麒, 張征, 李能, 朱昊
【申請人】中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月19日