分布式電驅(qū)動鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及履帶車輛傳動技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙節(jié)鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]雙節(jié)鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛具有前車體11和后車體13兩個車體，通過鉸接轉(zhuǎn)向裝置12連接，如附圖2所示，鉸接轉(zhuǎn)向裝置12可以實現(xiàn)前后兩個車體的相對轉(zhuǎn)動、俯仰等控制，具有較強(qiáng)的通過性能和機(jī)動性能。廣泛應(yīng)用于山地、雪地、沼澤、河灘、沙漠等復(fù)雜地形的高速運輸車輛。隨著車輛機(jī)動性能、操縱穩(wěn)定性能以及燃油經(jīng)濟(jì)性要求的提高，采用新的高效的驅(qū)動技術(shù)更加迫切。分布式電驅(qū)動技術(shù)具有布置靈活節(jié)省空間、傳動鏈短高效節(jié)能、軸間輪間任意的分配動力操控性強(qiáng)等優(yōu)點，是輪式車輛傳動領(lǐng)域的技術(shù)前沿方向。其也具有在履帶車輛上巨大的應(yīng)用前景。
[0003]傳統(tǒng)的雙節(jié)鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛，采用發(fā)動機(jī)作為單一動力源，動力通過變速箱和分動箱分配給前后車體，再經(jīng)過差速器分配到左右主動輪。這種傳動方式在分動箱之后需要特別長的傳動軸穿過前后車體之間的鉸接轉(zhuǎn)向裝置和整個車廂，并且在穿過鉸接轉(zhuǎn)向裝置時，需要多個傳動萬向節(jié)，同時對鉸接轉(zhuǎn)向裝置產(chǎn)生一定的運動限制。這種傳動方式結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，占用較大的車輛的空間，增加較大整車質(zhì)量，并且傳動路線長，效率較低。較難實現(xiàn)動力在軸間輪間的靈活分配。
[0004]實用新型CN202174937U提出了一種全液壓分布式驅(qū)動方案，該方案能夠?qū)崿F(xiàn)動力在軸間輪間的一定范圍內(nèi)任意分配。但是目前液壓分布式驅(qū)動技術(shù)在控制方面不夠成熟。液壓傳動不僅驅(qū)動效率不高，控制響應(yīng)較慢，還需要復(fù)雜的輔助系統(tǒng)，如補(bǔ)液箱、油濾、液壓油冷卻系統(tǒng)等，同樣對維護(hù)要求較高。液壓驅(qū)動只有單一動力源，不能夠?qū)崿F(xiàn)超功率運行，在極困難路面的通過能力和行進(jìn)中急加速能力有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種分布式電驅(qū)動鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛，能夠解決驅(qū)動系統(tǒng)需要柔性布局的需求，可以提高車輛操縱穩(wěn)定性、動力性和通過性，同時具有節(jié)能高效、節(jié)省占用體積重量的優(yōu)點。
[0006]一種分布式電驅(qū)動鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛，包括通過鉸接轉(zhuǎn)向裝置連接的前車體和后車體，還包括混合動力分布式電驅(qū)動系統(tǒng)；
[0007]所述前車體和后車體均采用履帶式底盤；
[0008]所述混合動力分布式電驅(qū)動系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)、增速箱、發(fā)電機(jī)、電能管理模塊、整車控制器、動力電池組、電機(jī)控制器、四個驅(qū)動電機(jī)、變速箱和主動輪組成；
[0009]所述發(fā)動機(jī)、增速箱和發(fā)電機(jī)順序連接后為電能管理模塊提供電能，電能管理模塊同時與動力電池組和電機(jī)控制器連接，電能管理模塊控制動力電池組充放電，電能管理模塊為電機(jī)控制器提供電能，同時接受驅(qū)動電機(jī)制動回饋電能，電機(jī)控制器分別控制四個驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)的輸出軸通過變速箱與主動輪連接，四個主動輪分別獨立驅(qū)動四條履帶旋轉(zhuǎn)；所述整車控制器通過車輛的通信網(wǎng)絡(luò)接收駕駛員操縱指令，對發(fā)動機(jī)、電能管理模塊、電機(jī)控制器、鉸接轉(zhuǎn)向裝置下達(dá)控制指令。
[0010]進(jìn)一步地，所述發(fā)動機(jī)、增速箱、發(fā)電機(jī)、電能管理模塊、動力電池組、整車控制器和電機(jī)控制器根據(jù)前車體和后車體內(nèi)部的空間情況進(jìn)行靈活布置。
[0011]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動電機(jī)的布置位置是由主動輪在車廂的布置位置決定，根據(jù)不同車型主動輪的布置位置不同，驅(qū)動電機(jī)和變速箱有相應(yīng)的布置變化。
[0012]進(jìn)一步地，所述變速箱由減速箱代替。
[0013]進(jìn)一步地，所述鉸接轉(zhuǎn)向裝置還包括具有多個自由度的連桿機(jī)構(gòu)和控制前后車體形成偏轉(zhuǎn)夾角的轉(zhuǎn)向油缸或電動推桿。
[0014]有益效果:
[0015]1、本發(fā)明采用電傳動技術(shù)，提高了傳動系統(tǒng)的布置柔性，減小了傳動系統(tǒng)占用的體積重量，提高了傳動效率；特別是取消了貫穿前后車廂及鉸接轉(zhuǎn)向裝置的傳動軸，減小了鉸接轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計難度，也給鉸接轉(zhuǎn)向裝置提高優(yōu)化設(shè)計的空間。
[0016]2、本發(fā)明采用四個獨立的驅(qū)動電機(jī)實現(xiàn)分布式電機(jī)驅(qū)動，對操縱的響應(yīng)比傳統(tǒng)的機(jī)械傳動和液壓傳動快，并且可以使動力在軸間輪間任意的分配，充分地、合理地利用車輛的動力和地面的附著能力。
[0017]3、由于履帶車輛主要在越野環(huán)境行駛，面臨地面的起伏及性質(zhì)變化，多彎多障礙，行駛工況非常惡劣，高速行駛經(jīng)常出現(xiàn)極限工況。分布式電機(jī)驅(qū)動可以為車輛提供直接橫擺力矩，再與鉸接轉(zhuǎn)向裝置配合能大大提高車輛的操縱穩(wěn)定性和主動安全性。
[0018]4、本發(fā)明采用發(fā)動機(jī)和動力電池組的雙能量源，可以大大增加整車最大功率，利用電池組的峰值放電能力，在特殊工況下可以達(dá)到發(fā)動機(jī)最大功率的兩倍、三倍甚至更高的功率提供，同時利用驅(qū)動電機(jī)的峰值驅(qū)動特性，瞬間大幅度提升車輛的機(jī)動能力；在保證足夠動力的條件下，可以配置相對較小功率的發(fā)動機(jī)，節(jié)省發(fā)動機(jī)占用體積空間，提高發(fā)動機(jī)功率利用率，提高動力系統(tǒng)整體能量利用效率；電傳動是一種無級傳動，可以使發(fā)動機(jī)工作在最經(jīng)濟(jì)油耗點。
[0019]5、由于驅(qū)動電機(jī)具有四象限工作特性，因此能在制動工況對車輛的動能進(jìn)行回收對動力電池組充電；在較小半徑轉(zhuǎn)向工況，內(nèi)側(cè)電機(jī)工作在制動工況，和外側(cè)電機(jī)工作在驅(qū)動工況配合形成橫擺力矩幫助車輛轉(zhuǎn)向，同時內(nèi)側(cè)電機(jī)制動工況可以吸收功率發(fā)電供給外側(cè)電機(jī)，減小能量消耗。
[0020]6、本發(fā)明的混合動力分布式電驅(qū)動系統(tǒng)還具有較大的供電能力，針對目前車載大功率電氣設(shè)備呈增加的趨勢，可以為各種大功率車載電氣設(shè)備供電，如主動懸掛、半主動懸掛等等。
[0021 ] 7、電驅(qū)動系統(tǒng)的維護(hù)相對較低，系統(tǒng)可靠性高。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的混合動力分布式電驅(qū)動系統(tǒng)布局不意圖；
[0023]圖2為雙節(jié)鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中，1-發(fā)動機(jī)、2-增速箱、3-發(fā)電機(jī)、4-整車控制器、5-動力電池組、6-電能管理模塊、7-電機(jī)控制器、8-主動輪、9-減速箱、10-驅(qū)動電機(jī)、11-前車體、12-鉸接轉(zhuǎn)向裝置、13-后車體。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0026]如附圖1和2所示，本發(fā)明提供了一種分布式電驅(qū)動鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛，該車輛包括通過鉸接轉(zhuǎn)向裝置12連接的前車體11和后車體13，還包括混合動力分布式電驅(qū)動系統(tǒng)；
[0027]所述前車體11和后車體13均采用履帶式底盤；
[0028]所述混合動力分布式電驅(qū)動系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)1、增速箱2、發(fā)電機(jī)3、電能管理模塊6、整車控制器4、動力電池組5、電機(jī)控制器7、四個驅(qū)動電機(jī)10、變速箱9和主動輪8組成；
[0029]所述發(fā)動機(jī)1、增速箱2和發(fā)電機(jī)3順序連接后為電能管理模塊6提供電能，電能管理模塊6同時與動力電池組5和電機(jī)控制器7連接，電能管理模塊6控制動力電池組5充放電，電能管理模塊6為電機(jī)控制器7提供電能，同時接受驅(qū)動電機(jī)10制動回饋電能，因此，混合動力分布式電驅(qū)動系統(tǒng)具有發(fā)動機(jī)I和動力電池組5兩個能量源。
[0030]電機(jī)控制器7分別控制四個驅(qū)動電機(jī)10，驅(qū)動電機(jī)10的輸出軸通過變速箱9與主動輪8連接，四個主動輪8分別獨立驅(qū)動四條履帶旋轉(zhuǎn)；所述整車控制器4通過車輛的通信網(wǎng)絡(luò)接收駕駛員操縱指令，對發(fā)動機(jī)1、電能管理模塊6、電機(jī)控制器7、鉸接轉(zhuǎn)向裝置12下達(dá)控制指令，整車控制器4實現(xiàn)對整個驅(qū)動系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和控制。
[0031]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種分布式電驅(qū)動鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛，包括通過鉸接轉(zhuǎn)向裝置(12)連接的前車體(11)和后車體(13)，其特征在于，還包括混合動力分布式電驅(qū)動系統(tǒng)； 所述前車體(11)和后車體(13)均采用履帶式底盤； 所述混合動力分布式電驅(qū)動系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)(I)、增速箱(2)、發(fā)電機(jī)(3)、電能管理模塊(6)、整車控制器(4)、動力電池組(5)、電機(jī)控制器(7)、四個驅(qū)動電機(jī)(10)、四個變速箱(9)和四個主動輪⑶組成； 所述發(fā)動機(jī)(1)、增速箱⑵和發(fā)電機(jī)⑶順序連接后為電能管理模塊(6)提供電能，電能管理模塊(6)同時與動力電池組(5)和電機(jī)控制器(7)連接，電能管理模塊(6)控制動力電池組(5)充放電，電能管理模塊(6)為電機(jī)控制器(7)提供電能，同時接受驅(qū)動電機(jī)(10)制動回饋電能，電機(jī)控制器(7)分別控制四個驅(qū)動電機(jī)(10)，驅(qū)動電機(jī)(10)的輸出軸通過變速箱(9)與主動輪(8)連接，四個主動輪(8)分別獨立驅(qū)動四條履帶旋轉(zhuǎn)；所述整車控制器(4)通過車輛的通信網(wǎng)絡(luò)接收駕駛員操縱指令，對發(fā)動機(jī)(I)、電能管理模塊￠)、電機(jī)控制器(7)、鉸接轉(zhuǎn)向裝置(12)下達(dá)控制指令。
2.如權(quán)利要求1所述的分布式電驅(qū)動鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)(1)、增速箱(2)、發(fā)電機(jī)(3)、電能管理模塊(6)、動力電池組(5)、整車控制器(4)和電機(jī)控制器⑵根據(jù)前車體(11)和后車體(13)內(nèi)部的空間情況進(jìn)行靈活布置。
3.如權(quán)利要求1所述的分布式電驅(qū)動鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛，其特征在于，所述驅(qū)動電機(jī)(10)的布置位置是由主動輪(8)在車廂的布置位置決定，根據(jù)不同車型主動輪(8)的布置位置不同，驅(qū)動電機(jī)(10)和變速箱(9)有相應(yīng)的布置變化。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的分布式電驅(qū)動鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛，其特征在于，所述變速箱(9)由減速箱代替。
5.如權(quán)利要求1所述的分布式電驅(qū)動鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛，其特征在于，所述鉸接轉(zhuǎn)向裝置(12)還包括具有多個自由度的連桿機(jī)構(gòu)和控制前后車體形成偏轉(zhuǎn)夾角的轉(zhuǎn)向油缸或電動推桿。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分布式電驅(qū)動鉸接轉(zhuǎn)向履帶車輛，屬于履帶車輛傳動技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明在履帶車輛上采用混合動力分布式電驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)、增速箱、發(fā)電機(jī)、電能管理模塊、整車控制器、動力電池組、電機(jī)控制器、四個驅(qū)動電機(jī)和變速箱組成。發(fā)動機(jī)、增速箱、發(fā)電機(jī)連接組成動力發(fā)電系統(tǒng)為電能管理系統(tǒng)提供電能，電能管理模塊與動力電池組、電機(jī)控制器連接，控制動力電池組充發(fā)電，還為電機(jī)控制器提供電能，電機(jī)控制器獨立控制四個驅(qū)動電機(jī)，四個驅(qū)動電機(jī)通過減速箱或變速箱與主動輪連接，四個主動輪驅(qū)動四條履帶旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明簡化了傳動系統(tǒng)，動力分配靈活，提高該車輛的越野機(jī)動及燃油經(jīng)濟(jì)性能。
【IPC分類】B60K17-14, B62D55-065
【公開號】CN104859437
【申請?zhí)枴緾N201510289660
【發(fā)明人】胡紀(jì)濱, 李雪原, 苑士華, 唐壽星, 倪俊
【申請人】北京理工大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月29日