電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)履帶式裝甲車(chē)輛，是將柴油內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力通過(guò)機(jī)械連接方式傳遞到各個(gè)車(chē)輪，通過(guò)調(diào)整側(cè)減速器的減速比控制各輪驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)直駛或轉(zhuǎn)向；利用鉛酸蓄電池組滿足車(chē)輛照明、通信等電力需求。由于動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式等因素制約，柴油內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)與車(chē)輛行駛狀態(tài)關(guān)系密切，當(dāng)車(chē)輛處于怠速工況時(shí)，內(nèi)燃機(jī)工作效率降低，油耗升高；當(dāng)車(chē)輛處于加速和爬坡等工況時(shí)，需求功率較大，對(duì)車(chē)用內(nèi)燃機(jī)的功率密度提出較高要求;當(dāng)車(chē)輛處于減速或制動(dòng)等工況時(shí)，制動(dòng)產(chǎn)生的能量都以熱能形式被浪費(fèi)，難以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的高效利用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可減少怠速工況時(shí)間，提高內(nèi)燃機(jī)工作效率，降低燃油消耗，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的高效儲(chǔ)存和再利用，并滿足車(chē)輛低壓設(shè)備用電需求的電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛。
[0004]本實(shí)用新型電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛，包括車(chē)底盤(pán)，車(chē)底盤(pán)的二側(cè)分別設(shè)有履帶，每個(gè)履帶分別采用多個(gè)車(chē)輪驅(qū)動(dòng)，所述車(chē)底盤(pán)的前部設(shè)有內(nèi)燃機(jī)艙，內(nèi)燃機(jī)艙內(nèi)安裝有燃?xì)廨啓C(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)的動(dòng)力輸出軸與永磁同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)軸傳動(dòng)相連，永磁同步發(fā)電機(jī)輸出的交流電經(jīng)過(guò)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(guò)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(gè)DC-AC變換器相連，每個(gè)DC-AC變換器分別與一個(gè)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)相連，每個(gè)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的電機(jī)軸分別與一個(gè)側(cè)減速器的動(dòng)力輸入軸傳動(dòng)相連，每個(gè)側(cè)減速器的動(dòng)力輸出軸分別與一個(gè)車(chē)輪傳動(dòng)相連；
[0006]所述第二 AC-DC變換器通過(guò)導(dǎo)線與永磁同步電動(dòng)機(jī)相連，永磁同步電動(dòng)機(jī)的電機(jī)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(chē)底盤(pán)尾部電池艙內(nèi)。
[0009]優(yōu)選地，所述飛輪安裝于車(chē)底盤(pán)尾部輔助儲(chǔ)能艙內(nèi)。
[0010]優(yōu)選地，所述開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)安裝在車(chē)底盤(pán)的兩側(cè)。
[0011]本實(shí)用新型電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛的有益效果如下:
[0012](I)采用多個(gè)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)各個(gè)車(chē)輪，可以實(shí)現(xiàn)各輪間的獨(dú)立控制，減小車(chē)輛轉(zhuǎn)彎半徑甚至實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向功能，提升車(chē)輛動(dòng)力性水平。
[0013](2)車(chē)體內(nèi)部除燃?xì)廨啓C(jī)、飛輪和永磁同步發(fā)電機(jī)之間以機(jī)械連接方式傳遞動(dòng)力夕卜，其余各部件間均采用電氣連接方式傳遞動(dòng)力至開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，這種電傳動(dòng)方式，有利于實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)工作狀態(tài)與車(chē)輛行駛狀態(tài)之間的解耦，控制燃?xì)廨啓C(jī)工作在優(yōu)化區(qū)間；
[0014](3)采用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)作為終端驅(qū)動(dòng)部件，逆向工作時(shí)兼具發(fā)電機(jī)工作特性，便于在車(chē)輛減速、制動(dòng)等工況下回收制動(dòng)能量，并存儲(chǔ)到MH-Ni電池組和飛輪中，實(shí)現(xiàn)能量高效利用，降低整車(chē)燃油消耗。
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛一種實(shí)施方式的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛，包括車(chē)底盤(pán)(圖中未畫(huà)出)，車(chē)底盤(pán)的二側(cè)分別設(shè)有履帶17，每個(gè)履帶17分別采用多個(gè)車(chē)輪I驅(qū)動(dòng)，車(chē)底盤(pán)的前部設(shè)有內(nèi)燃機(jī)艙(圖中未畫(huà)出)，內(nèi)燃機(jī)艙內(nèi)安裝有燃?xì)廨啓C(jī)2，燃?xì)廨啓C(jī)2的動(dòng)力輸出軸與永磁同步發(fā)電機(jī)3的發(fā)電機(jī)軸傳動(dòng)相連，永磁同步發(fā)電機(jī)3輸出的交流電經(jīng)過(guò)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(guò)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(gè)DC-AC變換器11相連，每個(gè)DC-AC變換器11分別與一個(gè)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)12相連，每個(gè)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)12的電機(jī)軸分別與一個(gè)側(cè)減速器13的動(dòng)力輸入軸傳動(dòng)相連，每個(gè)側(cè)減速器13的動(dòng)力輸出軸分別與一個(gè)車(chē)輪I傳動(dòng)相連；
[0019]第二 AC-DC變換器10通過(guò)導(dǎo)線與永磁同步電動(dòng)機(jī)14相連，永磁同步電動(dòng)機(jī)14的電機(jī)軸與飛輪16相連。永磁同步電動(dòng)機(jī)14還可作為電動(dòng)機(jī)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(hào)為EFL3GCGl*30mm2高壓電力電纜;MH-Ni電池組安裝于車(chē)底盤(pán)尾部電池艙(圖中未畫(huà)出)內(nèi)；飛輪16安裝于車(chē)底盤(pán)尾部輔助儲(chǔ)能艙(圖中未畫(huà)出)內(nèi)；開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)12安裝在車(chē)底盤(pán)的兩側(cè)。
[0021]當(dāng)電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛啟動(dòng)時(shí)，需要由永磁同步發(fā)電機(jī)3拖動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)2進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)由MH-Ni電池組7驅(qū)動(dòng)永磁同步發(fā)電機(jī)3工作于電動(dòng)狀態(tài)，利用永磁同步發(fā)電機(jī)3的輸入軸反向帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)2的曲軸旋轉(zhuǎn)，使燃?xì)廨啓C(jī)2進(jìn)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(chē)低壓用電設(shè)備全程工作于正常狀態(tài)。
[0023]當(dāng)電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛處于加速或爬坡等工況時(shí)，負(fù)載需求較大，此時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)2將燃料中包含的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，直接帶動(dòng)永磁同步發(fā)電機(jī)3的發(fā)電機(jī)軸同步旋轉(zhuǎn)，永磁同步發(fā)電機(jī)3將旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，永磁同步發(fā)電機(jī)3輸出的交流電經(jīng)過(guò)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(gè)直流源;飛輪16、永磁同步電動(dòng)機(jī)14和第二 AC-DC變換器10可視為一個(gè)大功率的直流源，永磁同步電動(dòng)機(jī)14可作為電動(dòng)機(jī)工作，飛輪16通過(guò)自身旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)14旋轉(zhuǎn)并發(fā)電，發(fā)出的交流電經(jīng)過(guò)第二AC-DC變換器10整流為直流電輸?shù)街绷髂妇€5，以實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)，滿足負(fù)載瞬時(shí)大功率需求；由各動(dòng)力源得到的母線高壓直流電經(jīng)過(guò)DC-AC變換器11逆變?yōu)榻涣麟?，?qū)動(dòng)每個(gè)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)12工作，各個(gè)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)12通過(guò)每個(gè)側(cè)減速器13帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的車(chē)輪I旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。
[0024]當(dāng)電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛處于減速或制動(dòng)等工況時(shí)，由于開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)12具有雙向工作特性，此時(shí)各個(gè)車(chē)輪I通過(guò)每個(gè)側(cè)減速器13帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)12旋轉(zhuǎn)，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)12工作于發(fā)電狀態(tài)，輸出的交流電反向經(jīng)過(guò)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(guò)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(chǔ)存起來(lái)，高頻部分則驅(qū)動(dòng)輔助動(dòng)力源中的永磁同步電動(dòng)機(jī)14工作于電動(dòng)狀態(tài)，帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，將回收到的多余能量以動(dòng)能形式存儲(chǔ)于飛輪中，此時(shí)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(cè)到MH-Ni電池組7電量過(guò)低，同時(shí)負(fù)載功率需求不大時(shí)，為避免對(duì)MH-Ni電池性能造成損害，需要對(duì)MH-Ni電池組7進(jìn)行充電。此時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)2帶動(dòng)永磁同步發(fā)電機(jī)3發(fā)出的電能除滿足車(chē)輛驅(qū)動(dòng)所需的負(fù)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(shí)用新型電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛，可以克服傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)履帶式裝甲車(chē)輛結(jié)構(gòu)的不足，保證車(chē)輛具備較高的動(dòng)力性水平，并實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)能量的回收和再利用，降低整車(chē)燃油消耗。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛，包括車(chē)底盤(pán)，其特征在于所述車(chē)底盤(pán)的二側(cè)分別設(shè)有履帶(17)，每個(gè)履帶(17)分別采用多個(gè)車(chē)輪(I)驅(qū)動(dòng)，車(chē)底盤(pán)的前部設(shè)有內(nèi)燃機(jī)艙，內(nèi)燃機(jī)艙內(nèi)安裝有燃?xì)廨啓C(jī)(2)，燃?xì)廨啓C(jī)(2)的動(dòng)力輸出軸與永磁同步發(fā)電機(jī)(3)的發(fā)電機(jī)軸傳動(dòng)相連，永磁同步發(fā)電機(jī)(3)輸出的交流電經(jīng)過(guò)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(guò)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(gè)DC-AC變換器(11)相連，每個(gè)DC-AC變換器(11)分別與一個(gè)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(12)相連，每個(gè)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(12)的電機(jī)軸分別與一個(gè)側(cè)減速器(13)的動(dòng)力輸入軸傳動(dòng)相連，每個(gè)側(cè)減速器(13)的動(dòng)力輸出軸分別與一個(gè)車(chē)輪(1)傳動(dòng)相連； 所述第二AC-DC變換器(1)通過(guò)導(dǎo)線與永磁同步電動(dòng)機(jī)(14)相連，永磁同步電動(dòng)機(jī)(14)的動(dòng)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(dòng)履帶式車(chē)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(dòng)履帶式車(chē)輛，其特征在于:所述MH-Ni電池組(7)安裝于車(chē)底盤(pán)尾部電池艙內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛，其特征在于:所述飛輪(16)安裝于車(chē)底盤(pán)尾部輔助儲(chǔ)能艙內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛，其特征在于:所述開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(12)安裝在車(chē)底盤(pán)的兩側(cè)。
【專利摘要】電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛，包括車(chē)底盤(pán)，車(chē)底盤(pán)的二側(cè)分別設(shè)有履帶，每個(gè)履帶分別采用多個(gè)車(chē)輪驅(qū)動(dòng)，所述車(chē)底盤(pán)的前部設(shè)有內(nèi)燃機(jī)艙，內(nèi)燃機(jī)艙內(nèi)安裝有燃?xì)廨啓C(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)的動(dòng)力輸出軸與永磁同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)軸傳動(dòng)相連，永磁同步發(fā)電機(jī)輸出的交流電經(jīng)過(guò)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(guò)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(shí)間，提高內(nèi)燃機(jī)工作效率，降低燃油消耗，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的高效儲(chǔ)存和再利用，并滿足車(chē)輛低壓設(shè)備用電需求的電傳動(dòng)履帶式車(chē)輛。
【IPC分類】B60L15/32, B60K17/12
【公開(kāi)號(hào)】CN205292328
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】廖自力, 陳路明, 劉春光, 張運(yùn)銀, 項(xiàng)宇, 陽(yáng)貴兵, 趙梓旭, 燕玉林, 李嘉麒, 張征, 李能, 朱昊
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年1月19日