【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及傳動系統(tǒng)，具體涉及一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)。
技術介紹
1、農業(yè)現(xiàn)代化技術的發(fā)展與汽車工業(yè)的發(fā)展緊密聯(lián)系。近年來，隨著新能源汽車技術的突飛猛進，純電動技術和混合動力技術的發(fā)展愈發(fā)成熟，各大農業(yè)機械公司也紛紛推出純電動和混合動力拖拉機。但考慮到拖拉機在田間長時間作業(yè)的續(xù)航和復雜的工況問題，混合動力技術更受研發(fā)者的青睞，包括串聯(lián)式混動、并聯(lián)式混動以及混聯(lián)式混動。
2、現(xiàn)有的混合動力拖拉機傳動系統(tǒng)中，大部分雙電機混動結構都是兩個電機獨立工作，pto電機輸出扭矩用于獨立驅動動力輸出軸，行走電機則用于驅動拖拉機行駛。這種驅動方式雖然在一定程度上降低了整機的油耗且響應綠色發(fā)展的號召，但是并沒有充分利用電機的調速性能，且兩個電機不協(xié)調工作時也容易造成功率損失。為了解決上述問題，現(xiàn)有技術中通過行星齒輪組的組合實現(xiàn)雙電機的耦合傳動。
3、例如，申請公布號為cn111016642a的專利技術專利申請公開了一種電動拖拉機多模式耦合傳動裝置及其控制系統(tǒng)，采用兩個行星齒輪總成和兩個同步器換擋機構的組合作為主電機和輔助電機的動力耦合裝置，實現(xiàn)包括主電機單獨驅動，雙電機轉矩耦合、雙電機轉速耦合在內的多種工作模式。上述的電動拖拉機多模式動力耦合傳動裝置及其控制系統(tǒng)，雖然能夠通過兩個行星齒輪總成將雙電機的動力進行耦合，從而實現(xiàn)多種驅動模式且提高了電機的利用率，但是上述裝置仍然存在以下不足：
4、1、通過多個行星齒輪總成與同步器組合，造成結構復雜，增加系統(tǒng)的維護難度和成本。
5、2、
6、3、動力耦合過程的能量損失降低了整體效率，復雜的控制系統(tǒng)可能導致響應延遲從而影響操作的靈活性；而基于雙行星排設計的混合動力拖拉機傳動系統(tǒng)未能有效解決雙電機在滿負荷輸出時的功率不足問題，可能導致動力輸出不均衡。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術的目的在于克服上述存在的問題，提供一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)結構緊湊高效，雙電機利用率高，配合發(fā)動機，在高負荷工況下，動力輸出均衡。
2、本專利技術的目的通過以下技術方案實現(xiàn)：
3、一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，包括發(fā)動機、中間軸、主電機、輔助電機、動力耦合裝置、變速傳動機構以及pto輸出軸；所述發(fā)動機上設置有發(fā)動機輸出軸；所述輔助電機設置在中間軸上；所述中間軸的一端與所述發(fā)動機輸出軸通過第一離合器連接，所述中間軸的另一端與所述pto輸出軸的一端之間通過第三離合器連接；所述動力耦合裝置與所述中間軸之間通過第二離合器連接；其中，
4、所述動力耦合裝置包括制動器、并聯(lián)設置的第一行星齒輪機構以及第二行星齒輪機構；所述第一行星齒輪機構包括第一太陽輪、第一排行星輪、第一齒圈以及第一行星架；所述第二行星齒輪機構包括第二太陽輪、第二排行星輪、第二齒圈以及第二行星架；其中，所述第一太陽輪與所述中間軸之間通過第二離合器連接；所述第一行星架與第二齒圈連接；所述第二行星架與所述變速傳動機構連接；所述主電機的主軸與所述第二太陽輪連接；所述制動器用于同時鎖止第一行星架與第二齒圈。
5、上述用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)的工作原理是：
6、動力耦合裝置的雙輸入端分別連接輔助電機與主電機，主電機的動力可直接輸入動力耦合裝置，輔助電機的動力通過中間軸與第二離合器輸入動力耦合裝置，總功率分別通過所述中間軸輸出到pto輸出軸和通過所述第二排行星輪輸出到變速傳動機構，通過動力耦合裝置可以進行發(fā)動機與雙電機(主電機、輔助電機)的轉速耦合，實現(xiàn)不同驅動模式。具體地，發(fā)動機的動力通過發(fā)動機輸出軸與第一離合器，經輔助電機傳遞至中間軸，第二離合器接合后，帶動第一太陽輪運動，接著帶動第一排行星輪運動，然后通過第一行星架帶動第二齒圈運動，從而帶動第二排行星輪運動，進而帶動第二行星架運動，將動力傳遞至變速傳動機構；在第三離合器接合下，中間軸的轉動還能帶動pto輸出軸轉動；輔助電機可以驅動中間軸運動，實現(xiàn)pto輸出軸的轉動，在第二離合器的接合下，帶動第一行星齒輪機構運動，進而帶動第二行星齒輪機構運動，實現(xiàn)變速傳動機構的驅動；主電機的動力可以驅動第二太陽輪運動，帶動第二排行星輪運動，進而帶動第二行星架運動，實現(xiàn)變速傳動機構的驅動，還可以帶動第二齒圈運動，從而帶動第一行星齒輪機構運動，實現(xiàn)對pto輸出軸的驅動。通過第一離合器、第二離合器以及第三離合器的接合與分離，以及制動器的鎖止與分離，可以實現(xiàn)不同驅動模式。
7、本專利技術的一個優(yōu)選方案，其中，所述發(fā)動機、第一離合器、輔助電機、第二離合器、中間軸、主電機、第一太陽輪、第二太陽輪、第三離合器與pto輸出軸同軸線設置；所述主電機布置在第一太陽輪與第二太陽輪之間，所述輔助電機設布置在第一離合器與第一太陽輪之間。
8、優(yōu)選地，所述雙電機混合動力傳動系統(tǒng)還包括電池系統(tǒng)以及減速器；所述電池系統(tǒng)分別與所述主電機以及輔助電機連接，所述減速器連接在所述pto輸出軸與第三離合器之間。
9、優(yōu)選地，所述變速傳動機構包括第一齒輪、第二齒輪以及變速箱；所述第一齒輪與所述第二行星架連接且同軸設置，所述第二齒輪與所述第一齒輪相互嚙合，所述變速箱的變速箱輸入軸與所述第二齒輪連接。
10、優(yōu)選地，所述雙電機混合動力傳動系統(tǒng)的驅動模式包括駐車工況驅動模式、第一行駛與作業(yè)工況驅動模式、第二行駛與作業(yè)工況驅動模式、第三行駛與作業(yè)工況驅動模式以及再生制動模式。
11、優(yōu)選地，所述駐車工況驅動模式包括輔助電機單驅pto模式以及駐車充電模式；其中，
12、當處于輔助電機單驅pto模式時，制動器處于分離狀態(tài)，第一離合器與第二離合器處于分離狀態(tài)，第三離合器處于接合狀態(tài)；發(fā)動機不啟動，電池系統(tǒng)放電，主電機不工作，輔助電機工作；此時，發(fā)動機與中間軸的動力傳遞中斷，電池系統(tǒng)給輔助電機供電，輔助電機輸出動力通過中間軸傳遞到pto輸出軸；
13、當處于駐車充電模式時，制動器處于分離狀態(tài)，第一離合器與第三離合器處于接合狀態(tài)，第二離合器處于分離狀態(tài)，發(fā)動機啟動，輔助電機充當發(fā)電機，發(fā)動機的一部分動力拖動輔助電機發(fā)電，同時發(fā)動機輸出的剩余動力通過中間軸傳遞到pto輸出軸。
14、優(yōu)選地，所述第一行駛與作業(yè)工況驅動模式包括主電機單驅行駛模式；所述第一行駛與作業(yè)工況驅動模式為動力源只有主電機的純電模式；其中，當處于主電機單驅行駛模式時，制動器處于鎖止狀態(tài)，第一離合器、第二離合器與第三離合器處于分離狀態(tài)，發(fā)動機不啟動，電池系統(tǒng)放電，主電機工作，輔助電機不工作，電池系統(tǒng)給主電機供電。
15、優(yōu)選地，所述第二行駛與作業(yè)工況驅動模式包括雙電機獨立驅動模式以及發(fā)動機與雙電機獨立驅動模式；其中，
16、當處于所述雙電機獨立驅動模式時，制動器處于分離或者鎖止狀態(tài)，第一離合器與第二離合器處于分離狀態(tài)，第三離合器處于接合狀態(tài)，發(fā)動機不啟動，電池系統(tǒng)放電本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動機、中間軸、主電機、輔助電機、動力耦合裝置、變速傳動機構以及PTO輸出軸；所述發(fā)動機上設置有發(fā)動機輸出軸；所述輔助電機設置在中間軸上；所述中間軸的一端與所述發(fā)動機輸出軸通過第一離合器連接，所述中間軸的另一端與所述PTO輸出軸的一端之間通過第三離合器連接；所述動力耦合裝置與所述中間軸之間通過第二離合器連接；其中，
2.根據權利要求1所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機、第一離合器、輔助電機、第二離合器、中間軸、主電機、第一太陽輪、第二太陽輪、第三離合器與PTO輸出軸同軸線設置；所述主電機布置在第一太陽輪與第二太陽輪之間，所述輔助電機設布置在第一離合器與第一太陽輪之間。
3.根據權利要求1所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述雙電機混合動力傳動系統(tǒng)還包括電池系統(tǒng)以及減速器；所述電池系統(tǒng)分別與所述主電機以及輔助電機連接，所述減速器連接在所述PTO輸出軸與第三離合器之間。
4.根據權利要求3所述的一種用于中大型拖拉機
5.根據權利要求3或者4所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述雙電機混合動力傳動系統(tǒng)的驅動模式包括駐車工況驅動模式、第一行駛與作業(yè)工況驅動模式、第二行駛與作業(yè)工況驅動模式、第三行駛與作業(yè)工況驅動模式以及再生制動模式。
6.根據權利要求5所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述駐車工況驅動模式包括輔助電機單驅PTO模式以及駐車充電模式；其中，
7.根據權利要求6所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一行駛與作業(yè)工況驅動模式包括主電機單驅行駛模式；其中，當處于主電機單驅行駛模式時，制動器處于鎖止狀態(tài)，第一離合器、第二離合器與第三離合器處于分離狀態(tài)，發(fā)動機不啟動，電池系統(tǒng)放電，主電機工作，輔助電機不工作，電池系統(tǒng)給主電機供電。
8.根據權利要求6所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第二行駛與作業(yè)工況驅動模式包括雙電機獨立驅動模式以及發(fā)動機與雙電機獨立驅動模式；其中，
9.根據權利要求6所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述第三行駛與作業(yè)工況驅動模式包括發(fā)動機與主電機轉速耦合模式、雙電機轉速耦合模式、第一發(fā)動機與雙電機轉速耦合模式以及第二發(fā)動機與雙電機轉速耦合模式；其中，
10.根據權利要求6所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述再生制動模式包括獨立驅動再生制動模式以及耦合驅動再生制動模式；其中，
...【技術特征摘要】
1.一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動機、中間軸、主電機、輔助電機、動力耦合裝置、變速傳動機構以及pto輸出軸；所述發(fā)動機上設置有發(fā)動機輸出軸；所述輔助電機設置在中間軸上；所述中間軸的一端與所述發(fā)動機輸出軸通過第一離合器連接，所述中間軸的另一端與所述pto輸出軸的一端之間通過第三離合器連接；所述動力耦合裝置與所述中間軸之間通過第二離合器連接；其中，
2.根據權利要求1所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機、第一離合器、輔助電機、第二離合器、中間軸、主電機、第一太陽輪、第二太陽輪、第三離合器與pto輸出軸同軸線設置；所述主電機布置在第一太陽輪與第二太陽輪之間，所述輔助電機設布置在第一離合器與第一太陽輪之間。
3.根據權利要求1所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述雙電機混合動力傳動系統(tǒng)還包括電池系統(tǒng)以及減速器；所述電池系統(tǒng)分別與所述主電機以及輔助電機連接，所述減速器連接在所述pto輸出軸與第三離合器之間。
4.根據權利要求3所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，所述變速傳動機構包括第一齒輪、第二齒輪以及變速箱；所述第一齒輪與所述第二行星架連接且同軸設置，所述第二齒輪與所述第一齒輪相互嚙合，所述變速箱的變速箱輸入軸與所述第二齒輪連接。
5.根據權利要求3或者4所述的一種用于中大型拖拉機的雙電機混合動...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：肖博一，林培漢，李君，張超賢，黃明杰，楊健，李小厚，李楚希，王浩，
申請(專利權)人：華南農業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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