[发明专利]履带车辆的混合动力电传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及车辆动力传动装置，特别涉及一种履带车辆的混合动力电传动装置，具体涉及一种结构紧凑的功率分流式混合动力电传动装置。

背景技术

履带车辆的混合动力电传动装置，应提供与车辆高机动性相结合的最佳的重量、体积和成本的技术方案。特别地，混合动力电传动装置应具有高功率密度，其体积紧凑，占用空间小，以便于进行车辆总体布置。混合动力电传动装置主要有串联式、并联式和功率分流式混合动力电传动装置三类。

美国专利US4998591公开了一种串联式混合动力电传动装置，其提供了总体布置上的灵活性，可将发电机组和电传动装置分开安装，两者之间只需要通过电缆相连接。但是，由于需要把发动机的动力全部转换成电能，而且车辆行驶所需的动力完全由驱动电机提供，因此，需要大功率的发电机组、驱动电机和逆变器。而这些部件的总体积比传统的动力传动装置的体积要大得多。虽然能够优化发动机的工作点和回收制动能量，但能量的多次转换降低了系统的能量效率。此外，发动机不直接驱动车辆，系统的可靠性完全取决于电机系统。

美国专利US7757797B2公开了一种并联式混合动力电传动装置，其在发动机和液力变矩器之间增加了一台与发动机飞轮或液力变矩器泵轮相连接的中等功率的电动/发电机，系统的电功率和所需要的逆变器相对较小。而且由于该电动/发电机与发动机直接相连接，因此只有在发动机高速时才能够提供较大的发电功率。车辆低速行驶时，该电动/发电机工作在电动模式下，所需的电能均由蓄电装置提供，因此，需要大功率的蓄电装置。此外，由于发动机直接驱动车辆，因此，系统具有较高的可靠性。

从性能、重量、体积、成本和风险来看，串联式和并联式混合电传动装置显然都不是最佳方案，而功率分流式混合电传动装置综合了机械和电力驱动二者的优点，具有显著的总体性能优势。功率分流式混合动力电传动装置包括了一个功率分流装置、至少一台发电机和至少一台驱动电机，通过功率分流装置可将发动机的转速和车速解耦，而且一部分发动机动力直接驱动车辆，另一部分动力则通过发电机转换成电能提供给驱动电机，因此，系统具有很高的能量效率和可靠性。

美国专利US2007/0102209A1公开了一种履带车辆的功率分流式混合动力电传动装置，其包括纵置的发动机和由至少两台电动/发电机、带闭锁离合器的行星排耦合器组成的动力耦合装置，其中发动机与行星排耦合器的齿圈相连接，一台电动/发电机与行星排耦合器的太阳轮相连接，另一台电动/发电机与行星排耦合器的行星架相连接后连接到机械传动装置的输入端，机械传动装置包括常规的零轴和两端的差速行星排。

美国专利US7201691B2公开了一种履带车辆的电动液力转向机构，其包括同轴配置和布置在零轴上的转向电机、两个带闭锁离合器的液力偶合器和相应的传动齿轮。在转向电机不能提供所需的转向力矩时液力偶合器充油，提供小半径转向所需的助力转矩。

上述混合动力电传动装置及电动液力转向机构存在以下问题：发动机与行星排耦合器齿圈相连接，车速较低时，与行星排耦合器行星架相连接的电动/发电机工作在电动模式下，其转速也较低，与行星排耦合器太阳轮相连接的电动/发电机工作在发电模式下，其转速较低，发电功率较低，也使得该电动/发电机的体积增大；纵置的发动机和动力耦合装置不可避免地增大了混合动力电传动装置的体积；包括零轴、相应的传动齿轮和支承结构的机械传动装置也增大了混合动力电传动装置的体积和质量，而且使得箱体结构复杂；同轴配置和布置在零轴上的转向电机直径受到较大的限制，不能提供较大的转向力矩，导致液力偶合器的充油频率将增加。

因此，还存在着进一步减小履带车辆的混合动力电传动装置体积的需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种结构紧凑的履带车辆的混合动力电传动装置。