[发明专利]一种履带车辆用独立转向式机电复合传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机电复合传动装置，特别是一种适用于履带车辆的独立转向式机电复合传动装置。

背景技术

机电复合传动履带车辆具有良好的动力性、经济性，以及无级转向性能，易于实现整车信息化、远程控制、无人驾驶等功能，是履带车辆未来发展的方向之一。美国2001年完成了基于M113的20t级轻型履带式双侧电机独立驱动演示样车的研究。德国伦克公司与磁电机公司联合开发了大功率履带式EMT1100机电复合传动装置。我国进行了履带车辆机电复合传动探索性研究。

传统履带车辆的转向方式通常包括差速式转向和独立式转向。在差速式转向中，把低速履带的速度降低的同时，高速履带的速度相应的增加，且高速履带侧速度的增加量等于低速履带侧速度的降低量。在独立式转向中，内外侧履带转速可分开独立进行控制，满足履带车辆转向半径的要求。美国通用公司将机电复合传动技术应用于履带车辆，提出了某零差速式的转向方案(专利号US6491599B1)，但其转向电机在直驶时不工作，利用率比较低。本发明即是为了解决上述技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种履带车辆用独立转向式机电复合传动装置，既可以满足车辆的行驶驱动以及转向等功能，又能为车载设备提供充足的电能。本发明利用多个电机协调控制的特性，提出了一种履带车辆用独立转向式机电复合传动装置，可以实现内侧制动转向功率回流，降低电机的功率需求，具有良好的转向性能。并且直驶时四个电机都可以参加工作，电机利用率比较高，可以实现更多的驱动模式，满足车辆各种工况的行驶需求，尤其是可以对外提供大量的电功率，满足履带车辆的特殊用电需求。

本发明的目的可以通过以下途径来实现：

一种履带车辆机电复合传动装置包含，四个行星排，四个电动机/发电机以及三个操纵元件。输入动力经惰轮直齿轮传递到第二行星排的齿圈，第二行星排的行星架分别与第三行星排的行星架和第一、四行星排的齿圈连接在一起。第二行星排的太阳轮与第二电动机/发电机的转子相连。第二电动机/发电机位于第二行星排与机电复合传动装置离合器之间。机电复合传动装置离合器主动部分与第二电动机/发电机转子连接，被动部分分别与第一制动器和第三行星排的齿圈相连。第三行星排的太阳轮与第三电动机/发电机的转子相连。第三电动机/发电机位于第三行星排与第二制动器之间，并且第二制动器与第四行星排的齿圈连接。第一行星排的太阳轮与第一电动机/发电机的转子相连，第四行星排的太阳轮与第四电动机/发电机的转子相连。第一、四行星排的行星架为此机电复合传动装置的输出元件，分别通过侧传动最终将动力传递到车体两侧主动轮上。

第一电动机/发电机、第二电动机/发电机、第三电动机/发电机、第四电动机/发电机通过导线与控制器连接，控制器通过导线与储能装置相连。储能装置可以选择化学蓄电池，也可以选择超级电容或者飞轮电池等。

所述的制动器为湿式多片制动器，所述的离合器为湿式多片离合器。

所述的第一电动机/发电机、第二电动机/发电机、第三电动机/发电机、第四电动机/发电机均为永磁同步电机，且转子均为空心轴。

所述的第一电动机/发电机、第二电动机/发电机、第三电动机/发电机、第四电动机/发电机和储能装置通过导线与控制单元相连。

所述的发动机为柴油发动机。

本发明的优点是：利用两侧电机驱动实现低速爬坡或倒档，充分发挥串联方案的优点；在常用车速范围，实现功率的分流传递，具有效率高的优点；转向时，可以实现内侧制动功率向外侧的回流，具有良好的行进中转向能力。并且系统结构简单，具有多种工作模式。

工作模式一：纯电驱动模式。第二制动器制动，动力电池组提供电能，由第一、第四电动机/发电机驱动车辆行驶。可以实现车辆的静音行驶，减少红外信号，增强车辆的隐蔽能力和生存能力。

工作模式二：串联工作模式。由发动机通过前传动、第二和第三行星排带动第二、第三电动机/发电机发电，所发电能提供给第一、第四电动机/发电机，驱动车辆行驶。此模式很方便的实现的车辆的爬大坡和倒车功能。此时操纵元件第二制动器制动，离合器结合。