[发明专利]一种插电式采棉机行驶混合动力系统

说明书

本发明提供了一种插电式采棉机行驶混合动力系统，包括发动机、分动箱、发电机、电动机、行星轮系、差速器、逆变器和动力电池。通过控制发动机、离合器、电动机和发电机，在采棉机作业过程中，可以实现纯电机驱动和无级调速功能。通过行星齿轮系，实现双电机功率耦合，提升采棉机速度和作业效率。通过控制发动机和发电机工作，实现采棉机在正常作业的能量转化，通过发动机把化学能转化为机械能，通过发电机把机械能转化为电能，存储于动力电池，最后通过电动机把电能转化为机械能。

技术领域

本发明属于机电混合动力技术领域，尤其是涉及一种插电式采棉机行驶混合动力系统。

背景技术

采棉机作业工况复杂，需要频繁改变车速和输出扭矩以匹配实际负载的连续变化。因此需要一种车速可无级变化、扭矩可变、传动效率高的采棉机行驶混合动力系统。随着电池技术和电机技术的发展，节能环保的插电式混动系统已经成功应用于轿车、乘用车和公交车市场，并且已经实现商业化、产业化和规模化。现有技术中，采用静液压容积调速回路调整车速，机械结构和控制复杂，传动效率低，耗能较大，不能完全满足生产需求和实现智能化。

发明内容

针对上述现有技术问题，本发明提出一种插电式采棉机行驶混合动力系统，应用于采棉机行走速度的控制。驾驶员根据作业工况的需求调整采棉机行驶速度和输出扭矩。完全由电动机驱动，通过行星齿轮变速箱实现功率耦合，实现采棉机高效无级调速。

本发明提供的插电式采棉机行驶混合动力系统：主要包括：1-发动机；2- 分动箱；3-发电机；4-逆变器；5-动力电池；6-逆变器；7-第一电动机；8-第一动力输入轴；811-第一太阳轮；812-第一行星轮；813-第二太阳轮；814-第二行星轮；815-第一动力输出齿轮；822-行星架；9-第一动力输出轴；911-第二动力输出齿轮；912-第一动力输入齿轮；10-差速器齿轮；11-离合器；12-第二电动机。

其中，所述的发动机1通过输出轴连接分动箱2；分动箱2将发动机1的动力进行分配后，通过发电机3和逆变器4给动力电池充电；分动箱2和发电机 3通过机械连接，

电动机7和第一输入轴8连接，第一动力输入轴8上安装有第一行星轮812、第二太阳轮813和第一动力输出齿轮815；其中第一动力输入轴8和第一行星轮812 通过键连接，第二太阳轮813和第一动力输出齿轮815通过轴承和第一动力输入轴8连接，可以旋转运动，第二太阳轮813和第一动力输出齿轮815是一体齿轮；第二电动机12和行星架822连接，行星架822上通过轴承安装有第一行星轮812 和第二行星轮814，第一行星齿轮812和第二行星齿轮814也是一体齿轮，第一动力输出轴9通过键安装第一动力输入齿轮912和第二动力输出齿轮911；第一太阳轮811与第一行星轮812相互啮合，第二太阳轮813与第二行星轮814相互啮合，第一动力输出齿轮815和第一动力输入齿轮912相互啮合，第二动力输出齿911和差速器齿轮10相互啮合。

其中通过联合控制发动机1、发电机3、第一电动机7、第二电动机12和离合器11。可以实现第一电动机7驱动模式，第一电动机7和第二电动机12混合驱动模式，行车发电模式，插电模式。

其中第一电动机7驱动模式，通过控制第一电动机7的正转和反转，可以实现采棉机的前进挡和倒挡；第一电动机7驱动模式，用于采棉机的启动和田间采摘，一般适用于低速高扭工况，通过第一电动机7输出转速的无级变化，可以实现采棉机行走速度的无级变化。

其中第一电动机7和第二电动机12混合驱动模式，当采棉机在高速低扭工况下，采用双电机工作，增强其加速性能和输出功率的上限，使第一电动机7 工作于高效率区间。当采棉机工况突变，需要输出大扭矩和大功率时，第一电动机7驱动彩棉机达到功率输出上限，控制第二电动机12工作，使采棉机工作状态趋于稳定，增强其变速和复杂工况下保持稳定性能。

行车发电模式，当采棉机在工作时，控制系统检测到动力电池5的剩余电池的可用状态达到设定值下线，控制发动机1和发电机3工作，发动机1输出的动力通过发电机3和逆变器4给动力电池5进行充电。