[发明专利]一种用于无轨卡车的柴-电-电混合动力系统

说明书

本发明公开了一种用于无轨卡车的柴‑电‑电混合动力系统，包括动力源装置、电力输送装置和动力传动装置，动力源装置包括柴油发动机、发电机、受电弓、电动机和动力电池，电力输送装置包括DC/DC、逆变器、整流器及其连接的线路，动力传动装置包括AMT变速箱、传动轴、主减速器总成和后车轮；利用本发明设计的柴油发动机、外接电网和动力电池三动力源的单独或联合工作，能够实现纯电动、联合驱动和制动能量回收等多种混动模式；本发明可以有效提升商用车的燃油经济性和工况适应性，系统配备的低功率等级发动机可以有效减小工作噪声，改善商用车的驾乘环境，且排放性能优良，满足节能环保的政策需求。

技术领域

本发明涉及车辆混合动力系统领域，尤其涉及一种可以用于无轨卡车的柴-电-电混合动力系统。

背景技术

商用车作为工业发展和物流运输的重要载体，在当今社会有着举足轻重的地位，随着全球环境问题愈发严峻，商用车的节能与新能源技术成为政府和企业关注的热点。商用车的使用工况复杂多变，为提高其的工况适应性，目前采用的方案主要有电动轮辅助驱动结构和液压辅助驱动结构，这些混合动力系统虽然可以在一定程度上提升车辆的动力性和经济性，但是并没有在源头层面解决商用车的能耗问题。德国西门子公司在2012年首次提出了无轨卡车的想法，并联合斯堪尼亚开发出一款混合动力厢式货车系统。国内对无轨卡车的研究较少，开发的混合动力系统多是油-电混动或油-液混动系统，如中国专利授权公告号为CN105128855B，授权公告日为2017-07-21，授权了一种双轴并联混合动力城市公交车的控制方法，解决了基于规则的控制方法无法根据行驶工况自动优化转矩分配的问题；又如中国专利授权公告号为CN105459978A，授权公告日为2018-05-15，授权了一种液压辅助驱动与制动能量回收系统，不仅可以实现重型车辆的辅助驱动，还可以实现制动能量回收，在增加重型车辆工况适应性的同时提高其燃油经济性。上述专利方案虽然可以提高商用车辆的工作性能，但是没有从源头上解决商用车的能耗问题。

发明内容

为填补无轨卡车混合动力驱动系统的空白，本发明提供了一种用于无轨卡车的柴-电-电混合动力系统，其可以实现柴油发动机、外接电网和动力电池三动力源的单独或联合驱动，具有多种工作模式；柴油发动机与车轮解耦，可降低商用车对内燃机的功率等级要求，选用小功率的发动机以降低整车质量和成本，同时通过发电机调速可以使发动机始终工作于最优效率区间，减小其工作噪声并提高燃油经济性，制动时可以通过电动机回收能量储存在动力电池中，直接减少燃油消耗。

为实现上述目的，本发明采用了如下具体技术方案：

一种用于无轨卡车的柴-电-电混合动力系统，包括动力源装置、电力输送装置和动力传动装置，动力源装置包括柴油发动机、发电机、受电弓、动力电池和电动机，电力输送装置包括DC/DC、1号逆变器、整流器、2号逆变器及其连接的线路，动力传动装置包括AMT变速箱、传动轴、主减速器总成和后车轮；柴油发动机的输出轴与发电机的输入轴采用花键连接，发电机的电力输出端与电动机的电力输入端以及整流器的输入端采用电路连接，受电弓的输入端与外接电网采用碳滑板连接，受电弓的输出端与DC/DC的输入端以及1号逆变器的输入端采用电路连接，电动机的电力输入端与1号逆变器的输出端以及2号逆变器的输出端采用电路连接，电动机的输出轴与AMT变速箱的输入轴采用花键或法兰盘连接，动力电池的输入端与DC/DC的输出端以及整流器的输出端采用电路连接，动力电池的输出端与逆变器的输入端采用电路连接；AMT变速箱的输出轴与传动轴的输入端采用万向节连接，传动轴的输出端与主减速器总成的输入端采用万向节连接，主减速器总成的输出端与后车轮的输入端采用花键连接。

进一步的技术方案为：

受电弓安装在机车或动车车顶上；所述动力电池采用阀口密封式铅酸蓄电池、敞口式管式铅酸蓄电池以及磷酸铁锂蓄电池中的一种；主减速器总成包括主减速器、轮间差速器和半轴。

与现有技术相比本发明的有益效果是：