[发明专利]分配式差动耦合复合动力系统

说明书

近年来能源及噪音污染日趋严重，电力驱动载具污染程度较低能减轻上述问题；长久以来电动载具的研究及发展因受蓄电池容量的局限而无法获得较大进展，若欲增加蓄电池体积及数量以克服之，相对地亦增加载具本身重量而耗费较多电能，不符合经济性，故在蓄电池技术问题未获得重大突破前，较为实用驱动方式为采用复式驱动结构的设计，目前已被发展出来的有：

(A)功率串联动力混合式：这种形式为复合电动汽车最典型的结构形式，为藉引掣驱动以电机产生电能对蓄电池充电，再由蓄电池供电给驱动马达以带动车辆，但这种方式能源总效率偏低，如通用汽车所发表的GMHX3；

(B)同步共轴式：是将引掣动力输出藉离合器直接串联结合驱动马达的转轴，再对车辆产生驱动及控速作用，如德国国民汽车的VWCHICO。

上述(B)项中所述引掣与马达两者仅能选择其中之一作为输出驱动而无法作功率相加。

本发明的目的是提供一种分配式差动耦合复合动力系统，从而解决了上述各种问题。

本案所揭示的分配式差动藉合复合动力系统，其特征为藉引掣(或其他旋转动力源)输出轴的输出功率除供控制驱动前段负载外，并结合一电礠耦合驱动装置以驱动末段负载，电磁耦合驱动装置由交流或直流有刷式或无刷式电机所构成，其结构为呈双端轴的结构而其两端分别结合于一可旋转磁场及旋转转子，并以可旋转转子转轴(或以磁场转轴)为输出轴构成电磁耦合装置，另一端经传动轮与引擎输出轴耦合；此项设计可将引掣对末段负载的输出与电磁耦合驱动装置本身产生的输出作功率相加及速度相加，且其相加过程不受两者速度关系所影响；整体而言系统总体积较小，节省成本及空间，电磁耦合驱动装置能接受控制装置控制，而于输入电流时产生电动机驱动功能供驱动前段负载或后段负载或同时驱动或作为启动引掣，或于接受引掣旋转动能输入时与负载间形成转速差而作发电输出并藉输出电流形成耦合扭矩产生可控制变速的差动耦合功能，或作为再生发电制动，特别是于以引掣为主动力的驱动时，藉可旋转磁场与旋转转子之间的转速差以对蓄电池充电，而控制其充电电流大小即可调整与负载之间转速差，而引掣因为呈定速或仅调节部份转速以维持运转于较高运转效率及较低污染的工作区，而经由电礠耦合驱动装置产生差速输出，因此可在低速段变速驱动中提高引掣效率及减少污染中获得对蓄电池充电的电能及作可变速的耦合，此外亦可作为驱动马达以单独作旋转输出驱动负载或与引掣同时旋转驱动负载。

以下配合附图详细说明本发明的特征及优点：

图1表示本发明的实施例。

图2表示图1的应用系统之一。

图3表示图1的应用系统之二。

图4表示图1的应用系统之三。

图5表示图1的应用系统之四。

图6表示图1的应用系统之五。

图7表示图1的应用系统之六。

图8表示图1的应用系统之七。

图1所示为这种分配式差动耦合复合动力系统的实施例，其构成特征在于：

-主动侧旋转动力源输出先供控制驱动前段负载再输往双端轴式电磁耦合装置的输入端供驱动未段负载；

-电磁耦合驱动装置的输出端与末端负载的传动方式包括直接通往另一部份负载(或经传动元件再通往另一部份负载)，或经差动输系传给具差动性需求的负载(如两侧的后车轮组)；其主要构成如下：

-主动侧旋转动力单元P101：为一内燃引掣或其他旋转动力源，具有旋转输出轴S102藉离合器CL102输往中间传动装置与控制界面M102；内燃引掣P101并设有转速检测装置SD101以将引掣转速信号输往中央控制器CCU101及可控制油门CG101供接受中央控制器CCU101的控制以改变引掣转速或使引掣作定速运转；

-中间传动装置及操作界面M102(包括仅供切换变速驱动前段负载或供切换变速驱动整体负载的传统前轮传动的自动或手动变速控制系统)：在输入中轴S101与前段负载间设有离合器CL103，供控制中间传动装置与作为前段负载前轮间作耦合传动或切断两者的传动关系，这种离合器CL103亦可在这种界面排挡具有空档的状况由空档取代之或同时并存。中轴S101耦合于离合器CL102的输出侧并呈向后直接延伸或经由传动装置使中轴S101与直接负载的输出转速具有等速比或不等速比转速比例(类同四轮传动的向后延伸的后轮传动中轴)，中轴S101与固定机壳之间并设有由中央控制器CCU101所控制的制动器B101；

-直接驱动的前段负载W101：为一个或一个以上被驱动的轮子并具有来自负载的驱动阻抗；