一种重型运载工具分布式驱动系统及其控制方法

    专利2025-07-02  8


    本发明涉及一种重型运载工具驱动系统,尤其涉及一种重型运载工具分布式驱动系统及其控制方法。


    背景技术:

    1、重型运载工具(载具)在工业生产的原料运输和产品输送中都有着重要的作用。在面对各种复杂路况时传统重型运载工具的可控性能较低,不便于应对各种复杂路况,随着电动汽车研究技术的深入,传统驱动系统布置结构逐渐由单一动力源驱动系统向多动力源分布式驱动系统发展。同时传统重型运载工具(载具)的能耗高,污染物排放量大,在环保问题日益严重的情况下,发展能耗低、扭矩大、效率高的重型运载工具可以满足当下国家发展的需求。


    技术实现思路

    1、为解决上述问题,本发明目的在于提供了一种混合动力重型运载工具分布式驱动系统及其控制方法,在满足环保条件下,提高重型运载工具在工作时面对更加复杂路况的性能。

    2、为了实现上述的技术特征,本发明的目的是这样实现的:一种重型运载工具分布式驱动系统,包括左前轮、左变速器、左电机、右电机、右变速器、右前轮、左电机控制器、右电机控制器、整车控制器、汽车电池、发动机、后电机控制器、后电机、后变速器、差速器、左后车轮和右后车轮;所述左前轮与左变速器相连接,左变速器与左电机相连接,左电机与左电机控制器进行电气连接,左电机控制器与汽车电池电气连接;所述右前轮与右变速器连接,右变速器与右电机连接,右电机与右电机控制器电气连接,右电机控制器与汽车电池电气连接;所述右后车轮和左后车轮与差速器连接,差速器与后变速器连接,后变速器与后电机连接,后电机与后电机控制器电气连接,后电机控制器与汽车电池连接;所述整车控制器与左变速器、左电机控制器、右变速器、右电机控制器、后变速器和后电机控制器信号连接。

    3、所述左变速器由左变速器输入轴、左变速器输出轴、左变速器第一离合器、左变速器第二离合器、左变速器第三离合器、左变速器第一齿轮、左变速器第二齿轮、左变速器第三齿轮、左变速器第四齿轮、左变速器第五齿轮、左变速器第六齿轮和左变速器第七齿轮组成;

    4、所述左变速器的左变速器输入轴、左变速器第一离合器与左变速器第一齿轮同轴连接,所述左变速器第一齿轮与左变速器第二齿轮和左变速器第三齿轮相啮合传动,所述左变速器第二齿轮、左变速器第二离合器与左变速器第五齿轮同轴传动,所述左变速器第三齿轮、左变速器第三离合器与左变速器第七齿轮同轴传动,所述左变速器第五齿轮与左变速器第四齿轮啮合传动,所述左变速器第七齿轮与左变速器第六齿轮啮合传动,所述左变速器输出轴、左变速器第四齿轮与左变速器第六齿轮同轴传动。

    5、所述右变速器由右变速器输入轴、右变速器输出轴、右变速器第一离合器、右变速器第二离合器、右变速器第三离合器、右变速器第一齿轮、右变速器第二齿轮、右变速器第三齿轮、右变速器第四齿轮、右变速器第五齿轮、右变速器第六齿轮和右变速器第七齿轮组成;

    6、所述右变速器的右变速器输入轴、右变速器第一离合器与右变速器第一齿轮同轴连接,所述右变速器第一齿轮与右变速器第二齿轮和右变速器第三齿轮相啮合传动,所述右变速器第二齿轮、右变速器第二离合器与右变速器第五齿轮同轴传动,所述右变速器第三齿轮、右变速器第三离合器与右变速器第七齿轮同轴传动,所述右变速器第五齿轮与右变速器第四齿轮啮合传动,所述右变速器第七齿轮与右变速器第六齿轮啮合传动,所述右变速器输出轴、右变速器第四齿轮与右变速器第六齿轮同轴传动。

    7、所述后变速器由后变速器输入轴、后变速器输出轴、后变速器第一齿轮、后变速器第一同步器、后变速器第二齿轮、后变速器第三齿轮、后变速器第四齿轮、后变速器第五齿轮、后变速器第六齿轮和后变速器第一离合器组成;

    8、所述后变速器输入轴、后变速器第一离合器与后变速器第四齿轮同轴传动,所述后变速器第四齿轮与后变速器第三齿轮啮合传动,所述后变速器第三齿轮、后变速器第二齿轮、后变速器第一同步器与后变速器第一齿轮同轴传动,所述后变速器第一齿轮与后变速器第六齿轮啮合传动,所述后变速器第二齿轮与后变速器第五齿轮啮合传动,所述后变速器输出轴、后变速器第五齿轮与后变速器第六齿轮同轴传动。

    9、一种重型运载工具分布式驱动系统的运行方法,包括以下几种驱动方法:

    10、前驱模式:

    11、所述后变速器第一离合器处于断开状态,所述后电机在后电机控制器的控制下停止工作;左电机和右电机在左电机控制器和右电机控制器的控制下开始工作;左变速器第一离合器与右变速器第一离合器吸合将动力传入;当左变速器第二离合器吸合,左变速器第三离合器断开,右变速器第二离合器吸合,右变速器第三离合器断开,汽车处于高速档;当左变速器第二离合器断开,左变速器第三离合器吸合,右变速器第二离合器断开,右变速器第三离合器吸合,汽车处于低速档;

    12、后驱模式:

    13、所述左电机与右电机在左电机控制器与右电机控制器的控制下停止工作,左变速器第一离合器与右变速器第一离合器断开;后电机在后电机控制器的控制下开始工作,后变速器第一离合器吸合传入动力;当后变速器第一同步器与后变速器第一齿轮接合时,汽车处于低速档;当后变速器第一同步器与后变速器第二齿轮接合时,汽车处于高速档;

    14、四驱模式:

    15、所述整车控制器控制左电机控制器、右电机控制器、后电机控制器、左变速器、右变速器和后变速器同时工作;所述左电机、右电机、后电机分别在在左电机控制器、右电机控制器、后电机控制器的控制下工作;所述左变速器第一离合器、右变速器第一离合器、后变速器第一离合器吸合传入动力,所述左变速器第二离合器、左变速器第三离合器、右变速器第二离合器、右变速器第三离合器、后变速器第一同步器在整车控制器的控制下相互配合,完成四驱的工作模式。

    16、本发明有如下有益效果:

    17、1、本发明采用了前中空电机后分布式电机进行驱动,实现了各动力源单独运作和协同运动,并设置了不同挡位以满足不同作业情况下不同转速与扭矩的需求。

    18、2、本发明所提出的驱动系统可以在相应的工况下选择前驱,后驱,四驱的驱动方法,实现高效率的运输作业。



    技术特征:

    1.一种重型运载工具分布式驱动系统,其特征在于,包括左前轮(101)、左变速器(102)、左电机(103)、右电机(104)、右变速器(105)、右前轮(106)、左电机控制器(107)、右电机控制器(108)、整车控制器(109)、汽车电池(110)、发动机(111)、后电机控制器(112)、后电机(113)、后变速器(114)、差速器(115)、左后车轮(116)和右后车轮(117);所述左前轮(101)与左变速器(102)相连接,左变速器(102)与左电机(103)相连接,左电机(103)与左电机控制器(107)进行电气连接,左电机控制器(107)与汽车电池(110)电气连接;所述右前轮(106)与右变速器(105)连接,右变速器(105)与右电机(104)连接,右电机(104)与右电机控制器(108)电气连接,右电机控制器(108)与汽车电池(110)电气连接;所述右后车轮(116)和左后车轮(117)与差速器(115)连接,差速器(115)与后变速器(114)连接,后变速器(114)与后电机(113)连接,后电机(113)与后电机控制器(112)电气连接,后电机控制器(112)与汽车电池(110)连接;所述整车控制器(109)与左变速器(102)、左电机控制器(107)、右变速器(105)、右电机控制器(108)、后变速器(114)和后电机控制器(112)信号连接。

    2.根据权利要求1所述一种重型运载工具分布式驱动系统,其特征在于:所述左变速器(102)由左变速器输入轴(a1)、左变速器输出轴(a2)、左变速器第一离合器(15)、左变速器第二离合器(8)、左变速器第三离合器(12)、左变速器第一齿轮(13)、左变速器第二齿轮(6)、左变速器第三齿轮(14)、左变速器第四齿轮(10)、左变速器第五齿轮(7)、左变速器第六齿轮(9)和左变速器第七齿轮(11)组成;

    3.根据权利要求1所述一种重型运载工具分布式驱动系统,其特征在于:所述右变速器(105)由右变速器输入轴(a3)、右变速器输出轴(a4)、右变速器第一离合器(16)、右变速器第二离合器(23)、右变速器第三离合器(19)、右变速器第一齿轮(18)、右变速器第二齿轮(25)、右变速器第三齿轮(17)、右变速器第四齿轮(21)、右变速器第五齿轮(24)、右变速器第六齿轮(22)和右变速器第七齿轮(20)组成;

    4.根据权利要求1所述一种重型运载工具分布式驱动系统,其特征在于:所述后变速器(114)由后变速器输入轴(a5)、后变速器输出轴(a6)、后变速器第一齿轮(1)、后变速器第一同步器(2)、后变速器第二齿轮(3)、后变速器第三齿轮(4)、后变速器第四齿轮(26)、后变速器第五齿轮(27)、后变速器第六齿轮(28)和后变速器第一离合器(5)组成;

    5.权利要求1-4任意一项所述一种重型运载工具分布式驱动系统的运行方法,其特征在于,包括以下几种驱动方法:


    技术总结
    本发明提供了一种重型运载工具分布式驱动系统及其控制方法,属于分布式驱动系统技术领域;本发明包括一个前轮驱动电机和两个后轮驱动电机与其匹配的变速器,其不同的变速器系统可以满足不同工况下车速以及力矩的需求。根据实际工况、载重、驾驶风格等特点,运载工具可通过整车控制器实现前驱、后驱与四驱的不同驱动方式,从而可以在多种不同工况下完成作业。

    技术研发人员:李垚,浦庭瑞,邓月,倪高翔,李响,付君健
    受保护的技术使用者:三峡大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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