分布式电驱动铰接转向履带车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及履带车辆传动技术领域，特别是涉及一种双节铰接转向履带车辆混合动力驱动系统。
【背景技术】
[0002]双节铰接转向履带车辆具有前车体11和后车体13两个车体，通过铰接转向装置12连接，如附图2所示，铰接转向装置12可以实现前后两个车体的相对转动、俯仰等控制，具有较强的通过性能和机动性能。广泛应用于山地、雪地、沼泽、河滩、沙漠等复杂地形的高速运输车辆。随着车辆机动性能、操纵稳定性能以及燃油经济性要求的提高，采用新的高效的驱动技术更加迫切。分布式电驱动技术具有布置灵活节省空间、传动链短高效节能、轴间轮间任意的分配动力操控性强等优点，是轮式车辆传动领域的技术前沿方向。其也具有在履带车辆上巨大的应用前景。
[0003]传统的双节铰接转向履带车辆，采用发动机作为单一动力源，动力通过变速箱和分动箱分配给前后车体，再经过差速器分配到左右主动轮。这种传动方式在分动箱之后需要特别长的传动轴穿过前后车体之间的铰接转向装置和整个车厢，并且在穿过铰接转向装置时，需要多个传动万向节，同时对铰接转向装置产生一定的运动限制。这种传动方式结构非常复杂，占用较大的车辆的空间，增加较大整车质量，并且传动路线长，效率较低。较难实现动力在轴间轮间的灵活分配。
[0004]实用新型CN202174937U提出了一种全液压分布式驱动方案，该方案能够实现动力在轴间轮间的一定范围内任意分配。但是目前液压分布式驱动技术在控制方面不够成熟。液压传动不仅驱动效率不高，控制响应较慢，还需要复杂的辅助系统，如补液箱、油滤、液压油冷却系统等，同样对维护要求较高。液压驱动只有单一动力源，不能够实现超功率运行，在极困难路面的通过能力和行进中急加速能力有限。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种分布式电驱动铰接转向履带车辆，能够解决驱动系统需要柔性布局的需求，可以提高车辆操纵稳定性、动力性和通过性，同时具有节能高效、节省占用体积重量的优点。
[0006]一种分布式电驱动铰接转向履带车辆，包括通过铰接转向装置连接的前车体和后车体，还包括混合动力分布式电驱动系统；
[0007]所述前车体和后车体均采用履带式底盘；
[0008]所述混合动力分布式电驱动系统由发动机、增速箱、发电机、电能管理模块、整车控制器、动力电池组、电机控制器、四个驱动电机、变速箱和主动轮组成；
[0009]所述发动机、增速箱和发电机顺序连接后为电能管理模块提供电能，电能管理模块同时与动力电池组和电机控制器连接，电能管理模块控制动力电池组充放电，电能管理模块为电机控制器提供电能，同时接受驱动电机制动回馈电能，电机控制器分别控制四个驱动电机，驱动电机的输出轴通过变速箱与主动轮连接，四个主动轮分别独立驱动四条履带旋转；所述整车控制器通过车辆的通信网络接收驾驶员操纵指令，对发动机、电能管理模块、电机控制器、铰接转向装置下达控制指令。
[0010]进一步地，所述发动机、增速箱、发电机、电能管理模块、动力电池组、整车控制器和电机控制器根据前车体和后车体内部的空间情况进行灵活布置。
[0011]进一步地，所述驱动电机的布置位置是由主动轮在车厢的布置位置决定，根据不同车型主动轮的布置位置不同，驱动电机和变速箱有相应的布置变化。
[0012]进一步地，所述变速箱由减速箱代替。
[0013]进一步地，所述铰接转向装置还包括具有多个自由度的连杆机构和控制前后车体形成偏转夹角的转向油缸或电动推杆。
[0014]有益效果:
[0015]1、本发明采用电传动技术，提高了传动系统的布置柔性，减小了传动系统占用的体积重量，提高了传动效率；特别是取消了贯穿前后车厢及铰接转向装置的传动轴，减小了铰接转向装置的设计难度，也给铰接转向装置提高优化设计的空间。
[0016]2、本发明采用四个独立的驱动电机实现分布式电机驱动，对操纵的响应比传统的机械传动和液压传动快，并且可以使动力在轴间轮间任意的分配，充分地、合理地利用车辆的动力和地面的附着能力。
[0017]3、由于履带车辆主要在越野环境行驶，面临地面的起伏及性质变化，多弯多障碍，行驶工况非常恶劣，高速行驶经常出现极限工况。分布式电机驱动可以为车辆提供直接横摆力矩，再与铰接转向装置配合能大大提高车辆的操纵稳定性和主动安全性。
[0018]4、本发明采用发动机和动力电池组的双能量源，可以大大增加整车最大功率，利用电池组的峰值放电能力，在特殊工况下可以达到发动机最大功率的两倍、三倍甚至更高的功率提供，同时利用驱动电机的峰值驱动特性，瞬间大幅度提升车辆的机动能力；在保证足够动力的条件下，可以配置相对较小功率的发动机，节省发动机占用体积空间，提高发动机功率利用率，提高动力系统整体能量利用效率；电传动是一种无级传动，可以使发动机工作在最经济油耗点。
[0019]5、由于驱动电机具有四象限工作特性，因此能在制动工况对车辆的动能进行回收对动力电池组充电；在较小半径转向工况，内侧电机工作在制动工况，和外侧电机工作在驱动工况配合形成横摆力矩帮助车辆转向，同时内侧电机制动工况可以吸收功率发电供给外侧电机，减小能量消耗。
[0020]6、本发明的混合动力分布式电驱动系统还具有较大的供电能力，针对目前车载大功率电气设备呈增加的趋势，可以为各种大功率车载电气设备供电，如主动悬挂、半主动悬挂等等。
[0021 ] 7、电驱动系统的维护相对较低，系统可靠性高。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的混合动力分布式电驱动系统布局不意图；
[0023]图2为双节铰接转向履带车辆的结构示意图。
[0024]其中，1-发动机、2-增速箱、3-发电机、4-整车控制器、5-动力电池组、6-电能管理模块、7-电机控制器、8-主动轮、9-减速箱、10-驱动电机、11-前车体、12-铰接转向装置、13-后车体。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0026]如附图1和2所示，本发明提供了一种分布式电驱动铰接转向履带车辆，该车辆包括通过铰接转向装置12连接的前车体11和后车体13，还包括混合动力分布式电驱动系统；
[0027]所述前车体11和后车体13均采用履带式底盘；
[0028]所述混合动力分布式电驱动系统由发动机1、增速箱2、发电机3、电能管理模块6、整车控制器4、动力电池组5、电机控制器7、四个驱动电机10、变速箱9和主动轮8组成；
[0029]所述发动机1、增速箱2和发电机3顺序连接后为电能管理模块6提供电能，电能管理模块6同时与动力电池组5和电机控制器7连接，电能管理模块6控制动力电池组5充放电，电能管理模块6为电机控制器7提供电能，同时接受驱动电机10制动回馈电能，因此，混合动力分布式电驱动系统具有发动机I和动力电池组5两个能量源。
[0030]电机控制器7分别控制四个驱动电机10，驱动电机10的输出轴通过变速箱9与主动轮8连接，四个主动轮8分别独立驱动四条履带旋转；所述整车控制器4通过车辆的通信网络接收驾驶员操纵指令，对发动机1、电能管理模块6、电机控制器7、铰接转向装置12下达控制指令，整车控制器4实现对整个驱动系统的协调和控制。
[0031]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种分布式电驱动铰接转向履带车辆，包括通过铰接转向装置(12)连接的前车体(11)和后车体(13)，其特征在于，还包括混合动力分布式电驱动系统； 所述前车体(11)和后车体(13)均采用履带式底盘； 所述混合动力分布式电驱动系统由发动机(I)、增速箱(2)、发电机(3)、电能管理模块(6)、整车控制器(4)、动力电池组(5)、电机控制器(7)、四个驱动电机(10)、四个变速箱(9)和四个主动轮⑶组成； 所述发动机(1)、增速箱⑵和发电机⑶顺序连接后为电能管理模块(6)提供电能，电能管理模块(6)同时与动力电池组(5)和电机控制器(7)连接，电能管理模块(6)控制动力电池组(5)充放电，电能管理模块(6)为电机控制器(7)提供电能，同时接受驱动电机(10)制动回馈电能，电机控制器(7)分别控制四个驱动电机(10)，驱动电机(10)的输出轴通过变速箱(9)与主动轮(8)连接，四个主动轮(8)分别独立驱动四条履带旋转；所述整车控制器(4)通过车辆的通信网络接收驾驶员操纵指令，对发动机(I)、电能管理模块￠)、电机控制器(7)、铰接转向装置(12)下达控制指令。
2.如权利要求1所述的分布式电驱动铰接转向履带车辆，其特征在于，所述发动机(1)、增速箱(2)、发电机(3)、电能管理模块(6)、动力电池组(5)、整车控制器(4)和电机控制器⑵根据前车体(11)和后车体(13)内部的空间情况进行灵活布置。
3.如权利要求1所述的分布式电驱动铰接转向履带车辆，其特征在于，所述驱动电机(10)的布置位置是由主动轮(8)在车厢的布置位置决定，根据不同车型主动轮(8)的布置位置不同，驱动电机(10)和变速箱(9)有相应的布置变化。
4.如权利要求1、2或3所述的分布式电驱动铰接转向履带车辆，其特征在于，所述变速箱(9)由减速箱代替。
5.如权利要求1所述的分布式电驱动铰接转向履带车辆，其特征在于，所述铰接转向装置(12)还包括具有多个自由度的连杆机构和控制前后车体形成偏转夹角的转向油缸或电动推杆。
【专利摘要】本发明公开了一种分布式电驱动铰接转向履带车辆，属于履带车辆传动技术领域。本发明在履带车辆上采用混合动力分布式电驱动系统，该系统由发动机、增速箱、发电机、电能管理模块、整车控制器、动力电池组、电机控制器、四个驱动电机和变速箱组成。发动机、增速箱、发电机连接组成动力发电系统为电能管理系统提供电能，电能管理模块与动力电池组、电机控制器连接，控制动力电池组充发电，还为电机控制器提供电能，电机控制器独立控制四个驱动电机，四个驱动电机通过减速箱或变速箱与主动轮连接，四个主动轮驱动四条履带旋转。本发明简化了传动系统，动力分配灵活，提高该车辆的越野机动及燃油经济性能。
【IPC分类】B60K17-14, B62D55-065
【公开号】CN104859437
【申请号】CN201510289660
【发明人】胡纪滨, 李雪原, 苑士华, 唐寿星, 倪俊
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月29日