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原文传递一种机电复合式传动装置

专利名称：	一种机电复合式传动装置
摘要：	一种机电复合式传动装置，其特征在于：由机械传动模块和电传动模块组合构成，其中，机械传动模块包括输入轴、中间轴、输出轴、第一离合器、至少两个由低到高变速传动的前进挡齿轮组以及前进挡接合器；电传动模块包括发电机、电动机、第二离合器、电动机轴、电传动轴、直驱主动齿轮、串驱主动齿轮、电传接合器、蓄电器和功率控制器。本方案通过设定离合器和接合器的工作状态，以及通过功率控制器控制发电机、电动机和蓄电器的工作状态，可以构成四种不同传动模式，有利于发挥机械传动的可靠、高效和电力传动的功率密度大、便于实现无级变速等优点，同时规避机械传动和电力传动两者的缺点，本装置适合搭载于不同类型车辆。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	合肥工业大学
发明人：	孙保群;尹大乐;严正峰;施益平;汪韶杰;盛楠;夏光
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910176528.7
公开号：	CN109927547A
代理机构：	苏州创元专利商标事务所有限公司
代理人：	马明渡
分类号：	B60K17/08(2006.01);B;B60;B60K;B60K17
申请人地址：	230009 安徽省合肥市屯溪路193号
主权项：	1.一种机电复合式传动装置，其特征在于：该装置由机械传动模块（MT）、电传动模块（ET）和装置壳体（KT）组成；所述机械传动模块（MT）包括输入轴（Z1）、中间轴（Z2）、输出轴（Z3）和惰轮轴（Zr）；所述输入轴（Z1）相对于装置壳体（KT）转动支承，输入轴（Z1）上固设有分动主动齿轮（Cg1），输入轴（Z1）的一端作为动力输入端；所述中间轴（Z2）相对于装置壳体（KT）转动支承，中间轴（Z2）与输入轴（Z1）同轴布置，中间轴（Z2）和输入轴（Z1）两者的相邻端中，一者上套设有第一离合器主动端（J1a），另一者上固设有第一离合器从动端（J1b），第一离合器主动端（J1a）与第一离合器从动端（J1b）配合构成一对摩擦传动副；所述第一离合器主动端（J1a）与被套设的轴同步转动连接，并可沿被套设的轴的轴向在机联分离位（n1）和机联结合位（j1）二者间切换；当第一离合器主动端（J1a）移动到机联分离位（n1）时，输入轴（Z1）与中间轴（Z2）相互分离并可各自独立转动，当第一离合器主动端（J1a）移动到机联接合位（j1）时，输入轴（Z1）与中间轴（Z2）形成传动连接，二者同步转动；所述中间轴（Z2）上固设有串驱从动齿轮（Cm4）、倒挡主动齿轮（Cr1）和至少两个由低到高变速传动的前进挡主动齿轮；所述输出轴（Z3）与输入轴（Z1）平行布置且相对于装置壳体（KT）转动支承；输出轴（Z3）上固设有直驱从动齿轮（Cm3），并套设有倒挡从动齿轮（Cr2）、倒挡接合器（Jr）、至少两个由低到高变速传动的前进挡从动齿轮以及前进挡接合器；所述前进挡从动齿轮和倒挡从动齿轮（Cr2）转动支承于输出轴（Z3）上，其中，所有前进挡从动齿轮与各自对应的前进挡主动齿轮常啮合；所述前进挡接合器位于对应的前进挡从动齿轮旁，前进挡接合器与输出轴（Z3）同步转动连接，并相对于输出轴（Z3）可轴向移动；当前进挡接合器移动到相应的机械挡位时，将对应的前进挡从动齿轮锁定在输出轴（Z3）上使二者同步转动；当前进挡接合器移动到机械空挡位时，将对应的前进挡从动齿轮与输出轴（Z3）解锁；所述倒挡接合器（Jr）位于倒挡从动齿轮（Cr2）旁，倒挡接合器（Jr）与输出轴（Z3）同步转动连接，并相对于输出轴（Z3）可轴向移动；当倒挡接合器（Jr）移动到倒挡位（jr）时，将倒挡从动齿轮（Cr2）锁定在输出轴（Z3）上使二者同步转动；当倒挡接合器（Jr）移动到倒挡空挡位（nr）时，将倒挡从动齿轮（Cr2）与输出轴（Z3）解锁；所述惰轮轴（Zr）与输入轴（Z1）平行布置且相对于装置壳体（KT）转动支承，惰轮轴（Zr）上固设有惰轮（Crd），所述惰轮（Crd）同时与倒挡主动齿轮（Cr1）和倒挡从动齿轮（Cr2）常啮合；所述电传动模块（ET）包括发电机（EG）、电动机（EM）、电传动机构、蓄电器（BAT）和功率控制器（PCU）；所述发电机（EG）设有发电机轴（Zg）和发电机接线端（pg），发电机轴（Zg）与一个分动从动齿轮（Cg2）传动连接，该分动从动齿轮（Cg2）与所述分动主动齿轮（Cg1）常啮合；所述电动机（EM）设有电动机轴（Zm）和电动机接线端（pm）；所述电传动机构包括电传动轴（Zd）、直驱主动齿轮（Cm1）、串驱主动齿轮（Cm2）、电传接合器（J3）、第二离合器从动端（J4b）和第二离合器主动端（J4a）；所述电传动轴（Zd）相对于装置壳体（KT）转动支承，电传动轴（Zd）与电动机轴（Zm）同轴布置，电传动轴（Zd）和电动机轴（Zm）两者的相邻端中，一者上套设有第二离合器主动端（J4a），另一者上固设有第二离合器从动端（J4b），第二离合器主动端（J4a）与第二离合器从动端（J4b）配合构成一对摩擦传动副；所述第二离合器主动端（J4a）与被套设的轴同步转动连接，并可沿被套设的轴的轴向在电联分离位（n4）和电联结合位（j4）二者间切换；当第二离合器主动端（J4a）移动到电联分离位（n4）时，电传动轴（Zd）与电动机轴（Zm）相互分离并可各自独立转动，当第二离合器主动端（J4a）移动到电联结合位（j4）时，电传动轴（Zd）与电动机轴（Zm）形成传动连接，二者同步转动；所述直驱主动齿轮（Cm1）、电传接合器（J3）和串驱主动齿轮（Cm2）套设于电传动轴（Zd）上，其中：直驱主动齿轮（Cm1）相对于电传动轴（Zd）转动支承且与直驱从动齿轮（Cm3）常啮合；串驱主动齿轮（Cm2）相对于电传动轴（Zd）转动支承且与串驱从动齿轮（Cm4）常啮合；电传接合器（J3）位于直驱主动齿轮（Cm1）与串驱主动齿轮（Cm2）之间，电传接合器（J3）与电传动轴（Zd）同步转动连接，并可沿电传动轴（Zd）轴向移动；当电传接合器（J3）移动到电传直驱位（d1）时，将直驱主动齿轮（Cm1）锁定在电传动轴（Zd）上并随同电传动轴（Zd）同步转动；当电传接合器（J3）移动到电传串联位（d2）时，将串驱主动齿轮（Cm2）锁定在电传动轴（Zd）上并随同电传动轴（Zd）同步转动；当电传接合器（J3）移动到电传空挡位（n3）时，使直驱主动齿轮（Cm1）和串驱主动齿轮（Cm2）同时与电传动轴（Zd）解锁；所述蓄电器（BAT）是电力储存装置，蓄电器（BAT）上设有蓄电器接线端（pb），蓄电器（BAT）既可储存发电机（EG）发出的电能，也可根据需要对电动机（EM）供电；所述功率控制器（PCU）是电能管理装置，功率控制器（PCU）设有信号输入端（s）、第一接线端（p1）、第二接线端（p2）和第三接线端（p3），其中：信号输入端（s）用于输入外部控制信号，第一接线端（p1）与发电机接线端（pg）形成电连接，第二接线端（p2）与电动机接线端（pm）形成电连接，第三接线端（p3）与蓄电器接线端（pb）形成电连接。 2.根据权利要求1所述的机电复合式传动装置，其特征在于：所述机械挡接合器（J2）、倒挡接合器（Jr）和电传接合器（J3）采用同步器式接合器，或者采用啮合套式接合器，或者采用端面牙嵌式接合器。 3.根据权利要求1所述的机电复合式传动装置，其特征在于：所述电动机（EM）采用直流变频电机，或者采用交流变频电机；对电动机（EM）正向供电可使电动机轴（Zm）正向转动，对电动机（EM）反向供电可使电动机轴（Zm）反向转动，提高对电动机（EM）的供电频率可使电动机轴（Zm）的转速上升，降低对电动机（EM）的供电频率可使电动机轴（Zm）的转速下降。 4.根据权利要求1所述的机电复合式传动装置，其特征在于：所述蓄电器（BAT）采用具有即时充放电特性的蓄电池组，或者采用具有即时快速充放电特性的超级电容器组。 5.根据权利要求1所述的机电复合式传动装置，其特征在于：所述功率控制器（PCU）包括电子控制单元（ECU）、第一功率控制模块（PO1）、第二功率控制模块（PO2）和第三功率控制模块（PO3）；所述电子控制单元（ECU）是功率控制器（PCU）的内置电子控制器，并且具有输入信号接口（si）、第一驱动信号输出接口（so1）、第二驱动信号输出接口（so2）和第三驱动信号输出接口（so3）；所述第一功率控制模块（PO1）是具有电力变压、整流、变频和供电换向功能的单向电功率控制器，并且具有第一驱动信号输入接口（sc1）、第一输入功率接口（pi1）和第一输出功率接口（po1），其中：所述第一驱动信号输入接口（sc1）是接受驱动控制信号的接口，所述第一输入功率接口（pi1）是电能输入接口，所述第一输出功率接口（po1）是电能输出口；在由第一驱动信号输入接口（sc1）输入的驱动控制信号控制下，第一输入功率接口（pi1）与第一输出功率接口（po1）之间具有截止、部分导通和全导通三种不同状态；所述第二功率控制模块（PO2）是具有电力变压和整流功能的单向电功率控制器，并且具有第二驱动信号输入接口（sc2）、第二输入功率接口（pi2）和第二输出功率接口（po2），其中：所述第二驱动信号输入接口（sc2）是接受驱动控制信号的接口，所述第二输入功率接口（pi2）是电能输入接口，所述第二输出功率接口（po2）是电能输出口；在由第二驱动信号输入接口（sc2）输入的驱动控制信号控制下，第二输入功率接口（pi2）与第二输出功率接口（po2）之间具有截止、部分导通和全导通三种不同状态；所述第三功率控制模块（PO3）具有电力变压、变频和供电换向功能的单向电功率控制器，并且具有第三驱动信号输入接口（sc3）、第三输入功率接口（pi3）和第三输出功率接口（po3），其中：所述第三驱动信号输入接口（sc3）是接受驱动控制信号的接口，所述第三输入功率接口（pi3）是电能输入接口，所述第三输出功率接口（po3）是电能输出口；在由第三驱动信号输入接口（sc3）输入的驱动控制信号控制下，第三输入功率接口（pi3）与第三输出功率接口（po3）之间具有截止、部分导通和全导通三种不同状态；所述输入信号接口（si）与功率控制器（PCU）的信号输入端（s）形成电连接；所述第一驱动信号输出接口（so1）与所述第一驱动信号输入接口（sc1）形成电连接，所述第二驱动信号输出接口（so2）与所述第二驱动信号输入接口（sc2）形成电连接，所述第三驱动信号输出接口（so3）与所述第三驱动信号输入接口（sc3）形成电连接；所述第一输入功率接口（pi1）、所述第二输入功率接口（pi2）同时与功率控制器（PCU）的第一接线端（p1）形成电连接；所述第一输出功率接口（po1）、所述第三输出功率接口（po3）同时与功率控制器（PCU）的第二接线端（p2）形成电连接；所述第二输出功率接口（po2）、所述第三输入功率接口（pi3）同时与功率控制器（PCU）的第三接线端（p3）形成电连接。
所属类别：	发明专利