本创新设计介绍了一款专为中大型拖拉机设计的双电机混合动力传动系统。该系统整合了发动机、中间轴、主电机、辅助电机、动力耦合装置、变速传动机构和PTO输出轴。动力耦合装置的双输入端分别与辅助电机和主电机相连,主电机直接向动力耦合装置提供动力,而辅助电机则通过中间轴和第二离合器传递动力。总功率通过中间轴传输至PTO输出轴,同时通过第二排行星轮传递至变速传动机构。该系统能够实现发动机与双电机之间的转速耦合,支持多种驱动模式。系统结构紧凑且高效,能够充分利用多动力源的高效协同无极调速特性,减少挡位需求,优化空间成本,并显著提升底盘比功率,实现高效传动。在高负荷工况下,双电机与发动机协同工作,确保动力输出均衡,提高利用率。
背景技术
农业现代化技术的发展与汽车工业的发展紧密联系。近年来,随着新能源汽车技术的突飞猛进,纯电动技术和混合动力技术的发展愈发成熟,各大农业机械公司也纷纷推出纯电动和混合动力拖拉机。但考虑到拖拉机在田间长时间作业的续航和复杂的工况问题,混合动力技术更受研发者的青睐,包括串联式混动、并联式混动以及混联式混动。
现有的混合动力拖拉机传动系统中,大部分双电机混动结构都是两个电机独立工作,PTO电机输出扭矩用于独立驱动动力输出轴,行走电机则用于驱动拖拉机行驶。这种驱动方式虽然在一定程度上降低了整机的油耗且响应绿色发展的号召,但是并没有充分利用电机的调速性能,且两个电机不协调工作时也容易造成功率损失。为了解决上述问题,现有技术中通过行星齿轮组的组合实现双电机的耦合传动。
例如,申请公布号为CN111016642A的发明专利申请公开了一种电动拖拉机多模式耦合传动装置及其控制系统,采用两个行星齿轮总成和两个同步器换挡机构的组合作为主电机和辅助电机的动力耦合装置,实现包括主电机单独驱动,双电机转矩耦合、双电机转速耦合在内的多种工作模式。上述的电动拖拉机多模式动力耦合传动装置及其控制系统,虽然能够通过两个行星齿轮总成将双电机的动力进行耦合,从而实现多种驱动模式且提高了电机的利用率,但是上述装置仍然存在以下不足:
1、通过多个行星齿轮总成与同步器组合,造成结构复杂,增加系统的维护难度和成本。
2、在高负荷工况下的功率分配问题未能有效解决,可能导致动力输出不均衡。
3、动力耦合过程的能量损失降低了整体效率,复杂的控制系统可能导致响应延迟从而影响操作的灵活性;而基于双行星排设计的混合动力拖拉机传动系统未能有效解决双电机在满负荷输出时的功率不足问题,可能导致动力输出不均衡。
实现思路