CN205292311U - 六轮独立驱动混合动力车 - Google Patents

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陈路明
刘春光
徐海亮
曾庆含
李敏裕
高强
谭君洋
邹祎
张征
刘栋
石昊
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Abstract

六轮独立驱动混合动力车，包括车底盘，车底盘的二侧分别设有3个车轮，车底盘的前部设有内燃机舱，内燃机舱内安装有柴油内燃机，柴油内燃机的动力输出轴与永磁同步发电机的发电机轴传动相连，永磁同步发电机输出的交流电经过AC-DC变换器转换为直流电后输入直流母线，直流母线与MH-Ni电池组相连，MH-Ni电池组通过DC-DC变换器与低压用电设备相连；直流母线分别与超级电容组和DC-AC变换器相连，DC-AC变换器与6个永磁同步电动机相连。其目的在于提供一种可提升车辆动力性能，回收部分制动能量，提高柴油内燃机工作效率，降低燃油消耗的六轮独立驱动混合动力车。

Description

六轮独立驱动混合动力车
技术领域
本实用新型涉一种六轮独立驱动混合动力车。
背景技术
传统军用轮式装甲车辆，是将柴油内燃机的动力通过机械连接方式传递到6个车轮，通过差速器控制各轮驱动状态，实现直驶或转向；利用单一铅酸蓄电池组满足车辆照明、通信等电力需求。由于动力***结构和传动方式等因素制约，柴油内燃机的工作状态与车辆行驶状态关系密切，当车辆处于怠速、加速和爬坡等工况时，柴油内燃机工作效率降低，油耗升高；当车辆处于减速或制动等工况时，制动产生的能量都以热能形式被浪费，难以实现制动能量的高效利用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可提升车辆动力性能，回收部分制动能量，提高柴油内燃机工作效率，降低燃油消耗的六轮独立驱动混合动力车。
本实用新型六轮独立驱动混合动力车，包括车底盘，车底盘的二侧分别设有3个车轮，所述车底盘的前部设有内燃机舱，内燃机舱内安装有柴油内燃机，柴油内燃机的动力输出轴与永磁同步发电机的发电机轴传动相连，永磁同步发电机输出的交流电经过AC-DC变换器转换为直流电后输入直流母线，直流母线与MH-Ni电池组相连，MH-Ni电池组通过DC-DC变换器与低压用电设备相连；
所述直流母线分别与超级电容组和6个DC-AC变换器相连，每个DC-AC变换器分别与一个永磁同步电动机相连，每个永磁同步电动机的电机轴分别与一个侧减速器的动力输入轴传动相连，每个侧减速器的动力输出轴分别与一个车轮传动相连；
所述直流母线通过继电器与电阻箱相连。
优选地，所述直流母线为高压线缆。
优选地，所述MH-Ni电池组安装于车底盘尾部电池舱内。
优选地，所述超级电容组安装于车底盘尾部超级电容组舱内。
优选地，所述永磁同步电动机安装在车底盘的两侧。
本实用新型六轮独立驱动混合动力车的有益效果如下：
(1)采用永磁同步电动机分别独立驱动六个车轮，可以实现各轮间的独立控制，减小车辆转弯半径甚至实现原地转向功能，提升车辆动力性水平。
(2)除柴油内燃机和永磁同步发电机之间、永磁同步电动机和车轮之间以机械连接方式传递动力外，其余各部件间均采用电气连接方式传递动力，替代传统机械轴，有利于实现柴油内燃机工作状态与车辆行驶状态之间的解耦，控制内燃机工作在优化区间；
(3)采用永磁同步电动机作为终端驱动部件，逆向工作时兼具发电机工作特性，便于在车辆减速、制动等工况下回收制动能量，并存储到电池组和大功率储能装置中，实现能量高效利用，降低整车燃油消耗。
下面结合附图对本实用新型的六轮独立驱动混合动力车作进一步详细说明。
附图说明
图1为本实用新型六轮独立驱动混合动力车一种实施方式的原理图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型六轮独立驱动混合动力车，包括车底盘(图中未画出)，车底盘的二侧分别设有3个车轮1，车底盘的前部设有内燃机舱(图中未画出)，内燃机舱内安装有柴油内燃机2，柴油内燃机2的动力输出轴与永磁同步发电机3的发电机轴传动相连，永磁同步发电机3为启动、发电一体化发电机；永磁同步发电机3输出的交流电经过AC-DC变换器4转换为直流电后输入直流母线5，直流母线5与MH-Ni电池组7相连，MH-Ni电池组7通过DC-DC变换器8与低压用电设备9相连；DC-DC变换器8可将MH-Ni电池组7输出的直流电进行降压操作，为照明、通信等低压用电设备提供电能。
直流母线5分别与超级电容组10和6个DC-AC变换器11相连，每个DC-AC变换器11分别与一个永磁同步电动机12相连，每个永磁同步电动机12的电机轴分别与一个侧减速器13的动力输入轴传动相连，每个侧减速器13的动力输出轴分别与一个车轮1传动相连；每个DC-AC变换器11分别可将直流电逆变为交流电，用于驱动各个永磁同步电动机12工作。
直流母线3通过继电器15与电阻箱14相连。当MH-Ni电池组和超级电容组吸收的电能均达到饱和状态时，通过控制继电器15闭合，将电阻箱14接入高压直流母线5，让电阻箱14吸收多余的回馈直流电能，并以热能形式进行释放，保证***供电安全。
上述直流母线5为高压线缆，高压线缆可以采用型号为EFL3GCG1*30mm2高压电力电缆；柴油内燃机2为四冲程涡轮增压中冷柴油内燃机；MH-Ni电池也称镍氢电池，MH-Ni电池组7安装于车底盘尾部电池舱(图中未画出)内；超级电容组10可以是由160块额定电压为2.7V、容值为3000F的电容单体串联组成，超级电容组10安装于车底盘尾部超级电容组舱(图中未画出)内；永磁同步电动机12安装在车底盘的两侧。
本实用新型六轮独立驱动混合动力车，其柴油内燃机2和永磁同步发电机3作为主动力源，MH-Ni电池组7和超级电容组10作为辅助动力源。
当六轮独立驱动混合动力车启动时，需要由永磁同步发电机3拖动柴油内燃机2进入工作状态，此时MH-Ni电池组7通过AC-DC变换器4的逆变过程，由MH-Ni电池组7驱动永磁同步发电机3工作于电动状态，利用永磁同步发电机3的发电机轴反向带动柴油内燃机2的曲轴旋转，使柴油内燃机2进入工作状态。
当六轮独立驱动混合动力车处于加速或爬坡等工况时，对驱动力的需求较大，此时柴油内燃机2将燃料的化学能转换为动能，直接带动永磁同步发电机3的发电机轴同步旋转，永磁同步发电机3将旋转的动能转换为电能，永磁同步发电机3输出的交流电经过AC-DC变换器4整流为直流电输至直流母线5；MH-Ni电池组7本身即为一个直流源，以直流电形式输入到直流母线5；超级电容组10可视为一个大功率的直流源，其工作反应时间一般能达到毫秒级，可以实现快速反应，满足负载瞬时大功率需求；由混合动力源得到的母线高压直流电经过各个DC-AC变换器11逆变为交流电，驱动各个永磁同步电动机12工作，各个永磁同步电动机12通过每个侧减速器13带动对应的车轮1旋转，驱动车辆行驶。
当六轮独立驱动混合动力车处于减速或制动等工况时，由于永磁同步电动机12具有双向工作特性，此时各个车轮1通过每个侧减速器13带动对应的永磁同步电动机12的电机轴旋转，永磁同步电动机12工作于发电状态，输出的交流电反向经过DC-AC变换器11整流为直流电输入直流母线5；直流母线5得到的回馈电能中的低频成分输入到MH-Ni电池组7，以化学能方式储存起来，高频部分则直接流入超级电容组10，以物理方式储存起来；当MH-Ni电池组7和超级电容组10吸收的电能均达到饱和状态时，多余回馈直流电会被分流到与直流母线5相连的电阻箱14上以热能形式进行释放，以保证***供电安全。
当***检测到MH-Ni电池组7电量过低，同时负载功率需求不大时，为避免对锂电池的性能造成损害，需要对MH-Ni电池组7进行充电。此时，柴油内燃机2带动永磁同步发电机3发出的电能除满足车辆驱动所需的负载功率需求外，多余电量为MH-Ni电池组7充电。

Claims (5)

1.六轮独立驱动混合动力车，包括车底盘，其特征在于所述车底盘的二侧分别设有3个车轮(1)，车底盘的前部设有内燃机舱，内燃机舱内安装有柴油内燃机(2)，柴油内燃机(2)的动力输出轴与永磁同步发电机(3)的发电机轴传动相连，永磁同步发电机(3)输出的交流电经过AC-DC变换器(4)转换为直流电后输入直流母线(5)，直流母线(5)与MH-Ni电池组(7)相连，MH-Ni电池组(7)通过DC-DC变换器(8)与低压用电设备(9)相连；
所述直流母线(5)分别与超级电容组(10)和6个DC-AC变换器(11)相连，每个DC-AC变换器(11)分别与一个永磁同步电动机(12)相连，每个永磁同步电动机(12)的电机轴分别与一个侧减速器(13)的动力输入轴传动相连，每个侧减速器(13)的动力输出轴分别与一个车轮(1)传动相连；
所述直流母线(3)通过继电器(15)与电阻箱(14)相连。
2.根据权利要求1所述的六轮独立驱动混合动力车，其特征在于：所述直流母线(5)为高压线缆。
3.根据权利要求2所述的六轮独立驱动混合动力车，其特征在于：所述MH-Ni电池组(7)安装于车底盘尾部电池舱内。
4.根据权利要求3所述的六轮独立驱动混合动力车，其特征在于：所述超级电容组(10)安装于车底盘尾部超级电容组舱内。
5.根据权利要求4所述的六轮独立驱动混合动力车，其特征在于：所述永磁同步电动机(12)安装在车底盘的两侧。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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