CN214112266U - 混合动力分布式驱动电动拖拉机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种混合动力分布式驱动电动拖拉机,包括有车体、车轮、发动机、发电机、电池组和电源控制器,车轮设置有多个、并均匀分布在车体的下方,车轮包括有轮毂电机和套设在轮毂电机外的轮胎,轮毂电机的定子部分与车体连接、转子部分与轮胎连接,各个轮毂电机之间相互独立、并通过电源控制器与发电机和电池组电连接。如此设置,采用混合动力系统来提供车体行进所需功率,有利于加强整车行进的动力,可以根据实际情况进行输出功率的增减调节,保证充足的动力和续航能力;采用分布式轮毂电机驱动系统,无机械结构传递动力和扭矩,结构简单且稳固,零部件较少不易损伤,不需要变速箱,能实现自动调节速度。
Description
技术领域
本申请涉及拖拉机技术领域,更具体地说,涉及一种混合动力分布式驱动电动拖拉机。
背景技术
拖拉机作为农业生产的主要动力机械,其保有量逐年增加,现阶段,我国农业生产使用的拖拉机仍然以传统类型的燃油拖拉机为主,其在大多数时间段工作在高功率下的低速大扭矩区域,由此传统燃油拖拉机的能源消耗率比较大,排放性也比较差,对生态、资源和环境造成了许多破坏。工程机械电动化是一种未来发展的重要方向,电动拖拉机与燃油拖拉机相比较,噪声和振动几乎消失,也没有了呛人的污染排放,使用需要电能,日常成本比较低,驾驶操作更加简单可靠。
现有的拖拉机采用蓄电池或者发动机作为动力源比较普遍,蓄电池具有安全、皮实和便宜的优点,但是蓄电池不足也逐渐显露出来,使用寿命较短,动力性不够,土地铅污染严重,应用性能提升十分有限;发动机直接驱动虽然能够保证拖拉机具有较大的动力,但是需要耗费较大的资源,且造成严重的污染。
而且,传统的发动机驱动,需要将动力传输给变速箱,通过变速箱对动力切换,再将合适的动力通过分动箱和传动轴等机械传动结构传输至车轮,进而带动车体行进,但是,这样机械传动形式极大的增加了驱动结构的复杂性,驱动部件较多,在复杂的环境中行驶容易对零部件造成损伤,增大了拖拉机车的不稳定性
实用新型内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题,本申请的目的在于提供一种混合动力分布式驱动电动拖拉机,其能够解决现有的拖拉机动力不足且续航能力有限,能耗大且机械驱动结构复杂的问题。本申请提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
本申请提供了一种混合动力分布式驱动电动拖拉机,包括有车体、用于带动所述车体行进的车轮、用于提供动力的发动机、与所述发动机传动连接的发电机、与所述发电机电连接的电池组和电源控制器,所述车轮设置有多个、并均匀分布在所述车体的下方,所述车轮包括有轮毂电机和套设在所述轮毂电机外的轮胎,所述轮毂电机的定子部分与所述车体连接、转子部分与所述轮胎连接,各个所述轮毂电机之间相互独立、并通过电源控制器与所述发电机和所述电池组电连接。
优选地,所述车轮包括有位于所述车体前部的前车轮和位于所述车体后部的后车轮,所述前车轮和所述车体之间通过转向桥连接。
优选地,所述后车轮和所述车体之间通过独立桥连接。
优选地,所述转向桥包括有连接在车体的下方的承载梁、设置在所述承载梁两端的转向内架、与所述转向内架可转动连接的转向外架和用于驱动所述转向外架相对于所述转向外架转动的转向驱动,所述转向外架与所述前车轮连接。
优选地,所述转向驱动包括液压油缸和连接在所述液压油缸和所述转向外架之间的连杆。
优选地,所述发动机和所述发电机之间通过分动箱传动连接,且所述分动箱设置有前动力输出端和后动力输出端。
优选地,所述车体的尾部设置有提升器总成,所述提升器总成与所述后动力输出端传动连接。
优选地,所述发动机设置为增程式发动机。
优选地,还包括有所述车体包括有机架、前机罩和驾驶室。
优选地,还包括有与所述电源控制器可通信连接的无人驾驶模块或辅助驾驶模块。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:
各个轮毂电机之间相互独立、并通过电源控制器与发电机和电池组连接,通过电源控制器可以直接对各个轮毂电机进行单独驱动,以使得每个车轮都构成一个独立的驱动单元,而且在电源控制器的控制作用下,可以根据实际情况中的复杂路况,对各个轮毂电机的驱动力进行单独实时控制,有利于提升环境适应性。通过电源控制器可以实现对发电机和电池组的电能输出进行控制,以及对各个轮毂电机的电能输入进行控制。当车体行进所需的功率较小或适中稳定时,发电机适中运行在最佳功率的范围内,电源控制器只保留发电机的电能输出,单独通过发电机对各个轮毂电机进行供能,可以减少耗能;当车体行进需要更大功率、且超出了发电机的最佳功率范围时,电源控制器控制电池组来补偿工作,以使得发电机和电池组同时进行电能输出,以提升车体行进的功率,进而加强整车的动力,保证整车具有充足的动力。而且,采用发动机带动发电机发电的形式,无需充电电池,有利于保证续航能力。
如此设置,采用混合动力系统来提供车体行进所需功率,有利于加强整车行进的动力,可以根据实际情况进行输出功率的增减调节,保证充足的动力和续航能力;采用分布式轮毂电机驱动系统,无机械结构传递动力和扭矩,结构简单且稳固,零部件较少不易损伤,不需要变速箱,能实现自动调节速度。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一些示例性实施例示出的本混合动力分布式驱动电动拖拉机的主视图;
图2是根据一些示例性实施例示出的本混合动力分布式驱动电动拖拉机的机架的俯视图;
图3是根据一些示例性实施例示出的分动箱的连接示意图;
图4是根据一些示例性实施例示出的转向桥的结构示意图。
图中:1、发动机;2、分动箱;3、发电机;4、电池组;5、电源控制器;6、车架;7、驾驶室;8、前机罩;9、提升器总成;10、转向桥;11、前车轮;12、后车轮;101、桥管;102、摆动架;103、转向内架;104转向外架;105、液压油缸。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与本申请的一些方面相一致的装置或方法的例子。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本实用新型所保护的范围。
以下,参照附图对实施例进行说明。此外,下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外,下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。
参考图1-图4,本具体实施方式提供了一种混合动力分布式驱动电动拖拉机,包括有车体、车轮、发动机1、发电机3、电池组4和电源控制器 5,其中,车轮用于带动车体行进,具体地,车轮设置有多个、且均匀地分布在车体的下方;发动机1用于提供原始动力输出,发动机1的输出轴与发电机3的输入轴传动连接,进而带动发电机3发电,以将动能转化成电能,以便于通过电能驱动着车轮转动;电池组4用于提供原始的电能,电池组4与发电机3电连接,以使得发电机3产生的电能能够存储在电池组 4内部,进而能够通过电源控制器5根据行驶状态合理分配电能和输出功率。
车轮包括有轮毂电机和轮胎,轮胎套设在轮毂电机外,以保证车体行进的稳定。轮毂电机是将车子的动力系统、传动系统、刹车系统集成到一起而设计出来的电机,轮毂电机的工作原理是永磁同步电机,轮边电机、轮毂电机是指电机安装在车辆的位置不同的电机而言,轮毂电机的优点是:省略大量传动部件,让车辆结构更简单,可实现多种复杂的驱动方式。由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性,因此无论是前驱、后驱还是四驱形式,它都可以比较轻松地实现。轮毂电机直驱轮胎,使结构布置简单明了,去繁为简。
具体地,轮毂电机具有转子部分和定子部分,其中,定子部分与车体连接,以保持定子部分相对于车体相对固定,转子部分与轮胎连接,以保持转子部分相对于轮胎相对固定,通电时定子部分和转子部分相对转动,进而带动轮胎相对于车体转动,以实现车体的行进。
而且,各个轮毂电机之间相互独立、并通过电源控制器5与发电机3 和电池组4连接,通过电源控制器5可以直接对各个轮毂电机进行单独驱动,以使得每个车轮都构成一个独立的驱动单元,而且在电源控制器5的控制作用下,可以根据实际情况中的复杂路况,对各个轮毂电机的驱动力进行单独实时控制,有利于提升环境适应性。
具体地,发电机3、电池组4和各个轮毂电机均通过线路与电源控制器5连接,通过电源控制器5可以实现对发电机3和电池组4的电能输出进行控制,以及对各个轮毂电机的电能输入进行控制。当车体行进所需的功率较小或适中稳定时,发电机3运行在最佳功率的范围内,电源控制器 5只保留发电机3的电能输出,单独通过发电机3对各个轮毂电机进行供能,可以减少耗能;当车体行进需要更大功率、且超出了发电机3的最佳功率范围时,电源控制器5控制电池组4来补偿工作,以使得发电机3和电池组4同时进行电能输出,以提升车体行进的功率,进而加强整车的动力,保证整车具有充足的动力。而且,采用发动机1带动发电机3发电的形式,无需充电电池,有利于保证续航能力。
如此设置,采用混合动力系统来提供车体行进所需功率,有利于加强整车行进的动力,可以根据实际情况进行输出功率的增减调节,保证充足的动力和续航能力;采用分布式轮毂电机驱动系统,无机械结构传递动力和扭矩,结构简单且稳固,零部件较少不易损伤,不需要变速箱,能实现自动调节速度。
本实施例中,车轮包括有两组,位于车体前部的前车轮11和位于车体后部的后车轮12,其中前车轮11和车体之间通过转向桥10连接,具体地,该转向桥10可以是铰接式独立的轮毂电机分布式驱动桥,以使得整车采用前桥转向结构和前桥摆动形式,进而有利于提升整车的转向性能。
相对应地,后车轮12和车体之间通过独立桥连接,以增强后车轮12的承载性能。
当然,车轮也可以设置有三组或者四组。
一些优选方案中,转向桥10包括有承载梁、转向内架103、转向外架 104和转向驱动,承载梁固定在车体的下方,转向内架103和转向外架104 均设置有两个,两个转向内架103固定在承载梁的两端,两个转向外架104 分别与两个转向内架103可转动地连接,具体地,转向外架104和转向内架103是上下交错并通过转轴连接;转向驱动用于驱动转向外架104相对于转向内架103转动,由于转向外架104固定在前车轮11上,转向驱动带动转向外架104转向,即可带动前车轮11相对于承载梁转向,进而实现车体的转向,结构简单,且可靠性强。这里,转向驱动可以为直线驱动,也可以为旋转驱动。
如图4所示,转向驱动包括液压油缸105和连杆,连杆连接在液压油缸105和转向外架104之间,通过液压油缸105的伸缩端带动连杆位移,进而带动转向外架104上的摇臂转动,以使前车轮11实现转向。
这里,承载梁包括有桥管101和摆动架102。
一些实施例中,发动机1和发电机3之间通过分动箱2传动连接,且分动箱2设置有前动力输出端和后动力输出端,这样,通过分动箱2不仅可以把发动机1的动能传递发电机3,还可以在前后输出两个动力输出端,以便于连接拖拉机前方或者后方的功能设备,比如旋耕设备、播种设备、收割设备、举升设备等。
具体地,在车体的尾部设置有提升器总成9,该提升器总成9与分动箱2的后动力输出端传动连接,通过分动箱2即可操作提升器总成9。
一些优选方案中,发动机1设置为增程发动机1,可实现能耗的最优化,做到科学节能环保。
如图1-2所示,车体包括有车架6、前机罩8和驾驶室7,车架6提升整车的稳定性,前机罩8用于罩在发动机1和发电机3的外侧,起到良好的保护作用;驾驶室7可供人员进出承载和驾驶。
当然,整车可以运用无人驾驶技术或者辅助驾驶技术,本混合动力分布式驱动电动拖拉机还包括有与电源控制器5可通信连接的无人驾驶模块或辅助驾驶模块,利用GPS卫星导航、激光循迹和图像识别技术使整机可以始终保持高效作业,解放人力。
需要说明的是,本文所表述的“第一”“第二”等词语,不是对具体顺序的限制,仅仅只是用于区分各个部件或功能。所阐述的“水平”“竖直”“上”“下”“左”“右”是在该混合动力分布式驱动电动拖拉机处于如图1摆放状态时之所指。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本申请提供的多个方案包含本身的基本方案,相互独立,并不互相制约,但是其也可以在不冲突的情况下相互结合,达到多个效果共同实现。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,但可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种混合动力分布式驱动电动拖拉机,其特征在于,包括有车体、用于带动所述车体行进的车轮、用于提供动力的发动机(1)、与所述发动机(1)传动连接的发电机(3)、与所述发电机(3)电连接的电池组(4)和电源控制器(5),所述车轮设置有多个、并均匀分布在所述车体的下方,所述车轮包括有轮毂电机和套设在所述轮毂电机外的轮胎,所述轮毂电机的定子部分与所述车体连接、转子部分与所述轮胎连接,各个所述轮毂电机之间相互独立、并通过电源控制器(5)与所述发电机(3)和所述电池组(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的混合动力分布式驱动电动拖拉机,其特征在于,所述车轮包括有位于所述车体前部的前车轮(11)和位于所述车体后部的后车轮(12),所述前车轮(11)和所述车体之间通过转向桥(10)连接。
3.根据权利要求2所述的混合动力分布式驱动电动拖拉机,其特征在于,所述后车轮(12)和所述车体之间通过独立桥连接。
4.根据权利要求2所述的混合动力分布式驱动电动拖拉机,其特征在于,所述转向桥(10)包括有连接在车体的下方的承载梁、设置在所述承载梁两端的转向内架(103)、与所述转向内架(103)可转动连接的转向外架(104)和用于驱动所述转向外架(104)相对于所述转向外架(104)转动的转向驱动,所述转向外架(104)与所述前车轮(11)连接。
5.根据权利要求4所述的混合动力分布式驱动电动拖拉机,其特征在于,所述转向驱动包括液压油缸(105)和连接在所述液压油缸(105)和所述转向外架(104)之间的连杆。
6.根据权利要求1所述的混合动力分布式驱动电动拖拉机,其特征在于,所述发动机(1)和所述发电机(3)之间通过分动箱(2)传动连接,且所述分动箱(2)设置有前动力输出端和后动力输出端。
7.根据权利要求6所述的混合动力分布式驱动电动拖拉机,其特征在于,所述车体的尾部设置有提升器总成(9),所述提升器总成(9)与所述后动力输出端传动连接。
8.根据权利要求1所述的混合动力分布式驱动电动拖拉机,其特征在于,所述发动机(1)设置为增程式发动机(1)。
9.根据权利要求1所述的混合动力分布式驱动电动拖拉机,其特征在于,还包括有所述车体包括有机架、前机罩(8)和驾驶室(7)。
10.根据权利要求1所述的混合动力分布式驱动电动拖拉机,其特征在于,还包括有与所述电源控制器(5)可通信连接的无人驾驶模块或辅助驾驶模块。
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CN202022860024.8U Active CN214112266U (zh) | 2020-12-02 | 2020-12-02 | 混合动力分布式驱动电动拖拉机 |
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