【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传动系统，具体涉及一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统。
技术介绍
1、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。
2、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。
3、例如，申请公布号为cn111016642a的专利技术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：
4、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。
5、2、
6、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。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述存在的问题，提供一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，该传动系统结构紧凑高效，双电机利用率高，配合发动机，在高负荷工况下，动力输出均衡。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
3、一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，包括发动机、中间轴、主电机、辅助电机、动力耦合装置、变速传动机构以及pto输出轴；所述发动机上设置有发动机输出轴；所述辅助电机设置在中间轴上；所述中间轴的一端与所述发动机输出轴通过第一离合器连接，所述中间轴的另一端与所述pto输出轴的一端之间通过第三离合器连接；所述动力耦合装置与所述中间轴之间通过第二离合器连接；其中，
4、所述动力耦合装置包括制动器、并联设置的第一行星齿轮机构以及第二行星齿轮机构；所述第一行星齿轮机构包括第一太阳轮、第一排行星轮、第一齿圈以及第一行星架；所述第二行星齿轮机构包括第二太阳轮、第二排行星轮、第二齿圈以及第二行星架；其中，所述第一太阳轮与所述中间轴之间通过第二离合器连接；所述第一行星架与第二齿圈连接；所述第二行星架与所述变速传动机构连接；所述主电机的主轴与所述第二太阳轮连接；所述制动器用于同时锁止第一行星架与第二齿圈。
5、上述用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统的工作原理是：
6、动力耦合装置的双输入端分别连接辅助电机与主电机，主电机的动力可直接输入动力耦合装置，辅助电机的动力通过中间轴与第二离合器输入动力耦合装置，总功率分别通过所述中间轴输出到pto输出轴和通过所述第二排行星轮输出到变速传动机构，通过动力耦合装置可以进行发动机与双电机(主电机、辅助电机)的转速耦合，实现不同驱动模式。具体地，发动机的动力通过发动机输出轴与第一离合器，经辅助电机传递至中间轴，第二离合器接合后，带动第一太阳轮运动，接着带动第一排行星轮运动，然后通过第一行星架带动第二齿圈运动，从而带动第二排行星轮运动，进而带动第二行星架运动，将动力传递至变速传动机构；在第三离合器接合下，中间轴的转动还能带动pto输出轴转动；辅助电机可以驱动中间轴运动，实现pto输出轴的转动，在第二离合器的接合下，带动第一行星齿轮机构运动，进而带动第二行星齿轮机构运动，实现变速传动机构的驱动；主电机的动力可以驱动第二太阳轮运动，带动第二排行星轮运动，进而带动第二行星架运动，实现变速传动机构的驱动，还可以带动第二齿圈运动，从而带动第一行星齿轮机构运动，实现对pto输出轴的驱动。通过第一离合器、第二离合器以及第三离合器的接合与分离，以及制动器的锁止与分离，可以实现不同驱动模式。
7、本专利技术的一个优选方案，其中，所述发动机、第一离合器、辅助电机、第二离合器、中间轴、主电机、第一太阳轮、第二太阳轮、第三离合器与pto输出轴同轴线设置；所述主电机布置在第一太阳轮与第二太阳轮之间，所述辅助电机设布置在第一离合器与第一太阳轮之间。
8、优选地，所述双电机混合动力传动系统还包括电池系统以及减速器；所述电池系统分别与所述主电机以及辅助电机连接，所述减速器连接在所述pto输出轴与第三离合器之间。
9、优选地，所述变速传动机构包括第一齿轮、第二齿轮以及变速箱；所述第一齿轮与所述第二行星架连接且同轴设置，所述第二齿轮与所述第一齿轮相互啮合，所述变速箱的变速箱输入轴与所述第二齿轮连接。
10、优选地，所述双电机混合动力传动系统的驱动模式包括驻车工况驱动模式、第一行驶与作业工况驱动模式、第二行驶与作业工况驱动模式、第三行驶与作业工况驱动模式以及再生制动模式。
11、优选地，所述驻车工况驱动模式包括辅助电机单驱pto模式以及驻车充电模式；其中，
12、当处于辅助电机单驱pto模式时，制动器处于分离状态，第一离合器与第二离合器处于分离状态，第三离合器处于接合状态；发动机不启动，电池系统放电，主电机不工作，辅助电机工作；此时，发动机与中间轴的动力传递中断，电池系统给辅助电机供电，辅助电机输出动力通过中间轴传递到pto输出轴；
13、当处于驻车充电模式时，制动器处于分离状态，第一离合器与第三离合器处于接合状态，第二离合器处于分离状态，发动机启动，辅助电机充当发电机，发动机的一部分动力拖动辅助电机发电，同时发动机输出的剩余动力通过中间轴传递到pto输出轴。
14、优选地，所述第一行驶与作业工况驱动模式包括主电机单驱行驶模式；所述第一行驶与作业工况驱动模式为动力源只有主电机的纯电模式；其中，当处于主电机单驱行驶模式时，制动器处于锁止状态，第一离合器、第二离合器与第三离合器处于分离状态，发动机不启动，电池系统放电，主电机工作，辅助电机不工作，电池系统给主电机供电。
15、优选地，所述第二行驶与作业工况驱动模式包括双电机独立驱动模式以及发动机与双电机独立驱动模式；其中，
16、当处于所述双电机独立驱动模式时，制动器处于分离或者锁止状态，第一离合器与第二离合器处于分离状态，第三离合器处于接合状态，发动机不启动，电池系统放电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，包括发动机、中间轴、主电机、辅助电机、动力耦合装置、变速传动机构以及PTO输出轴；所述发动机上设置有发动机输出轴；所述辅助电机设置在中间轴上；所述中间轴的一端与所述发动机输出轴通过第一离合器连接，所述中间轴的另一端与所述PTO输出轴的一端之间通过第三离合器连接；所述动力耦合装置与所述中间轴之间通过第二离合器连接；其中，
2.根据权利要求1所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，所述发动机、第一离合器、辅助电机、第二离合器、中间轴、主电机、第一太阳轮、第二太阳轮、第三离合器与PTO输出轴同轴线设置；所述主电机布置在第一太阳轮与第二太阳轮之间，所述辅助电机设布置在第一离合器与第一太阳轮之间。
3.根据权利要求1所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，所述双电机混合动力传动系统还包括电池系统以及减速器；所述电池系统分别与所述主电机以及辅助电机连接，所述减速器连接在所述PTO输出轴与第三离合器之间。
4.根据权利要求3所述的一种用于中大型拖拉机
5.根据权利要求3或者4所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，所述双电机混合动力传动系统的驱动模式包括驻车工况驱动模式、第一行驶与作业工况驱动模式、第二行驶与作业工况驱动模式、第三行驶与作业工况驱动模式以及再生制动模式。
6.根据权利要求5所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，所述驻车工况驱动模式包括辅助电机单驱PTO模式以及驻车充电模式；其中，
7.根据权利要求6所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，所述第一行驶与作业工况驱动模式包括主电机单驱行驶模式；其中，当处于主电机单驱行驶模式时，制动器处于锁止状态，第一离合器、第二离合器与第三离合器处于分离状态，发动机不启动，电池系统放电，主电机工作，辅助电机不工作，电池系统给主电机供电。
8.根据权利要求6所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，所述第二行驶与作业工况驱动模式包括双电机独立驱动模式以及发动机与双电机独立驱动模式；其中，
9.根据权利要求6所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，所述第三行驶与作业工况驱动模式包括发动机与主电机转速耦合模式、双电机转速耦合模式、第一发动机与双电机转速耦合模式以及第二发动机与双电机转速耦合模式；其中，
10.根据权利要求6所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，所述再生制动模式包括独立驱动再生制动模式以及耦合驱动再生制动模式；其中，
...【技术特征摘要】
1.一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，包括发动机、中间轴、主电机、辅助电机、动力耦合装置、变速传动机构以及pto输出轴；所述发动机上设置有发动机输出轴；所述辅助电机设置在中间轴上；所述中间轴的一端与所述发动机输出轴通过第一离合器连接，所述中间轴的另一端与所述pto输出轴的一端之间通过第三离合器连接；所述动力耦合装置与所述中间轴之间通过第二离合器连接；其中，
2.根据权利要求1所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，所述发动机、第一离合器、辅助电机、第二离合器、中间轴、主电机、第一太阳轮、第二太阳轮、第三离合器与pto输出轴同轴线设置；所述主电机布置在第一太阳轮与第二太阳轮之间，所述辅助电机设布置在第一离合器与第一太阳轮之间。
3.根据权利要求1所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，所述双电机混合动力传动系统还包括电池系统以及减速器；所述电池系统分别与所述主电机以及辅助电机连接，所述减速器连接在所述pto输出轴与第三离合器之间。
4.根据权利要求3所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动力传动系统，其特征在于，所述变速传动机构包括第一齿轮、第二齿轮以及变速箱；所述第一齿轮与所述第二行星架连接且同轴设置，所述第二齿轮与所述第一齿轮相互啮合，所述变速箱的变速箱输入轴与所述第二齿轮连接。
5.根据权利要求3或者4所述的一种用于中大型拖拉机的双电机混合动...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖博一，林培汉，李君，张超贤，黄明杰，杨健，李小厚，李楚希，王浩，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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