一种混合动力拖拉机动力系统及拖拉机的制作方法

1.本实用新型涉及拖拉机技术领域，尤其涉及一种混合动力拖拉机动力系统及拖拉机。

背景技术：

2.大马力传统燃油拖拉机效率低，能耗高，对环境污染严重，所以采用传统燃油机作为动力源的大马力拖拉机已经难以满足日益严苛的环境和市场要求。大马力纯电动拖拉机虽然有零排放，传动简单的优点，但受制于电池续航及充电效率的限制，不能满足拖拉机的长时间工作要求。混合动力拖拉机的发动机可以始终工作在高效区，能有效的减少排放，降低污染，且发动机带动发电机提供电能，不用担心拖拉机续航问题，同时驱动电机作为动力源不再再依赖复杂的变速箱，传动系统简单，所以混合动力的大马力拖拉机有很大的技术优势。
3.目前混合动力拖拉机研究中动力系统大多采用单电机作为动力源，比较适用于中小功率拖拉机。由于电机技术和整机布置空间的限制，目前研究中的单驱动电机混合动力系统并不适用于大马力拖拉机。单个电机如果要满足大马力要求，设计制造难度大，尺寸和重量大，布置难度高。

技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种混合动力拖拉机动力系统及拖拉机。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种混合动力拖拉机动力系统，包括：发动机、第一发电机、第二发电机、第一驱动电机、第二驱动电机、amt装置、动力输出装置、后桥、后车轮组、高压配电装置和动力电池；
6.发动机、第一发电机和第二发电机依次传动连接，第二发电机与amt装置的第一输入轴传动连接，amt装置的第一输出轴与动力输出装置传动连接；第一输入轴与第一输出轴传动连接；第一驱动电机与amt装置的第二输入轴传动连接，第二驱动电机与amt装置的第三输入轴传动连接，amt装置的第二输出轴与后桥传动连接，后桥与后车轮组传动连接；第二输入轴与第三输入轴均与第二输出轴传动连接；第一输入轴、第二输入轴、第三输入轴、第一输出轴和第二输出轴相互平行设置；第一发电机、第二发电机、第一驱动电机和第二驱动电机均与高压配电装置电连接，高压配电装置与动力电池电连接。
7.本实用新型的有益效果是：amt装置拥有三输入端口和两输出端口，该amt装置的第一输入轴与第一输出轴传动连接，实现了发动机驱动动力输出；第二输入轴和第三输入轴与第二输出轴传动连接，实现了双电机驱动的行驶系统动力耦合；本实用新型采用双驱动电机提供整机动力，双发电机提供电能，能够同时满足拖拉机大马力及长续航的需求；比单电机的大马力混合动力系统，双电机的系统降低了电机的设计制造难度；且本实用新型结构紧凑，便于整机布置；经济环保，节能高效。
8.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
9.进一步，第一输入轴上固定第一主动齿轮，第一输出轴上固定第一被动齿轮，第一主动齿轮与第一被动齿轮啮合。
10.采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置在第一输入轴上的第一主动齿轮与设置在第一输出轴上的第一被动齿轮啮合，实现了第一输入轴与第一输出轴的传动连接，发动机转速通过由第一主动齿轮和第一被动齿轮构成的齿轮组传递给动力输出装置，实现了动力输出的变速功能。
11.进一步，第二输入轴上固定第二主动齿轮，第三输入轴上固定第三主动齿轮，第二主动齿轮和第三主动齿轮均与动力耦合变速装置啮合；动力耦合变速装置与第二输出轴传动连接。
12.采用上述进一步方案的有益效果是，通过动力耦合变速装置传动连接第二输入轴、第三输入轴和第二输出轴，实现了双驱动电机的动力耦合及变速调整，且集成程度高，结构紧凑，便于整机布置。
13.进一步，动力耦合变速装置包括与第二输入轴相互平行设置的第一中间轴和第二中间轴；第一中间轴上固定第二被动齿轮、第一低档传动齿轮和第一高档传动齿轮，第二被动齿轮与第二主动齿轮啮合；第二输出轴上固定低档空套齿轮和高档空套齿轮，低档空套齿轮与高档空套齿轮通过同步器连接；第一低档传动齿轮与低档空套齿轮啮合，第一高档传动齿轮与高档空套齿轮啮合；第二中间轴上固定第三被动齿轮、第二低档传动齿轮和第二高档传动齿轮；第三被动齿轮与第三主动齿轮啮合，第二低档传动齿轮与低档空套齿轮啮合，第二高档传动齿轮与高档空套齿轮啮合。
14.采用上述进一步方案的有益效果是，第二输入轴通过第二主动齿轮和第二被动齿轮带动第一中间轴转动，第一中间轴转动带着轴上的第一低档传动齿轮和第一高档传动齿轮传动，第一低档传动齿轮带动低档空套齿轮转动，第一高档传动齿轮带动高档空套齿轮转动，如果同步器换挡拨叉拨向低档空套齿轮侧，则低档空套齿轮带动第二输出轴转动，如果同步器换挡拨叉拨向高档空套齿轮侧，则高档空套齿轮带动第二输出轴转动；同理，第三输入轴按照上述方式带动输出轴转动；即通过amt装置内的上述动力耦合变速装置实现了双驱动电机的动力耦合及变速调整，且集成程度高，结构紧凑，便于整机布置。
15.进一步，上述技术方案还包括整车控制器以及与整车控制器连接的发动机控制器、第一发电机控制器、第二发电机控制器、第一驱动电机控制器和第二驱动电机控制器；整车控制器通过发动机控制器控制发动机，通过第一发电机控制器控制第一发电机，通过第二发电机控制器控制第二发电机，通过第一驱动电机控制器控制第一驱动电机，通过第二驱动电机控制器控制第二驱动电机。
16.进一步，上述技术方案还包括电池管理系统，电池管理系统与整车控制器和动力电池连接。
17.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种拖拉机，包括上述技术方案的混合动力拖拉机动力系统。
18.本实用新型附加的方面及其优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型实践了解到。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例提供的混合动力拖拉机动力系统框图；
20.图2为本实用新型实施例提供的amt装置结构示意图。
具体实施方式
21.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
22.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
23.图1为本实用新型实施例提供的混合动力拖拉机动力系统框图。如图1所示，该系统包括：发动机1、第一发电机2、第二发电机3、第一驱动电机4、第二驱动电机5、amt装置6、动力输出装置7、后桥8、后车轮组9、高压配电装置16和动力电池18。
24.发动机1、第一发电机2和第二发电机3依次传动连接，第二发电机3与amt装置6的第一输入轴传动连接，amt装置6的第一输出轴与动力输出装置7传动连接；第一输入轴与第一输出轴传动连接；第一驱动电机4与amt装置6的第二输入轴传动连接，第二驱动电机5与amt装置6的第三输入轴传动连接，amt装置6的第二输出轴与后桥8传动连接，后桥8与后车轮组9传动连接；第二输入轴与第三输入轴均与第二输出轴传动连接；第一输入轴、第二输入轴、第三输入轴、第一输出轴和第二输出轴相互平行设置；第一发电机2、第二发电机3、第一驱动电机4和第二驱动电机5均与高压配电装置16电连接，高压配电装置16与动力电池18电连接。
25.本实用新型上述实施例中，两个发电机同轴布置、两个驱动电机不同轴布置，amt装置拥有三输入端口和两输出端口，该amt装置的第一输入轴与第一输出轴传动连接，实现了发动机驱动动力输出；第二输入轴和第三输入轴与第二输出轴传动连接，实现了双电机驱动的行驶系统动力耦合；本实用新型采用双驱动电机提供整机动力，双发电机提供电能，能够同时满足拖拉机大马力及长续航的需求；比单电机的大马力混合动力系统，双电机的系统降低了电机的设计制造难度；且本实用新型实施例提供的混合动力拖拉机动力系统结构紧凑，便于整机布置；经济环保，节能高效。
26.可选地，在一个实施例中，amt装置6的第一输入轴上固定第一主动齿轮，第一输出轴上固定第一被动齿轮，第一主动齿轮与第一被动齿轮啮合。本实用新型实施例通过设置
在第一输入轴上的第一主动齿轮与设置在第一输出轴上的第一被动齿轮啮合，实现了第一输入轴与第一输出轴的传动连接，发动机转速通过由第一主动齿轮和第一被动齿轮构成的齿轮组传递给动力输出装置，实现了动力输出的变速功能。
27.可选地，在一个实施例中，amt装置6的第二输入轴上固定第二主动齿轮，第三输入轴上固定第三主动齿轮，第二主动齿轮和第三主动齿轮均与动力耦合变速装置啮合；动力耦合变速装置与第二输出轴传动连接。本实用新型实施例通过动力耦合变速装置传动连接第二输入轴、第三输入轴和第二输出轴，实现了双驱动电机的动力耦合及变速调整，且该amt传动部件集成程度高，结构紧凑，便于整机布置。
28.可选地，在一个实施例中，动力耦合变速装置包括与第二输入轴相互平行设置的第一中间轴和第二中间轴；第一中间轴上固定第二被动齿轮、第一低档传动齿轮和第一高档传动齿轮，第二被动齿轮与第二主动齿轮啮合；第二输出轴上固定低档空套齿轮和高档空套齿轮，低档空套齿轮与高档空套齿轮通过同步器连接；第一低档传动齿轮与低档空套齿轮啮合，第一高档传动齿轮与高档空套齿轮啮合；第二中间轴上固定第三被动齿轮、第二低档传动齿轮和第二高档传动齿轮；第三被动齿轮与第三主动齿轮啮合，第二低档传动齿轮与低档空套齿轮啮合，第二高档传动齿轮与高档空套齿轮啮合。
29.上述实施例中，第二输入轴通过第二主动齿轮和第二被动齿轮带动第一中间轴转动，第一中间轴转动带着轴上的第一低档传动齿轮和第一高档传动齿轮传动，第一低档传动齿轮带动低档空套齿轮转动，第一高档传动齿轮带动高档空套齿轮转动，如果同步器换挡拨叉拨向低档空套齿轮侧，则低档空套齿轮带动第二输出轴转动，如果同步器换挡拨叉拨向高档空套齿轮侧，则高档空套齿轮带动第二输出轴转动；同理，第三输入轴按照上述方式带动输出轴转动；即通过amt装置内的上述动力耦合变速装置实现了双驱动电机的动力耦合及变速调整，且该amt传动部件集成程度高，结构紧凑，便于整机布置。
30.下面以一具体实施例对本实用新型进行详细描述。
31.混合动力拖拉机动力系统包括：发动机1、第一发电机2、第二发电机3、第一驱动电机4、第二驱动电机5、amt装置6、动力输出装置7、后桥8、后车轮组9、发动机控制器10、第一发电机控制器11、第二发电机控制器12、整车控制器13、第一驱动电机控制器14、第二驱动电机控制器15、高压配电盒16、电池管理系统17和动力电池18。
32.发动机1、第一发电机2和第二发电机3依次传动连接，第二发电机3与amt装置6的第一输入轴传动连接，amt装置6的第一输出轴与动力输出装置7传动连接；第一输入轴与第一输出轴传动连接；第一驱动电机4与amt装置6的第二输入轴传动连接，第二驱动电机5与amt装置6的第三输入轴传动连接，amt装置6的第二输出轴与后桥8传动连接，后桥8与后车轮组9传动连接。第二输入轴与第三输入轴均与第二输出轴传动连接；第一输入轴、第二输入轴、第三输入轴、第一输出轴和第二输出轴相互平行设置。
33.第一发电机2通过第一发电机控制器11与高压配电装置16连接，第二发电机3通过第二发电机控制器12与高压配电装置16连接，第一驱动电机4通过第一电机控制器14与高压配电装置16连接，第二驱动电机5通过第二驱动电机控制器15与高压配电装置16连接，高压配电装置16与动力电池18连接。
34.第一发电机控制器11、第二发电机控制器12、第一驱动电机控制器14和第二驱动电机控制器15均与整车控制器13连接；整车控制器13连接发动机控制器10，发动机控制器
10连接发动机1，整车控制器13连接电池管理系统17，电池管理系统17连接动力电池18。
35.整车控制器13通过采集第一发电机控制器11、第二发电机控制器12、第一驱动电机控制器14、第二驱动电机控制器15、发动机控制器10以及电池管理系统17的信息，控制第一发电机2和第二发电机3发电，通过高压配电盒16直接供给第一驱动电机4和第二驱动电机5工作。动力电池18则主要起到一个能量缓冲的作用。
36.具体地，amt装置6包括相互平行设置的第一输入轴6-1、第一输出轴6-20、第二输入轴6-4、第一中间轴6-7、第二输出轴6-18、第二中间轴6-15和第三输入轴6-12。
37.第一输入轴6-1上固定第一主动齿轮6-2，第一输出轴6-20上固定第一被动齿轮6-3，第一主动齿轮6-2与第一被动齿轮6-3啮合。第二输入轴6-4上固定第二主动齿轮6-5，第一中间轴6-7上固定第二被动齿轮6-6、第一低档传动齿轮6-8和第一高档传动齿轮6-19，第二主动齿轮6-5与第二被动齿轮6-6啮合。第二输出轴6-18上固定低档空套齿轮6-9和高档空套齿轮6-17，低档空套齿轮6-9与高档空套齿轮6-17通过同步器6-16连接；第一低档传动齿轮6-8与低档空套齿轮6-9啮合，第一高档传动齿轮6-19与高档空套齿轮6-17啮合。第二中间轴上固定第三被动齿轮6-10、第二低档传动齿轮6-11和第二高档传动齿轮6-14；第二低档传动齿轮6-11与低档空套齿轮6-9啮合，第二高档传动齿轮6-14与高档空套齿轮6-17啮合。第三输入轴6-12上固定第三主动齿轮6-13，第三主动齿轮6-13与第三被动齿轮6-10啮合。
38.本实用新型实施例提供的混合动力拖拉机动力系统工作时，发动机1带动第一发电机2和第二发电机3工作，第一发电机2和第二发电机3通过高压配电盒16为第一驱动电机4和第二驱动电机5供给电能，同时通过动力电池来缓冲能量波动。发电机1通过amt装置的第一输入轴和第一输出轴为动力输出装置7提供动力，且可实现变速功能。
39.第一驱动电机4带动amt装置6的第二输入轴转动，第二驱动电机5带动amt装置6的第三输入轴转动，第二输入轴和第三输入轴通过第一中间轴、第二中间轴及相关的齿轮实现动力耦合及变速功能，并通过第二输出轴输出动力给后桥，后桥带动后车轮组转动。
40.本实用新型实施例提供的混合动力拖拉机动力系统中，第一驱动电机4和第二驱动电机5产生的动力经amt装置6耦合经后桥传递至车轮，从而驱动车辆行走；发动机1产生的动力除了可以用于第一发电机2和第二发电机3发电，还可经amt装置6传递至动力输出装置7；两个动力传递路线在amt装置6中独立。本实用新型实施例提供的混合动力拖拉机动力系统结构紧凑，amt装置集成度高，便于整机布置；经济环保，节能高效。
41.本实用新型实施例还提供一种拖拉机，包括上述技术方案的混合动力拖拉机动力系统。
42.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种混合动力拖拉机动力系统，其特征在于，包括：发动机、第一发电机、第二发电机、第一驱动电机、第二驱动电机、amt装置、动力输出装置、后桥、后车轮组、高压配电装置和动力电池；所述发动机、第一发电机和第二发电机依次传动连接，所述第二发电机与所述amt装置的第一输入轴传动连接，所述amt装置的第一输出轴与所述动力输出装置传动连接；所述第一输入轴与所述第一输出轴传动连接；所述第一驱动电机与所述amt装置的第二输入轴传动连接，所述第二驱动电机与所述amt装置的第三输入轴传动连接，所述amt装置的第二输出轴与所述后桥传动连接，所述后桥与所述后车轮组传动连接；所述第二输入轴与所述第三输入轴均与所述第二输出轴传动连接；所述第一输入轴、第二输入轴、第三输入轴、第一输出轴和第二输出轴相互平行设置；所述第一发电机、第二发电机、第一驱动电机和第二驱动电机均与所述高压配电装置电连接，所述高压配电装置与所述动力电池电连接。2.根据权利要求1所述的混合动力拖拉机动力系统，其特征在于，所述第一输入轴上固定第一主动齿轮，所述第一输出轴上固定第一被动齿轮，所述第一主动齿轮与所述第一被动齿轮啮合。3.根据权利要求1所述的混合动力拖拉机动力系统，其特征在于，所述第二输入轴上固定第二主动齿轮，所述第三输入轴上固定第三主动齿轮，所述第二主动齿轮和第三主动齿轮均与动力耦合变速装置啮合；所述动力耦合变速装置与所述第二输出轴传动连接。4.根据权利要求3所述的混合动力拖拉机动力系统，其特征在于，所述动力耦合变速装置包括与第二输入轴相互平行设置的第一中间轴和第二中间轴；所述第一中间轴上固定第二被动齿轮、第一低档传动齿轮和第一高档传动齿轮，所述第二被动齿轮与所述第二主动齿轮啮合；所述第二输出轴上固定低档空套齿轮和高档空套齿轮，所述低档空套齿轮与所述高档空套齿轮通过同步器连接；所述第一低档传动齿轮与所述低档空套齿轮啮合，所述第一高档传动齿轮与所述高档空套齿轮啮合；所述第二中间轴上固定第三被动齿轮、第二低档传动齿轮和第二高档传动齿轮；所述第三被动齿轮与所述第三主动齿轮啮合，所述第二低档传动齿轮与所述低档空套齿轮啮合，所述第二高档传动齿轮与所述高档空套齿轮啮合。5.根据权利要求1至4任一项所述的混合动力拖拉机动力系统，其特征在于，还包括整车控制器以及与所述整车控制器连接的发动机控制器、第一发电机控制器、第二发电机控制器、第一驱动电机控制器和第二驱动电机控制器；所述整车控制器通过所述发动机控制器控制所述发动机，通过所述第一发电机控制器控制所述第一发电机，通过所述第二发电机控制器控制所述第二发电机，通过所述第一驱动电机控制器控制所述第一驱动电机，通过所述第二驱动电机控制器控制所述第二驱动电机。6.根据权利要求5所述的混合动力拖拉机动力系统，其特征在于，还包括电池管理系统，所述电池管理系统与所述整车控制器和所述动力电池连接。7.一种拖拉机，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的混合动力拖拉机动力系统。

技术总结

本实用新型公开一种混合动力拖拉机动力系统及拖拉机，系统包括：发动机、第一发电机、第二发电机、第一驱动电机、第二驱动电机、AMT装置、动力输出装置、后桥和后车轮组；发动机、第一发电机和第二发电机依次传动连接，第二发电机与AMT装置的第一输入轴传动连接，AMT装置的第一输出轴与动力输出装置传动连接；第一驱动电机和第二驱动电机分别与AMT装置的第二输入轴和第三输入轴传动连接，AMT装置的第二输出轴通过后桥与后车轮组传动连接；本实用新型采用双驱动电机提供整机动力，双发电机提供电能，能够同时满足拖拉机大马力及长续航的需求；双电机系统降低了电机的设计制造难度；且本实用新型传动系统集成度高，结构紧凑，便于整机布置。整机布置。整机布置。