专利汇可以提供储能式差动混合动力分配系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种储能式差动混合 动 力 分配 系统,为用以驱动全轮驱动(AllWheel Driving)的交通工具,是由内燃引擎(或其他回转动力源)回转 动能 输出端,经中间传动及操控 接口 装置驱动前轮,及驱动储能式差动混合动力装置的输入端,再输出驱动后轮,储能式差动混合动力装置中设有具有发 电机 及 马 达功能的电机组,藉操控电机组作马达或发电机功能运转,以调控前轮及后轮的动力分配。,下面是储能式差动混合动力分配系统专利的具体信息内容。
1、一种储能式差动混合动力分配系统,其特征在于,所述系统为用以 驱动全轮驱动交通工具,主要由回转动力源的回转动能输出端,经变速或离 合功能的中间传动及操控接口装置或连结装置,以将回转动能经前轮传动装 置总成传输动力驱动前轮,以及将动力传输至储能式差动混合动力装置的输 入端,再经由储能式差动混合动力装置的输出端驱动后轮,该储能式差动混 合动力装置中设有具有发电机及马达功能的电机组、以及传动用三端轴差动 轮组、以及储放电装置、及电控装置所组成;上述三端轴差动轮组的结构含 有两差动轴及一组输入轴,其输入轴直接或经传动装置耦合于电机装置的转 动部分,而两差动轴其中之一差动轴供联结于中间传动及操控接口装置的回 转动能输出端,另一差动轴供驱动后轮,或供驱动其他负载,其主要构成含:
回转动力单元(100):为由回转动力源所构成,其回转输出轴(101) 经离合器(102)、或具有变速装置功能的中间传动及操控接口装置(103), 以经前轮传动装置总成(106)驱动前轮(107),及经驱动差动混合动力装 置(104)直接或经差动轮组(113)驱动后轮(114);
中间传动及操控接口装置(103):包括具有手排、或自排、或手控自排 变速装置及其他离合器等习惯使用的人机操作接口装置所构成,供切换变速 驱动前轮(107),中间传动及操控接口装置(103)的输入端为供输入回转 动力单元(100)的回转动能,其输出端的一供驱动前轮传动装置总成(106), 进而驱动前轮(107);中间传动及操控接口装置(103)的另一输出端,供 联结差动混合动力装置(104)的差动轴(105)以传输回转动能,而由差动 混合动力装置(104)的另一差动轴(110)供直接或经差动轮组(113)联结 后轮(114);
差动混合动力装置(104):为由电机装置(108)、结合传动用三端轴 差动轮组(109)所组成,其结构含两差动轴(105)、(110)及一组输入轴 (111)联结于呈三端轴的差动轮组(109)结构,输入轴(111)直接或经传 动装置耦合于电机装置(108),而两差动轴(105)、(110),其中一差动 轴(105)供直接或经离合器(1116)联结来自中间传动及操控接口装置(103) 的回转动能输出端,另一差动轴(110)供直接或经差动轮组(113)耦合于 后轮(114),或供驱动其他负载;上述三端轴差动轮组(109)亦可由游星 式轮组取代之,而齿轮组亦可由摩擦作用传动装置或其他传动装置所取代;
差动轴(105):为经由中间传动及操控接口装置(103)作输出,其输 出转速与回转动力单元(100)的输出轴(101)可为具有等速比或不等速比 转速比例;
前轮传动装置总成(106):为由习惯使用的传动机构所构成,供输入来 自中间传动及操控接口装置(103)的回转动能,进而驱动前轮(107),其 结构中可选择性设置前轮差动轮组(1017),而由其两可差动输出端驱动前 轮(107),或选择性设置传动轮组供驱动单独轮组,此外亦可依需要选择性 设置可操控离合器(1016),供传输或切断中间传动及操控接口装置(103) 对前轮差动轮组(1017)及前轮(107)的回转动能;所述装置可依负载性质 而选择性设置或不设置;
离合器(1016):为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力、或离 心力等所驱动的离合装置,或为单向传动装置所构成;所述离合器(1016) 为供设置于中间传动及操控接口装置(103)回转动能输出端,与前轮差动轮 组(1017)之间,供接受中央控制器(118)的操控作结合或脱离的运作,以 操控前轮(107)与中间传动及操控接口装置(103)之间回转动能的联结或 切离;所述离合器可依需要选择性设置或不设置;
离合器(1116):为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力、或离 心力等所驱动的离合装置,或为单向传动装置所构成;所述离合器(1116) 为供联结于中间传动及操控接口装置(103)回转动能输出端,与差动混合动 力装置(104)的差动轴(105)之间,供接受中央控制器(118)的操控作结 合或脱离的运作,以操控中间传动及操控接口装置(103)与差动混合动力装 置(104)之间回转动能的联结或切离;所述离合器可依需要选择性设置或不 设置;
制动器(116):为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力所操控的 制动装置,供设置于电机装置(108)的转子与静止机体之间;所述装置可依 需要选择设置或不设置;
制动器(126):为由人力、或机械力、或电磁力、或流体动力所操控的 制动装置,供设置于差动轴(105)与静止机体之间;所述装置可依需要选择 设置或不设置;
电机装置(108):可由交流或直流、无刷或有刷式电机结构所构成,以 接受驱动电路装置(115)作驱动操控,转子的转轴与固定部分机壳间设有制 动器(116),制动器(116)接受中央控制器(118)的操控,以操控电机装 置(108)的转子与固定部分机壳呈闭合制动或释放;制动器(116)可依需 要选择设置或不设置;
电机装置(108)于输入电能时供作马达功能运转,而于被回转动能所驱 动时作发电机功能运转,其发电电能可供对储放电装置(117)充电或对其他 负载供电,电机装置藉发电输出的电流时形成反转矩,而在所耦合的三端轴 差动轮组形成差动阻尼功能,或供作为制动刹车时的再生发电制动功能;此 外于引擎作为驱动主动力而前轮与后轮之间因路况变化而具有转速差时,可 藉差动混合动力装置(104)的电机装置(108)作发电机功能运转以对储放 电装置充电,而藉操控其充电电能以操控电机装置(108)的反转矩,进而被 动调控前轮与后轮间的动力分配;
于前后端负载间因路况变化而具有转速差时,或于上下坡路或急速加速 须调整前轮与后轮之间的动力分配时,电机装置(108)亦可接受中央控制器 (118)及驱动电路装置(115)的操控,以藉储放电装置(117)的电能驱动 电机装置(108)作马达功能的正转或反转运转,以单独作回转输出驱动负载, 或与引擎同时回转驱动前轮(107)及后轮(114);或藉马达作正转或反转 的运转,以主动调节前轮及后轮的动力分配;
驱动电路装置(115):为由机电或固态电子元件所构成,为设置于电机 装置(108)与储放电装置(117)之间,供接受中央控制器(118)的操控, 以操控电机装置(108)作马达功能的正转或反转运转,或操控电机装置(108) 作为发电机功能运转,以对储放电装置(117)充电或操控对其他负载输出电 能,并藉控制发电输出的电能在电机装置(108)形成反转矩,以操控前轮与 后轮之间的动力分配;
中央控制器(118):为由电机或固态电子元件所构成,供输出操控指令 输往驱动电路装置(115)以操控电机装置(108),以及操控回转动力单元 (100)及操控前述离合器及制动器;
储放电装置(117):为由可充放电的二次电池、或电容、或超电容所构 成;
前轮(107):含由一个或一个以上的轮组、或履带或其他负载所构成, 由中间传动及操控接口装置(103)所直接驱动,或由中间传动及操控接口装 置(103)经选择性设置的前端传动装置(106)所驱动;
后轮(114):含由一个或一个以上被直接或经传动装置,或经差动轮组 (113)所驱动的轮组、或履带或其他负载所构成;
所述储能式差动混合动力分配系统,其各组件间的结构设置,可依需要 做选择,其结构方式如下,其中:
差动混合动力装置(104)可依结构需要选择设置方式如下:
(1)差动混合动力装置(104)可为与差动轮组(113)呈现为同一结构; 或
(2)差动混合动力装置(104)可为与中间传动及操控接口装置(103)呈 现为同一结构;或
(3)差动混合动力装置(104)可为设置于中间传动及操控接口装置(103) 与差动轮组(113)之间;
制动器(126)及离合器(1116)可依结构需要选择设置方式如下:
(1)制动器(126)可为设置于差动混合动力装置(104);或
(2)制动器(126)可为与离合器(1116)共同设置于中间传动及操控接 口装置(103);或
(3)离合器(1116)可为设置于中间传动及操控接口装置(103);或
(4)离合器(1116)可为与制动器(126)共同设置于差动混合动力装置 (104);或
(5)离合器(1116)及制动器(126)可为同一结构装置;或
(6)离合器(1116)可为独立设置;或
(7)制动器(126)可为独立设置;或
(8)制动器(126)及离合器(1116)可为同一结构装置而独立设置;
离合器(102)可依结构需要选择设置方式如下:
(1)离合器(102)可为设置于回转动力单元(100);或
(2)离合器(102)可为设置于中间传动及操控接口装置(103);或
(3)离合器(102)可为独立设置于回转动力单元(100)与中间传动及操 控接口装置(103)之间。
2、如权利要求1所述的储能式差动混合动力分配系统,其特征在于, 电机装置(108)对前轮(107)及后轮(114)间的差动调节或动力分配的方 式,包括由储放电装置(117)的电能驱动电机装置(108)作马达功能的正 转或反转运转,以主动调节前轮与后轮之间负载的转速差或动力分配;或回 转动能经由三端轴差动轮组(109)驱动电机装置(108)作发电机功能的运 转,其发电电能供对储放电装置(117)充电或对其他电能驱动的负载供电, 其发电输出的电能在电机装置(108)形成反转矩,而在所耦合的三端轴差动 轮组(109)形成差动阻尼功能,以被动调节前轮(107)与后轮(114)间的 转差;
所述储能式差动混合动力分配系统,应用于全轮驱动交通工具时,可藉 中间传动及操控接口装置(103)及中央控制器(118)的操控,以操控离合 器(102)、离合器(1016)、离合器(1116)、制动器(116)、制动器(126), 以及经驱动电路装置(115)驱动电机装置(108),而具有以下全部或部分 功能含:
(1)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合、离合器(1016) 脱离,离合器(1116)闭合,制动器(126)脱离,制动器(116)为脱离, 藉储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控,驱动电机装置 (108)作为马达功能的正转或反转运转,与引擎共同回转驱动后轮(114), 以调控后轮(114)的动力,协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车等各 种需求的运作;或
(2)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合、离合器(1016) 为闭合,制动器(126)脱离,离合器(1116)闭合,制动器(116)脱离, 藉储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控,驱动电机装置 (108)作为马达功能运转,而藉电机装置(108)的正转或反转运转,与引 擎共同回转驱动前轮(107)及后轮(114),以调控前轮(107)及后轮(114) 的动力分配,进而操控系统作全轮驱动的运作,协助于加速、爬坡、下坡、 抗滑、制动刹车等各种需求的运作;或
(3)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合、制动器(116) 为脱离,离合器(1016)脱离,离合器(1116)闭合,制动器(126)脱离, 藉储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控,驱动电机装置 (108)作为马达功能的正转或反转运转,与引擎共同回转驱动后轮(114), 以调控后轮(114)的动力,协助于加速、爬坡、下坡、抗滑、制动刹车等各 种需求的运作,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料 的区域;或
(4)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合、离合器(1016) 为闭合,制动器(126)脱离,离合器(1116)闭合,制动器(116)脱离, 藉储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控,驱动电机装置 (108)作为马达功能运转,而藉电机装置(108)的正转或反转运转,与引 擎共同回转驱动前轮(107)及后轮(114),以调控前轮(107)及后轮(114) 的动力分配,进而操控系统作全轮驱动的运作,协助于加速、爬坡、下坡、 抗滑、制动刹车等各种需求的运作,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能 源效率较高较省燃料的区域;或
(5)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合、离合器(1016) 为脱离,制动器(126)呈脱离,离合器(1116)闭合,制动器(116)脱离, 藉差动混合动力装置(104)的差动轴(105),与中间传动及操控接口装置 (103)的回转动能输出端经离合器(1116)耦合,而差动混合动力装置(104) 的差动轴(110),供与驱动后轮(114)的后轮差动轮组(113)耦合,于差 动混合动力装置(104)的差动轴(105)与差动轴(110)之间具有转速差时, 藉两者间的转速差驱动电机装置(108),产生发电机功能对储放电装置(117) 充电,并藉操控充电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控后 轮(114)的动力;或
(6)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合、离合器(1016) 为脱离,制动器(126)呈脱离,离合器(1116)闭合,制动器(116)脱离, 藉差动混合动力装置(104)的差动轴(105),与中间传动及操控接口装置 (103)的回转动能输出端经离合器(1116)耦合,而差动混合动力装置(104) 的差动轴(110),供与驱动后轮(114)的后轮差动轮组(113)耦合,于差 动混合动力装置(104)的差动轴(105)与差动轴(110)之间具有转速差时, 藉两者间的转速差驱动电机装置(108),产生发电机功能对储放电装置(117) 充电,并藉操控充电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控后 轮(114)的动力,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃 料的区域;或
(7)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合、离合器(1016) 为闭合,制动器(126)呈闭合,离合器(1116)亦呈脱离,制动器(116) 脱离,差动混合动力装置(104)的差动轴(105),通过制动器(126)锁定, 差动混合动力装置(104)的差动轴(110),供与驱动后轮(114)的后轮差 动轮组(113)耦合,于引擎驱动前轮(107)时,藉设有前轮(107)的同一 结构车体所设置的后轮(114)被作拖曳驱动,使差动混合动力装置(104) 的差动轴(105)与差动轴(110)之间具有转速差,藉两者间的转速差,驱 动电机装置(108)产生发电机功能对储放电装置(117)充电,并藉操控充 电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控前轮(107)的动力; 或
(8)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合、离合器(1016) 为闭合,制动器(126)呈闭合,离合器(1116)亦呈脱离,制动器(116) 脱离,差动混合动力装置(104)的差动轴(105),通过制动器(126)锁定, 差动混合动力装置(104)的差动轴(110),供与驱动后轮(114)的后轮差 动轮组(113)耦合,于引擎驱动前轮(107)时,藉设有前轮(107)的同一 结构车体所设置的后轮(114)被作拖曳驱动,使差动混合动力装置(104) 的差动轴(105)与差动轴(110)之间具有转速差,藉两者间的转速差,驱 动电机装置(108)产生发电机功能对储放电装置(117)充电,并藉操控充 电电流的大小,进而操控差动耦合扭矩的大小,以调控前轮(107)的动力, 并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;或
(9)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合,离合器(1016) 为脱离,制动器(126)呈脱离,离合器(1116)闭合,制动器(116)脱离, 差动混合动力装置(104)的差动轴(105),与中间传动及操控接口装置(103) 的回转动能输出端经离合器(1116)耦合,而差动混合动力装置(104)的差 动轴(110),直接或经后轮差动轮组(113)驱动后轮(114),而通过储放 电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控,驱动差动混合动力装 置(104)的电机装置(108)作马达功能运转,作转速相加以协助引擎驱动 后轮(114);或
(10)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合,离合器(1016) 为闭合,制动器(126)呈脱离,离合器(1116)闭合,制动器(116)脱离, 差动混合动力装置(104)的差动轴(105),与中间传动及操控接口装置(103) 的回转动能输出端经离合器(1116)耦合,而差动混合动力装置(104)的差 动轴(110),直接或经后轮差动轮组(113),驱动后轮(114),而通过储 放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控,驱动差动混合动力 装置(104)的电机装置(108)作马达功能运转,作转速相加以协助引擎驱 动前轮(107)及后轮(114),进而操控系统作全轮驱动的运作;或
(11)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合,离合器(1016) 为脱离,制动器(126)呈脱离,离合器(1116)闭合,制动器(116)脱离, 差动混合动力装置(104)的差动轴(105),与中间传动及操控接口装置(103) 的回转动能输出端经离合器(1116)耦合,而差动混合动力装置(104)的差 动轴(110),直接或经后轮差动轮组(113)驱动后轮(114),而通过储放 电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控,驱动差动混合动力装 置(104)的电机装置(108)作马达功能运转,以协助引擎驱动后轮(114), 并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;
(12)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合,离合器(1016) 为闭合,制动器(126)呈脱离,离合器(1116)闭合,制动器(116)脱离, 差动混合动力装置(104)的差动轴(105),与中间传动及操控接口装置(103) 的回转动能输出端经离合器(1116)耦合,而差动混合动力装置(104)的差 动轴(110),直接或经后轮差动轮组(113),驱动后轮(114),而通过储 放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控,驱动差动混合动力 装置(104)的电机装置(108)作马达功能运转,以协助引擎驱动前轮(107) 及后轮(114),进而操控系统作全轮驱动的运作,并使引擎被操控运转于最 佳燃料比量能源效率较高较省燃料的区域;
(13)离合器(1116)呈脱离,制动器(126)呈闭合,制动器(116)脱离, 由储放电装置(117)的电能经驱动电路装置(115)的操控,驱动差动混合 动力装置(104)的电机装置(108),以单独作正转或反转的回转输出驱动 后轮(114);或
(14)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)呈闭合,离合器 (1016)呈闭合,制动器(116)呈脱离,离合器(1116)呈脱离,制动器(126) 呈闭合,由引擎动能经离合器(1016)驱动前轮(107),而通过储放电装置 (117)的电能经驱动电路装置(115)的操控驱动差动混合动力装置(104) 的电机装置(108)作马达功能运转,以驱动后轮(114),进而操控系统作 全轮驱动的运作;
(15)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)呈闭合,离合器 (1016)呈闭合,制动器(116)呈脱离,离合器(1116)呈脱离,制动器(126) 呈闭合,由引擎动能经离合器(1016)驱动前轮(107),而通过储放电装置 (117)的电能经驱动电路装置(115)的操控驱动差动混合动力装置(104) 的电机装置(108)作马达功能运转,以驱动后轮(114),进而操控系统作 全轮驱动的运作,并使引擎被操控运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃 料的区域;
(16)以引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合、离合器(1016) 呈闭合,制动器(116)呈脱离,离合器(1116)呈脱离,制动器(126)呈 脱离,而由回转动力单元(100)的回转动能驱动前输(107);或
(17)以引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合、操控离合 器(1016)呈脱离,制动器(126)呈脱离,制动器(116)闭合、离合器(1116) 呈闭合,而由回转动力单元(100)的回转动能驱动后轮(114);或
(18)以引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)闭合、操控离合 器(1016)呈闭合,制动器(126)呈脱离,制动器(116)闭合、离合器(1116) 呈闭合,而由回转动力单元(100)的回转动能驱动后轮(114)及前轮(107), 进而操控系统作全轮驱动的运作;或
(19)于引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)可为闭合或脱离, 离合器(1016)脱离,制动器(116)呈脱离,离合器(1116)呈脱离,制动 器(126)呈闭合,而于下坡或刹车或减速制动时,由差动混合动力装置(104) 的电机装置(108)作发电机功能运转,对储放电装置(117)充电或供电至 其他电能驱动负载,以作再生发电制动;或
(20)以引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)呈闭合,离合器 (1016)呈闭合,制动器(116)呈脱离,离合器(1116)呈脱离,制动器(126) 呈闭合制动,而于下坡或刹车或减速制动时,由差动混合动力装置(104)的 电机装置(108)作发电机功能运转,对储放电装置(117)充电或供电至其 他电能驱动负载,以作再生发电制动,以和引擎的阻尼共同作制动刹车功能 的运作;或
(21)以引擎作为回转动力单元(100)时,离合器(102)呈闭合,离合器 (1016)呈闭合,制动器(116)呈闭合,离合器(1116)呈闭合,制动器(126) 呈脱离,而于下坡或刹车或减速制动时,由引擎的阻尼作为制度刹车功能的 运作。
3、如权利要求1所述的储能式差动混合动力分配系统,其特征在于, 可进一步将回转动力单元(100)传输至前轮(107)之速比,及传输往后轮 (114)之速比,作成不同速比的配置,而于四轮驱动或全轮驱动时,或滑行 时,若制动器(116)未闭合或未设置,则于驱动中,差动混合动力装置(104) 的差动轴(105)与差动轴(110)之间,将呈不同转速运转,包括
差动轴(105)的转速快于差动轴(110);或
差动轴(110)的转速快于差动轴(105);
上述于驱动中,差动混合动力装置(104)的差动轴(105)与差动轴(110) 之间呈不同转速的转速差,可供驱动差动混合动力装置(104)的电机装置 (108)作为发电机功能运转,以供对储放电装置(117)充电或对其他负载 供电,以及进一步可调控引擎运转于最佳燃料比量能源效率较高较省燃料的 区域。
4、如权利要求1所述的储能式差动混合动力分配系统,其特征在于, 在实际应用中,可供同时驱动前轮组及后轮组,亦可供驱动前轮组或供驱动 后轮组,其中:
前轮组包括一轮或一轮以上的圆形轮,或特定几何形状的回转轮;
后轮组包括一轮或一轮以上的圆形轮,或特定几何形状的回转轮;
前述轮组包括履带结构。
5、如权利要求1所述的储能式差动混合动力分配系统,其特征在于,所 述回转动力源包括内燃引擎。
本发明是提供储能式差动混合动力分配系统,为关于全轮驱动(All Wheel Driving)交通工具的前轮及后轮的驱动动能,即时作动力分配的技术创新,以 期在恶劣路况及气候下,提升行车性能及安全性,以及可以混合动力 (HYBRID)功能运转。
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