安装在变速器的充电系统PTO齿轮布置技术方案

本发明专利技术公开了一种系统，包括：PTO设备，该PTO设备选择性地耦合到车辆的传动系；马达/发电机，该马达/发电机电耦合到电功率存储系统；以及共享负载，该共享负载由传动系或马达/发电机中的一者选择性地提供动力。该PTO设备还包括耦合致动器，该耦合致动器在第一位置以第一所选择的比率将共享负载耦合到马达/发电机，并且在第二位置以第二所选择的比率将共享负载耦合到传动系。负载耦合到传动系。负载耦合到传动系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】安装在变速器的充电系统PTO齿轮布置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年3月18日提交的名称为“TRANSMISSION MOUNTED ELECTRICAL CHARGING SYSTEM PTO GEAR ARRANGEMENT”的美国临时专利申请序列号62/820,133(EATN
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P01)的优先权。
[0003]前述专利文献的每一者的全文通过引用方式并入本文。


[0004]本公开整体涉及一种用于通过传动系、附件负载(诸如空调压缩机)和马达/发电机之间的共享负载管理来操作马达/发电机的传动系PTO系统和相关方法。

技术介绍

[0005]出于多种原因，车辆的负载和附件的电气化使用得越来越多。电气化的附件和负载允许对原本浪费的能量(诸如制动能量和再生能量)进行更强的控制、利用，并且提供对不具有内燃机并且(取决于电能的来源)可潜在地减少温室气体产生的全电动车辆的渐进式改进。另外，期望减少原动机的无用操作时间，诸如当不需要原动力时内燃机的空转。
[0006]目前已知的用于为车辆上的负载供电的系统存在许多挑战。其中一些挑战在重型商用卧铺驾驶室卡车中更为普遍。全电动系统(诸如串联混合电气化系统)存在低效率的问题诸如双向电功率转换(例如，从DC转换成AC，然后转换回DC)，和/或需要系统相对于所需负载尺寸过大，以确保系统可使电池再生或再充电，同时为负载提供动力。另外，用于许多负载的全电动系统需要高电压以确保适当尺寸的连接和电导管。然而，高电压系统需要附加的集成和测试工作、昂贵的连接器和/或与车辆底盘接地系统隔离以确保它们安全的系统。此外，目前道路上的许多车辆将内燃机保持为原动机，并且负载和附件的全电气化无法轻松地与具有高性能非电动原动机的系统集成而没有冗余和费用。
[0007]目前已知的用于中等容量电气系统的电气存储系统另外存在许多挑战。高容量电池技术(诸如锂离子)要求对电池组的充电、电池的温度环境进行仔细控制，并且实现、安装和更换的成本很高。较低容量电池技术需要大量的重型电池，这些重型电池在车辆寿命期间需要更换一次或多次，以根据目前已知的操作和管理技术提供足够的有用存储空间。

技术实现思路

[0008]一种示例性系统和方法包括传动系功率输出(PTO)设备，该PTO设备利用传动系功率和/或所存储的电功率来向共享负载选择性地提供功率。一种示例性系统和方法包括传动系PTO设备，该传动系PTO设备在马达/发电机与共享负载之间、在马达/发电机与传动系之间和/或在传动系与共享负载之间施加所选择的齿轮齿数比。一种示例性系统利用一个或多个行星齿轮组件来提供所选择的齿轮齿数比。一种示例性系统和方法包括PTO设备，该PTO设备被配置为便于利用各种变速器系统和传动系配置进行安装。一种示例性系统和方法包括多种操作模式，该多种操作模式包括利用传动系为共享负载提供动力、利用马达/发
电机为共享负载提供动力、利用传动系为马达/发电机提供动力和/或利用马达/发电机为传动系提供动力，包括在蠕变模式或曲柄启动模式下。一种示例性系统和方法还包括贯穿该系统中的设备的功率传递，包括当原动机离线时操作负载、从传动系存储再生功率和/或使用到传动系的功率传递来增强原动力应用诸如车辆的操作。一种示例性系统和方法包括控制对传动系正向或反向施加功率、和/或有效集成，其中在系统中的其他地方对传动系正向或反向施加功率的控制进行管理。
[0009]一种示例性系统包括PTO设备，该PTO设备接合变速器的中间轴、变速器中的所选择的齿轮、变速器的PTO接口和/或接合其他传动系部件。一种示例性系统和方法包括在中间轴的后部和/或轴向位置处接合中间轴。
[0010]一种示例性系统和方法包括：针对通过系统的功率流以所选择的方向和/或比率选择性地接合传动系；和/或利用空档设备来使共享负载和/或马达/发电机从传动系脱离。一种示例性系统包括：多比率光混合系统；和/或在传动系功率和电功率之间为电气负载或附件选择性地提供动力。一种示例性系统包括简化的传动系接口，该传动系接口具有较少数量的致动器以便于集成并降低故障率。
[0011]一种示例性系统和方法包括硬件特征、系统集成方面和/或电池管理方面，它们为适度能力的电池技术(诸如铅酸电池)提供改善的能力、利用率和电池寿命。在某些实施方案中，本文所述的硬件特征、系统集成方面和/或电池管理方面减少了系统的给定能力所需的电池数量、减少了替换和/或维护事件的次数和/或扩展了具有高能力电池技术(诸如锂离子电池)的系统的能力。本文的示例性系统和方法提供了支持多种负载类型和占空比要求的能力，包括具有多种电接口要求的负载。本文的示例性系统和方法提供了移除目前已知系统的一个或多个方面的能力，在某些实施方案中，这些系统包括起动马达、一个或多个带驱动附件、冗余暖通空调(HVAC)系统、辅助动力单元(APU)和/或用于存储功率以便进行离线操作和原动机起动的分离的电池组。
[0012]本文的示例性系统和方法提供了减少对基础设施诸如充电站和/或岸电的依赖的能力，从而提供了减少诸如空转发动机时间的不期望操作的能力，同时提供了不受约束的路由、递送和运输调度的能力，这可进一步提供除安装了本公开的特定实施方案的直接车辆或应用之外的附加系统级别和/或车队范围内的效率。本文的示例性系统和方法提供了车辆上的电气系统之间的交互，并且有利地利用可用系统来产生附加的能力和对能源的有效使用。本文的示例性系统和方法灵活地支撑多个潜在负载，包括压缩机/HVAC负载、混合器、液压泵、任何PTO负载、住宿负载和/或任何附件负载。本文的示例性系统和方法具有用于支撑负载的多种功率能力，包括高达至少5kW标称负载、10kW标称负载、15kW标称负载和/或30kW标称负载的负载。本文的示例性系统和方法另外能够支撑高于标称负载的峰值负载和/或瞬时负载。本文的示例性系统和方法包括用于某些应用的多于一个PTO设备。
[0013]本文的示例性系统包括：外壳；主轴；马达轴；围绕主轴定位的从动齿轮；行星齿轮组件，该行星齿轮组件具有环形齿轮、耦合到齿轮架的多个行星齿轮和围绕主轴定位的太阳齿轮，其中环形齿轮接地并且不相对于外壳旋转；将从动齿轮连接到主轴的第一单向离合器；将齿轮架连接到从动齿轮的第二单向离合器；和被配置为由换挡器激活的离合器，其中离合器选择性地连接太阳齿轮、马达轴的第一端部和主轴的第一端部。离合器可为爪式离合器。爪式离合器可为三向爪式离合器，并且爪式离合器可被配置为在第一位置处将主
轴的第一端部耦合到马达轴的第一端部。爪式离合器可被配置为在第二位置处将主轴耦合到太阳齿轮并且耦合到马达轴的第一端部。爪式离合器可被配置为在第三位置处将马达轴的第一端部和主轴的第一端部去耦合。当爪式离合器处于第二位置并且扭矩施加到马达轴的第二端部时，第一单向离合器可被取向成处于解锁构型。当爪式离合器处于第二位置并且扭矩施加到马达轴的第二端部时，第二单向离合器可被取向成处于锁定构型。当爪式离合器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：外壳；主轴；马达轴；从动齿轮，所述从动齿轮围绕所述主轴定位；行星齿轮组件，所述行星齿轮组件具有环形齿轮、耦合到齿轮架的多个行星齿轮和围绕所述主轴定位的太阳齿轮，其中所述环形齿轮接地并且不相对于所述外壳旋转；第一单向离合器，所述第一单向离合器将所述从动齿轮连接到所述主轴；第二单向离合器，所述第二单向离合器将所述齿轮架连接到所述从动齿轮；和离合器，所述离合器被配置为由换挡器激活，其中所述离合器选择性地连接所述太阳齿轮、所述马达轴的第一端部和所述主轴的第一端部。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述离合器为爪式离合器。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述爪式离合器为三向爪式离合器，并且所述爪式离合器被配置为在第一位置处将所述主轴的所述第一端部耦合到所述马达轴的所述第一端部。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述爪式离合器被配置为在第二位置处将所述主轴耦合到所述太阳齿轮并且耦合到所述马达轴的所述第一端部。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述爪式离合器被配置为在第三位置处将所述马达轴的所述第一端部与所述主轴的所述第一端部去耦合。6.根据权利要求5所述的系统，其中当所述爪式离合器处于所述第二位置并且扭矩施加到所述马达轴的第二端部时，所述第一单向离合器被取向成处于解锁构型。7.根据权利要求6所述的系统，其中当所述爪式离合器处于所述第二位置并且扭矩施加到所述马达轴的第二端部时，所述第二单向离合器被取向成处于锁定构型。8.根据权利要求5所述的系统，其中当所述爪式离合器处于所述第一位置并且扭矩施加到所述马达轴的第二端部时，所述第一单向离合器被取向成处于解锁构型。9.根据权利要求5所述的系统，其中当所述爪式离合器处于所述第一位置并且扭矩施加到所述从动齿轮时，所述第一单向离合器被取向成处于锁定构型。10.根据权利要求9所述的系统，其中当所述爪式离合器处于所述第一位置并且扭矩施加到所述从动齿轮时，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：伊顿智能动力有限公司，
类型：发明
国别省市：