[发明专利]组合式电动和液压马达

说明书

技术领域

本发明涉及一种将电动和液压动力产生特性结合在单一的装置中的马 达。

背景技术

混合动力车使用两种不同的动力源来推动车辆，通常将电动系统或者 液压系统作为内燃机的补充来降低燃油消耗。电动和液压混合系统目前都 有适当的应用，每个系统的价值定位和峰值效率取决于车辆的占空比。

液压混合具有较高的功率容量，但是周期较短，并且与电动混合系统 相比在刹车过程中通常再生出更多的动能，但是产生较少的功率,电动混合 系统通常具有较大的储能容量。液压混合系统通常能回收高达75％的车辆 动能，而电动混合系统为25％，并且与电池系统相比能够更快、更有效地 充能和放能。

然而，液压车辆存在的问题在于需要交替的推动模式以提供对最优的 功率和扭矩(尤其是在加速过程中)，以及刹车过程中的最大驱动范围和最 大能量再生的多样需求。为了尝试解决这种问题，已经提交了很多专利申 请，公开了在车辆中同时采用液压和电动系统以获取每种系统的最优性能 特性的多种组合和结构。所述问题的一种解决方法还包括在电动车辆中设 置作为电池续航历程扩充器的设备。

本发明的目标为一种在电动和电动混合车辆设备中用作主要或补充马 达的组合式马达，所述车辆具有在推进和能量回收模式中均能在车辆的整 个占空比上提供优化的性能和效率，并且提供重量、空间、成本和生产效 率的能力。

现有技术

下面的专利，以及这些专利所引用或被引用的专利，确认了通常通过 将电动和液压马达连接或定位在单一的轴上，在混合和电动车辆设备中同 时使用两个马达。然而，没有一个专利公开了将两种马达类型的主要功能 部件集成、组合或者连接到一起以降低部件数量、重量、大小和成本的组 合式马达。

Lynn申请的美国专利No.7,841,432(用于机动车辆的液压-电动混合驱 动系统)

Miller申请的美国专利No.7,689,341(双模混动汽车的加速过程中的优 先化能量回收)

Hughey申请的美国专利No.7,201,095(回收动能的车辆系统)

Fukuchi申请的美国专利No.7,024,964(利用电动马达的液压驱动装置)

Bloxham申请的美国专利No.6,834,737(混动车辆和能量存储系统)

Nathan申请的美国专利No.6,454,033(具有能量再生的电动液压车辆)

Ferch申请的美国专利No.6,311,487(车辆的机电液压驱动系统)

Wickman申请的美国专利No.5,769,177(混合动力电动车辆驱动系统)

Clark申请的美国专利No.5,230,402(电动-液压汽车)。

Gardner,Jr申请的美国专利No.4,753,078(电动液压车辆驱动系统)

Cullin申请的美国专利No.4,663,937(机电液压动力生成系统)

下面的美国专利，以及这些专利引用或被引用的专利，公开了与径向 活塞环凸轮液压马达相关的特征和功能，其为所述组合式马达发明的优选 液压马达子系统。

Lemaire申请的美国专利No.7,225,721(液压马达)

Cunningham申请的美国专利No.6,494,127(具有导辊的径向活塞发动 机)

Hallundbaek申请的美国专利No.5,391,059(径向活塞马达或泵)

发明内容

本发明涉及一种通过使用共用或共享的转子和定子元件将两种不同的 马达技术——电动和液压——组合、连接或集成到单一的马达装置中的组 合式马达。本发明的电动和电动混合车辆具有优化的功率、扭矩、性能和 能量利用，并且由于使用了共用或共享的部件能够提供减轻的重量、大小 和部件数量以及较低的生产成本。共用的冷却系统同样也可以被所述组合 式马达的电动和液压功率产生元件所共享。所述组合式马达的电动和液压 产生元件优选地为同轴并且共面的，具有轴向紧密性并且能够有效利用车 辆空间。在本发明的某些实施方案中，各个液压和电动马达的液压马达和 电动马达元件可以是独立旋转的，并且是堆叠结构，其中优选的是液压和 电动功率产生元件不是共面的。