CN105416030A - 一种油电混合驱动的工程运输车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油电混合驱动工程运输车。其在传统工程运输车的基础上增设了前轮电驱动系统、电池系统、整车控制器。整车控制器分别与前轮电驱动系统、后轮机械传动系统、内燃机控制系统、制动系统电连接，实时控制车辆各系统运作：前轮电驱动系统，一种是：由电机控制器、主电机、变速装置依次连接而成；另一种是：由电机控制器、两台轮边电机、两台轮边减速器组成。本发明之主电机或轮边电机既能成为电动机传输动力，亦可转换为发电机，作能量回馈；电池系统与前轮电驱动系统电连接，外部充电桩为电池系统充电。本发明将电池的电能与燃料燃烧的化学能转化成动力，以克服车辆在重车启步、爬坡等工况下行驶困难的问题，减少了因内燃机燃料燃烧不充分而引起的环境污染。

Description

一种油电混合驱动的工程运输车

技术领域

本发明属于工程运输车技术，具体地说是一种工程运输车的驱动技术。

背景技术

传统工程运输车的动力系统，均为后轮机械驱动，其结构如图1、图2之右半部分，有：设于车辆后轮中部的内燃机3、变速器13和其附设的取力装置113、设于后轮之间的驱动桥、以及转向系统8、举升系统7、制动系统6等。内燃机3与变速器13连结，变速器13通过传动轴连接到后驱动桥上。转向系统8由液压泵B18驱动，举升系统7由液压泵A17驱动；空压机为制动系统6的直接动力，取力装置113分别驱动液压泵A17和液压泵B18，该液压泵A17为举升系统7提供动力，该液压泵B18为转向系统18提供动力。

工程运输车常应用于特殊的短距离循环运输，且工况恶劣，特别是当车辆重载启步、重载爬坡，湿滑道路行驶时，因动力不足或附着力不足，车辆很难正常行驶，司机只得挂低档或猛踩油门；同时，在车辆动力足够却不能正常行驶的情况下，发动机燃油效率很低，会给环境造成污染。

近年来电动汽车技术在我国公路车上得到日益广泛的应用，但由于受制于电池材料、充电桩等条件的限制，目前的新能源汽车最得宠的仅为小吨位商用车，而商品化的重型纯电动车大吨位专用车辆尚未有报道和出现。

发明内容

本发明的目的在于，克服传统工程运输车存在的功率利用率低、附着力不足等缺点，提供一种新型油电混合驱动的工程运输车。

本发明之工程运输车的具体技术方案是：

该油电混合驱动工程运输车，有后轮机械传动系统，该后轮机械传动系统包括设于车辆后轮中部的内燃机、变速箱13、取力装置113、制动系统6；内燃机连接变速箱13，变速箱13通过取力装置113驱动液压泵A和液压泵B，液压泵A驱动举升系统7、液压泵B驱动转向系统8，变速箱13通过传动轴连接后驱动桥；其特征在于：设有整车控制器1、前轮电驱动系统、电池系统；

所述整车控制器1.分别与车辆的前轮电驱动系统、内燃机控制系统3、电池充放电管理系统14、制动系统6之间电连接,继而控制车辆各系统适时运作；

所述前轮电驱动系统，其驱动方式有两种构造：

一种是：由电机控制器A12、主电机112、变速装置1112依次连接而成，即：电机控制器A12与主电机112电连接，主电机112经变速装置1112与前驱动桥11112机械连接，主电机112与逆变器1114机械连接；

另一种是：由电机控制器B21、两台轮边电机211、两台轮边减速器2111组成，电机控制器B21与轮边电机211电连接。轮边电机211与轮边减速器2111机械连接，该轮边减速器2111与车轮连接；轮边电机211与逆变器1114电连接。

所述电机控制器A12或电机控制器B21，由主控芯片DSP及其外围存储器、锁存器、电容、电阻组成（系普通电机控制器中的控制单元部分），实时控制主电机112，使该主电机传输动力，由整车控制器1输出指令控制主电机112转换为发电机，作能量回馈。

所述电池系统，由电池电芯以串并联方式组合成的电池包114和电池充放电管理系统14之间电连接而成，该电池充放电管理系统114对电池包114的工作状态进行检测；电池包114通过电机控制器14与前轮电驱动系统中的主电机112或轮边电机211电连接，为前轮电驱动系统提供电力；该电池系统，设有外充插电器214，外充插电器214与充电桩314连接，该充电桩314通过该外充插电器214给电池包114充电。

本发明之油电混合工程运输车，将电池的电能与燃料燃烧的化学能分别通过主电机（轮边电机）与内燃机转化成的动力，双动力驱车，克服了车辆在重车启步、爬坡等工况下行驶困难的难题；由于既可由内燃机输出动力，经机械传动方式驱动后轮，又可利用电池包的电能给前轮电驱系统供电驱动前轮，间接地起到节能效果，减少了因内燃机燃料燃烧不充分引起环境污染的问题；系统将车辆减速或制动的能量回收至电池包，具有能量回馈的功能。

为对本发明的结构与实现效果有更进一步的了解，下面通过附图并结合列举的实施

例，对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1是本发明实施例1的油电混合驱动工程运输车的结构示意图(前轮电驱动构设形式之一)；

图2是本发明施例2的油电混合驱动工程运输车的结构示意图(前轮电驱动构设形式之二)；

图3是本发明之油电混合驱动工程运输车的整体外形结构示意图；

图4为实施例1之工程运输车的结构原理示意框图；

图5为实施例2之工程运输车的结构原理示意框图。

图中，1整车控制器，3内燃机控制系统，6制动系统，7举升系统，8转向系统，9举升油缸，12电机控制器A，13变速箱，14冲放电管理单元模块，17液压泵A，18液压泵B，22连轴器，112主电机，113取力装置，114电池包，214外充插电器，314充电桩，1112变速装置，1114逆变器，11112前驱动桥，U货箱，m1数据线、m2数据线、m3数据线、m4数据线，m5数据线，n1线缆、n2线缆，21电机控制器B，211轮边电机，2111轮边减速器。

具体实施方式

实施例1一种油电混合驱动的工程运输车(前轮电驱结构形式之一)

图1显示本实施例1之油电混合驱动工程运输车的构造。

该实施例1的构造，有传统工程运输车的后轮机械传动系统（内燃机输出动力、变速箱传输动力）、内燃机控制系统3、转向系统8、由液压泵驱动的举升系统7、对整车进行制动的制动系统；该后轮机械传动系统包括设于车辆后轮中部的内燃机3、一套变速箱13、设于后轮之间的驱动桥，内燃机3连接变速箱13，变速箱13附设有取力装置113，该取力装置113连接液压泵A，液压泵B，该液压泵A驱动举升系统8、液压泵B驱动转向系统7，变速箱13通过传动轴连接后驱动桥。其特征在于，有前轮电驱动系统、电池系统和整车控制器1。

前轮电驱动系统，其主要的机械传动装置有：主电机112、变速装置1112，带转向作用的前驱动桥11112。该前轮电驱动系统的控制系统为电机控制器A12。主电机112连接变速装置1112，该变速装置1112通过连轴器22与该前驱动桥11112连接，主电机112输出动力通过变速装置1112，经有转向作用的前驱动桥11112，传至两侧车轮，继而驱动前轮。该电机控制器A12，通过数据线m1与该主电机112电连接，控制该主电机112的输出。

该电池系统，包括由数据线缆n1连接的电池充放电管理系统14和电池包114，电池充放电管理系统14对电池包114的充放电状态进行检测管理。主电机112经逆变器1114通过动力线缆n2与电池包114连接，在系统设定的工作模式下，电池包114输出的电力经线缆n2至逆变器1114逆变后，输送至主电机112，或主电机112做发电机将制动能转换为电能，经逆变器1114经线缆n2输送至电池包114存储。

该整车控制器1，通过数据线m2、m3、m3、m4分别与电池充放电管理系统14、电机管理单元A12、制动系统6及内燃机控制系统3连接，确保系统之间的正常通讯。

该电池系统设有外充插电器214，其与充电桩314连接时，可将外部电力输送至电池包114存储。

图4是实施例1之油电混合驱动工程运输车的结构框图

包含前电驱系统中的主电机112、变速装置1112及前驱动桥11112，后轮机械传动系统中的变速箱13。后轮机械传动系统的动力源于内燃机经变速箱13至后驱动桥，继而驱动整车；前电驱系统的能源来自电池包114存储的电。主电机112驱动减速装置1112继而驱动前驱动桥11112。

图3显示了实施例1之油电混合驱动工程运输车的整体外形构造

车辆的前部为驾驶室，货箱U的前端在举升油缸9的带动下，可抬起或落下，电池包114安装在后车架上。

实施例2一种油电混合驱动的工程运输车(前轮电驱结构形式之二)

实施例2系另一种前轮电驱动形式，如图2所示。

该实施例2的结构与实施例1基本相同，不同之处在于：实施例1中，由一个主电机112向该前驱动桥提供动力，对控制系统要求不高。而实施例2中，由两个轮边电机211直接向该前非驱动桥提供动力，因为牵涉到轮间差速，对控制系统要求高。实施例1的传输效率较实施例2稍低。

该实施例2的前轮电驱系统之机械传动装置如图2所示，包括，轮边电机211和轮边减速器2111。轮边电机211的动力经轮边减速器2111至与之连接的车轮；该控制系统为电机控制器B21。电机控制器B21通过数据线m1与两台轮边电机211连接。该轮边电机211连接轮边减速器2111，轮边减速器2111与车轮连接。轮边电机211输出动力通过轮边减速器2111传至两侧车轮。

图5显示了实施例2之油电混合驱动工程运输车的结构框图

包含前驱系统中的轮边电机211、轮边减速器2111，后驱系统中的变速箱13。后驱系统的动力源于内燃机经变速箱13至后驱动桥驱动整车，前电驱系统的能源自电池包存储的电能，经轮边电机211经轮边减速器2111至前轮。在系统特设条件下分别实施前电驱系统、后驱系统或双动力结合以驱动整车。

Claims (2)

1.一种油电混合驱动工程运输车，有后轮机械传动系统，该后轮机械传动系统包括设于车辆后轮中部的内燃机、变速箱(13)、取力装置(113)、制动系统(6)；内燃机连接变速箱(13)，变速箱(13)通过取力装置(113)驱动液压泵A和液压泵B，液压泵A驱动举升系统(7)、液压泵B驱动转向系统(8)，变速箱(13)通过传动轴连接后驱动桥；其特征在于：设有整车控制器(1)、前轮电驱动系统、电池系统；

所述整车控制器(1).分别与车辆的前轮电驱动系统、内燃机控制系统(3)、电池充放电管理系统(14)、制动系统(6)之间电连接,继而控制车辆各系统适时运作；

所述前轮电驱动系统，其驱动方式有两种构造：

一种是：由电机控制器A(12)、主电机(112)、变速装置(1112)依次连接而成，即：电机控制器A(12)与主电机(112)电连接，主电机(112)经变速装置(1112)与前驱动桥(11112)机械连接，主电机(112)与逆变器(1114)机械连接；

另一种是：由电机控制器B(21)、两台轮边电机(211)、两台轮边减速器(2111)组成，电机控制器B(21)与轮边电机(211)电连接,边电机(211)与轮边减速器(2111)机械连接，该轮边减速器(2111)与车轮固定连接；轮边电机(211)与逆变器(1114)电连接；

所述电池系统，由电池电芯以串并联方式组合成的电池包(114)和电池充放电管理系统(14)之间电连接而成，该电池充放电管理系统(114)对电池包(114)的工作状态进行检测；电池包(114)通过电机控制器(14)与前轮电驱动系统中的主电机(112)或轮边电机(211)电连接，为前轮电驱动系统提供电力；该电池系统,设有外充插电器(214)，外充插电器(214)与充电桩(314)连接，该充电桩(314)通过该外充插电器()214给电池包(114)充电。

2.根据权利要求1所述非公路油电混合驱动工程运输车，其特征在于：所述整车控制器(1)，其工作的原理和方法是：

1）实时读取各系统监测车辆的车速、油门开度、制动踏板位置信号、坡度信号、承载信号，并做出判定；

2）当判定车辆处于重载起步状态或爬坡状态，整车控制器(1)向该前轮电驱动系统发送指控指令，前轮电驱系统在保证车辆正常行驶条件下输出动力；

3）当判定车辆处于制动状态，整车控制器(1)向该前轮电驱动系统发送指控指令，前轮电驱系统在保证车辆正常行驶条件下控制主电机(112)或轮边电机(211)为发电状态做能量回收。