CN108839563A - 一种电动工程车辆传动装置及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动工程车辆传动装置及控制系统，包括蓄电池和电动机，所述蓄电池与电动机电力连通，所述电动机一侧设有液力变速器，所述液力变速器输入端与所述电动机输出端之间通过连接器动力连接，所述液力变速器一侧连接有驱动桥，所述驱动桥输入端与所述液力变速器输出端动力连接，采用单电机+自动液力变速箱+驱动桥的结构，单电机的驱动输入，通过变速箱输出轴连接驱动桥，实现了牵引功能，通过变速箱取力器输出端口外接三联泵，实现了液压系统功能，可靠性高；因为采用了自动液力变速箱，可以充分利用变速箱变矩器的柔性匹配特征，即输入与输出功率、扭矩的动态自动匹配，来实现电动车的运行效率。

Description

一种电动工程车辆传动装置及控制系统
技术领域
本发明涉及工程车辆技术领域，具体是一种电动工程车辆传动装置及控制系统。
背景技术
随着全世界对环保要求的不断提高，使用内燃发动机的工程车辆，越来越难以达到各个国家环保法规要求的、严苛的排放标准，为了满足未来更高标准的环保法规要求，电动工程车辆的使用和普及正在加快，市场份额也在不断攀升。国内外专业制造厂家的工程车辆电动化，也是一种适应环保法规要求的必然趋势。
目前，国内外工程车辆专业制造厂家采用的电动工程车辆设计方案，大多采用双电机直接驱动的传统设计方案，通常由铅酸牵引蓄电池作为电源，牵引系统采用电机直接驱动，由牵引电动机+减速箱+驱动桥组成；液压系统也是电机直接驱动，由泵电机+齿轮泵来实现。由于工程车辆存在自重大、牵引和液压系统有联合动作，所以对爬坡和液压启动瞬间的输入功率、输入扭矩要求都很高，传统方案中牵引和液压系统电机的选型，存在一定局限性；而且因为工况复杂、以及传统铅酸牵引蓄电池充放电倍率较低等原因，所以能量回收也存在很多的不确定性。基于以上相关因素的影响，普通工程车辆在电动化之后，采用传统的设计方案、普遍存在整车系统结构复杂；运行参数指标低，和同规格内燃工程车相比，工作效率低很多；能量回收率低，续航时间短，充电等候时间过长等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动工程车辆传动装置及控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电动工程车辆传动装置，包括蓄电池和电动机，所述蓄电池与电动机电力连通，所述电动机一侧设有液力变速器，所述液力变速器输入端与所述电动机输出端之间通过连接器动力连接，所述液力变速器一侧连接有驱动桥，所述驱动桥输入端与所述液力变速器输出端动力连接。
作为本发明进一步的方案：所述电动机为永磁磁阻电动机，所述电动机内设有电动机控制器。
作为本发明进一步的方案：所述蓄电池为锂电池。
作为本发明进一步的方案：所述液力变速器内设有取力器，所述取力器输出端连接有三联泵。
作为本发明进一步的方案：所述三联泵为液压泵、转向制动泵和散热泵。
一种电动车传动装置的控制系统，其特征在于，包括通讯系统和电气系统；
所述通讯系统包括CAN总线，所述CAN总线上信号连接有蓄电池、电动机控制器、车辆控制器、液力变速器、车辆仪表。
所述电气系统包括蓄电池，所述蓄电池的电源输出端通过电缆与电机控制器接通，所述电机控制器的电源输出端和电动机的电源输入端连通，电机控制器的控制电源输出端通过电缆连接有车辆控制器，所述车辆控制器输入端连接有信号输入装置，所述车辆控制器的输出端与车辆仪表的输入端连通
作为本发明进一步的方案：所述蓄电池内设有能源管理模块，所述蓄电池通过能源管理模块与所述CAN总线通讯连接。
作为本发明进一步的方案：所述液力变速器内设有变速器控制器，所述液力变速器通过变速器控制器与所述CAN总线通讯连接。
作为本发明进一步的方案：所述变速器控制器的输出端与所述车辆仪表的输入端连通。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用锂电池作为电源，既能保证相同电池体积比下的最大续航时间，又能利用锂电池的快速充电特性，使充电等候的时间极大缩短；采用单电机+自动液力变速箱+驱动桥的结构，单电机的驱动输入，通过变速箱输出轴连接驱动桥，实现了牵引功能，通过变速箱取力器输出端口外接三联泵，实现了液压系统功能（三联泵包含主泵、转向制动泵以及散热泵等），可靠性高；因为采用了自动液力变速箱，可以充分利用变速箱变矩器的柔性匹配特征，即输入与输出功率、扭矩的动态自动匹配来实现电动车的运行效率，而且使得本本发明中的电动车的工作效率，比同规格传统电动车高出30%以上。
附图说明
图1为本发明原理示意图;
图中：1-电动机、2-连接器、3-液力变速器、4-驱动桥、5-三联泵、6-蓄电池、7-电动机控制器、8-车辆控制器、9-车辆仪表、10-信号输入装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种电动工程车辆传动装置，包括蓄电池6和电动机1，所述蓄电池6与电动机1电力连通，蓄电池6为锂电池，电动机1为永磁磁阻电动机，所述电动机1内设有电动机控制器7，进而通过蓄电池6为传动装置提供能源，通过电动机控制器7对电动机1进行控制，电动机1一侧通过设有液力变速器3，液力变速器3为自动液力变速器，液力变速器3的输入端设有输入端弹性板，电动机1的输出端设有连接器2，液力变速器3通过输入端弹性板和连接器2与电动机1进行动力连接，液力变速器3内设有变速器控制器和取力器，液力变速器3一侧连接有驱动桥4，所述驱动桥4输入端与所述液力变速器3输出端动力连接，进而可以完成动力从电动机1通过液力变速器3传输到驱动桥4上，同时液力变速器3内的取力器输出端设有三联泵5，三联泵5为液压泵、转向制动泵和散热泵，进而实现液压系统动力的传输。
一种电动车传动装置的控制系统，包括通讯系统和电气系统；
通讯系统包括CAN总线，CAN总线上信号连接有蓄电池6、电动机控制器7、车辆控制器8、液力变速器3、车辆仪表9。蓄电池6内设有能源管理模块，蓄电池6通过能源管理模块与所述CAN总线通讯连接，电源管理模块包含了电池的状态监控、安全管理以及充放电能源管理功能，并且将监测的电池状态和控制信息上传至CAN总线进行传输；电动机控制器7，自动采集电动机1的状态以及监控信息，通过CAN总线传递；液力变速器3内设有变速器控制器，液力变速器3通过变速器控制器与所述CAN总线通讯连接；自动采集变速箱的行驶方向和档位状态信息，以及变速箱油温和速度检测传感器的状态信息，通过CAN总线传递；车辆控制器，自动采集车辆外部的电机速度控制踏板状态信息，液压动作集成控制手柄状态信息，以及外部的所有控制功能开关和检测传感器的状态信息，通过CAN总线传递；车辆仪表9，连接到CAN总线，收集上述传递的所有车辆状态信息，在车辆仪表9显示器上显示，提供驾驶员车辆的状态提示信息以及报警信息。
电气系统包括蓄电池6，蓄电池6的电源输出端通过电缆与电机控制器7接通，为电动机控制器7提供主电源；电机控制器7的主电源输出端和电动机1的电源输入端连通，电机控制器7的控制电源输出端通过电缆连接有车辆控制器8，所述车辆控制器8输入端连接有信号输入装置10，信号输入装置10将车辆外部的电机速度控制踏板信号、液压动作集成控制手柄信号、以及外部的所有控制功能开关和检测传感器的信号传输到车辆控制器8内，变速器控制器的输出端与所述车辆仪表9的输入端连通，进而通过车辆仪表9与车辆控制器8连通，车辆控制器8通过采集的参数对车辆进行实时控制，进而实施整车的牵引和液压系统控制，同时车辆控制器8的输出端与车辆仪表9的输入端连通，通过车辆仪表9对对车辆实时状态进行显示以及提示。
本发明采用锂电池作为电源，既能保证相同电池体积比下的最大续航时间，又能利用锂电池的快速充电特性，使充电等候的时间极大缩短；采用单电机+自动液力变速箱+驱动桥的结构，单电机的驱动输入，通过变速箱输出轴连接驱动桥，实现了牵引功能，通过变速箱取力器输出端口外接三联泵，实现了液压系统功能（三联泵包含液压泵、转向制动泵以及散热泵等），可靠性高；因为采用了自动液力变速箱，可以充分利用变速箱变矩器的柔性匹配特征，即输入与输出功率、扭矩的动态自动匹配，来实现电动车的运行效率，而且使得本发明中的电动车的工作效率,比同规格传统电动车高出30%以上。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种电动工程车辆传动装置，包括蓄电池(6)和电动机(1)，所述蓄电池(6)与电动机(1)电力连通，其特征在于，所述电动机(1)一侧设有液力变速器(3)，所述液力变速器(3)输入端与所述电动机(1)输出端之间通过连接器(2)动力连接，所述液力变速器(3)一侧连接有驱动桥(4)，所述驱动桥(4)输入端与所述液力变速器(3)输出端动力连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动工程车辆传动装置，其特征在于，所述电动机(1)为永磁磁阻电动机，所述电动机(1)内设有电动机控制器(7)。
3.根据权利要求1所述的一种电动工程车辆传动装置，其特征在于，所述蓄电池(6)为锂电池。
4.根据权利要求1所述的一种电动工程车辆传动装置，其特征在于，所述液力变速器(3)内设有取力器，所述取力器输出端连接有三联泵(5)。
5.根据权利要求4所述的一种电动工程车辆传动装置，其特征在于，所述三联泵(5)为液压泵、转向制动泵和散热泵。
6.用于权利要求1-5任一项所述的一种电动车传动装置的控制系统，其特征在于，包括通讯系统和电气系统；
所述通讯系统包括CAN总线，所述CAN总线上信号连接有蓄电池(6)、电动机控制器(7)、车辆控制器(8)、液力变速器(3)、车辆仪表(9)；
所述电气系统包括蓄电池(6)，所述蓄电池(6)的电源输出端通过电缆与电机控制器(7)接通，所述电机控制器(7)的电源输出端和电动机(1)的电源输入端连通，电机控制器(7)的控制电源输出端通过电缆连接有车辆控制器(8)，所述车辆控制器(8)输入端连接有信号输入装置(10)，所述车辆控制器(8)的输出端与车辆仪表(9)的输入端连通。
7.根据权利要求6所述的一种电动工程车辆传动控制系统，其特征在于，所述蓄电池(6)内设有能源管理模块，所述蓄电池(6)通过能源管理模块与所述CAN总线通讯连接。
8.根据权利要求6所述的一种电动工程车辆传动控制系统，其特征在于，所述液力变速器(3)内设有变速器控制器，所述液力变速器(3)通过变速器控制器与所述CAN总线通讯连接。
9.根据权利要求6所述的一种电动工程车辆传动控制系统，其特征在于，所述变速器控制器的输出端与所述车辆仪表(9)的输入端连通。
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