CN110329352B - 电动车辆的底盘装置和操作底盘装置的方法 - Google Patents

电动车辆的底盘装置和操作底盘装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动车辆的底盘装置和操作底盘装置的方法，包括底盘，底盘前端和后端两侧下方分别安装有车轮驱动与转向装置，底盘的底部设置有底板，底盘的后端安装有控制系统和电池组，底盘的前端安装有空压机A和空压机B，空压机A和空压机B都连接第一方形储气筒，第一方形储气筒通过管路连接第二方形储气筒。本发明将电动车辆的底盘装置的电力源和气动单元进行了集成化安装，优化了电动汽车的底盘装置的结构和功能，拓展了电动车辆在农业、物流、机器人等诸多领域的使用范围和用途。

Description

电动车辆的底盘装置和操作底盘装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于电动车辆的底盘装置。此外，本发明涉及一种带有这种底盘装置的电动车辆以及操作用于电动车辆的底盘装置的方法。
背景技术
随着电动车辆技术的不断进步和成熟，电动车辆在农业、军事、物流、服务和作业机器人等诸多领域也逐渐得到推广和应用。上述领域的应用不仅需要运输功能，还需要电动执行装置、气动执行装置、液压执行装置等完成一些复杂的操作。现有的技术中，缺少将气动执行装置或液压执行装置融入到机动车底盘中，并使用车载电力源驱动空压机或液压站，现有驱动液压站或空压机的动力源基本上都是利用车载汽油或柴油发动机，机器大、成本高、费用多、操作和维护复杂。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明将小型无油空压机、储气筒、电池组和控制系统集成到电动车辆的底盘中；还设置了至少一个使用变频直流电机的空压机和2个气压自动调节的储气筒，通过智能化的系统控制，达到节约电量提高效率的目的；本发明还设置有涡流管制冷器，通过压缩空气产生的冷、暖空气自动对电池组进行温度调节，提高了电池的使用寿命和安全性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于电动车辆的底盘装置，包括底盘，底盘前端和后端两侧下方分别安装有车轮驱动与转向装置，底盘的底部设置有底板，底盘的后端安装有控制系统和电池组，电池组安装在电池壳体内，电池壳体还安装有温度传感器和涡流管制冷器，底盘的前端安装有空压机A和空压机B，空压机A和空压机B都连接第一方形储气筒，第一方形储气筒通过2个管路连接第二方形储气筒，其中，一个管路上安装有电磁阀C控制压缩空气由第一方形储气筒流向第二方形储气筒，另一管路上安装有电磁阀B控制压缩空气由第二方形储气筒流向第一方形储气筒，电磁阀B和电磁阀C为单向阀，第一方形储气筒的容量小于第二方形储气筒的容量，第二方形储气筒后端设置有出气管及电磁阀A，电磁阀A连接涡流管制冷器，第一方形储气筒和第二方形储气筒还分别设置有第一气压传感器和第二气压传感器，控制系统根据2个气压传感器采集的气压值控制2个电磁阀的开闭及空压机的启停，第一方形储气筒连接气动执行装置。
上述的底盘装置，所述第一方形储气筒设置有气源处理元件和多个快速接头，快速接头可连接气缸、气动工具及各类可以进行推拉和升降等动作的气动执行装置。
上述的底盘装置，所述第一方形储气筒、所述第二方形储气筒固定在底板上，并与底盘为一体化结构；所述第一方形储气筒的容量小于所述第二方形储气筒的容量，当空压机启动后，能够快速对第一方形储气筒充气并在较短时间内达到气动执行装置作业所需的气压。
上述的底盘装置，所述电磁阀C为单向阀，控制第一方形储气筒内的压缩空气向第二方形储气筒内流动；所述电磁阀B为单向阀，控制第二方形储气筒内的压缩空气向第一方形储气筒内流动。
上述的底盘装置，所述温度传感器用于检测电池壳体内电池组的温度，当其温度高于或低于设定区间时，温度传感器将采集的信息发送至控制系统，控制系统控制电磁阀A打开压缩空气阀门，通过涡流管制冷器进行温度调节，达到设定温度区间后自动关闭电磁阀A。
上述的底盘装置，所述空压机A和所述空压机B内置的电机为变频直流电机，由电池组供电；所述空压机A和所述空压机B的启动和停止，由控制系统根据第一气压传感器和第二气压传感器采集的储气筒压缩空气的压力数据，按提前设定的压力值和程序进行控制；所述空压机A和所述空压机B可以同时工作，也可以根据气动执行装置的用气量自动或手动选择其中的一个空压机工作。
上述的底盘装置，所述电池组为一组或多组锂电池，或其他类型蓄电池，均安装在铝或铝合金材质的电池壳体内；所述电池组同时或分别为电动车辆的车轮驱动与转向装置、空压机A、空压机B、控制系统、各电磁阀、各种传感器等系统提供动力。
上述的底盘装置，所述控制系统与电池组、空压机A、空压机B、车轮驱动与转向装置、各类传感器、各电磁阀连接，组成电气回路。
一种电动车辆，所述电动车辆具有根据前述权利要求中任一项所述的底盘装置。
一种操作用于电动车辆的底盘装置的方法，包括以下步骤：
步骤一：所述控制系统收到第一气压传感器和第二气压传感器采集的气压信息后，当第一方形储气筒和第二方形储气筒内气压均小于0.6Mpa时，控制空压机A和空压机B启动；
步骤二：当第一方形储气筒内气压大于1Mpa时，控制系统控制电磁阀C打开使压缩空气进入第二方形储气筒；当第二气压传感器检测到气压达到1Mpa时，空压机A和空压机B停止运行；
步骤三：当第二方形储气筒的气压高于第一方形储气筒内气压时，控制系统控制电磁阀B打开，第二方形储气筒内的压缩空气流入第一方形储气筒内直至气压平衡，当2个储气筒内的气压均降至0.6Mpa时，控制系统控制空压机A和空压机B启动，循环进入步骤二，如此往复；
步骤四：所述温度传感器检测电池组的温度是否超出设定范围，控制系统据此控制电磁阀A打开或关闭、涡流管制冷器启动或停止运行，从而进行温度调节；当春夏季高温天气时，将涡流管制冷器的冷气出口安装在电池壳体内进行降温，当冬天温度低时，将涡流管制冷器的热气出口安装在电池壳体内进行升温，温度调节到设定值后自动关闭电磁阀A。
本发明的有益效果是：
本发明将电动车辆的底盘装置的电力源和气动单元进行了集成化安装，并采用智能化的系统控制方法，拓展和优化了电动汽车的底盘装置的结构和功能，即节约了空间，又增加了底盘强度，还能够充分利用气动执行装置具有操作简便、对使用环境无特殊要求、保养和维护简单、应用广泛等突出特点，极大的拓展了电动车辆在农业、军事、环保、物流、服务和作业机器人等诸多领域的使用范围和用途。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的俯视图。
图中1.底盘，2.控制系统，3.电磁阀A，4.涡流管制冷器，5.温度传感器，6.电池壳体，7.电池组，8.第二方形储气筒，9.第二气压传感器，10.电磁阀B，11.第一方形储气筒，12.第一气压传感器，13.空压机A，14.快速接头，15.气源处理元件，16.空压机B，17.电磁阀C，18.电气回路，19.底板，20.车轮驱动与转向装置，21.电动车辆。
具体实施方式
【实施例1】
用于电动车辆21的底盘装置包括底盘1，底盘1前端和后端两侧下方分别安装有车轮驱动与转向装置20，底盘1的底部设置有底板19，底盘1的后端安装有控制系统2和电池组7，电池组7安装在电池壳体6内，电池壳体6还安装有温度传感器5和涡流管制冷器4，底盘1的前端安装有空压机A13和空压机B16，空压机A和空压机B都连接第一方形储气筒11，第一方形储气筒11通过2个管路连接第二方形储气筒8，其中，一个管路上安装有电磁阀C17控制压缩空气由第一方形储气筒流向第二方形储气筒，以减少空压机启动频率，另一管路上安装有电磁阀B10控制压缩空气由第二方形储气筒流向第一方形储气筒，电磁阀B10和电磁阀C17为单向阀，第一方形储气筒11的容量小于第二方形储气筒8的容量，第二方形储气筒8后端设置有出气管及电磁阀A3，电磁阀A3连接涡流管制冷器4，第一方形储气筒11和第二方形储气筒8还分别设置有第一气压传感器12和第二气压传感器9，所述控制系统根据2个气压传感器9，12采集的气压值控制2个电磁阀10，17的开闭及空压机的启停，第一方形储气筒11连接气动执行装置。第一方形储气筒11设置有气源处理元件15和多个快速接头14，快速接头14可连接气缸、气动工具及各类可以进行推拉和升降等动作的气动执行装置。第一方形储气筒11、第二方形储气筒8固定在底板19上，并与底盘1为一体化结构；第一方形储气筒11的容量小于第二方形储气筒8的容量，当空压机启动后，能够快速对第一方形储气筒11充气并在较短时间内达到气动执行装置作业所需的气压。电磁阀C17为单向阀，控制第一方形储气筒11内的压缩空气向第二方形储气筒8内流动；电磁阀B10为单向阀，控制第二方形储气筒8内的压缩空气向第一方形储气筒11内流动。温度传感器5用于检测电池壳体6内电池组7的温度，当其温度高于或低于设定区间时，温度传感器5将采集的信息发送至控制系统2，控制系统2控制电磁阀A3打开压缩空气阀门，通过涡流管制冷器4进行温度调节，达到设定温度区间后自动关闭电磁阀A3。空压机A13和空压机B16内置的电机为变频直流电机，由电池组7供电；空压机A13和空压机B16的启动和停止，由控制系统2根据第一气压传感器12和第二气压传感器9采集的储气筒压缩空气的压力数据，按提前设定的压力值和程序进行控制；空压机A13和空压机B16可以同时工作，也可以根据气动执行装置的用气量自动或手动选择其中的一个空压机工作。电池组7为一组或多组锂电池，或其他类型蓄电池，均安装在铝或铝合金材质的电池壳体6内；电池组7同时或分别为电动车辆21的车轮驱动与转向装置20、空压机A13、空压机B16、控制系统2、各电磁阀、各种传感器等系统提供动力。控制系统2与电池组7、空压机A13、空压机B16、车轮驱动与转向装置20、各类传感器、各电磁阀连接，组成电气回路18。
电动车辆21，电动车辆21具有根据前述权利要求中任一项所述的底盘装置。
操作用于电动车辆21的底盘装置的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：控制系统2收到第一气压传感器12和第二气压传感器9采集的气压信息后，当第一方形储气筒11和第二方形储气筒8内气压均小于0.6Mpa时，控制空压机A13和空压机B16启动；
步骤二：当第一方形储气筒11内气压大于1Mpa时，控制系统2控制电磁阀C17打开使压缩空气进入第二方形储气筒8；当第二气压传感器9检测到气压达到1Mpa时，空压机A13和空压机B16停止运行；
步骤三：当第二方形储气筒8内的气压高于第一方形储气筒11内气压时，控制系统2控制电磁阀B10打开，第二方形储气筒8内的压缩空气流入第一方形储气筒11内直至气压平衡，当2个储气筒内的气压均降至0.6Mpa时，控制系统2控制空压机A13和空压机B16启动，循环进入步骤二，如此往复；
步骤四：温度传感器5检测电池组7的温度是否超出设定范围，控制系统2据此控制电磁阀A3打开或关闭、涡流管制冷器4启动或停止运行，从而进行温度调节；当春夏季高温天气时，将涡流管制冷器4的冷气出口安装在电池壳体6内进行降温，当冬天温度低时，将涡流管制冷器4的热气出口安装在电池壳体6内进行升温，温度调节到设定值后自动关闭电磁阀A3。
【实施例2】
控制系统2和电池组7、空压机A13、空压机B16还可以集中安装于底盘1的前端，或者集中安装于后端。
【实施例3】
底盘1上还可以只安装一个空压机或多个空压机，可以设置一个储气筒或多个储气筒。
本发明工作时，控制系统2自动运行，根据第一气压传感器12和第二气压传感器9采集的气压信息，当2个储气筒内的气压均低于0.6Mpa时，控制空压机A13和空压机B16启动，当第一方形储气筒11内的气压达到1Mpa时，控制电磁阀C17打开阀门使压缩空气流向第二方形储气筒8内，当第一方形储气筒11和第二方形储气筒8内的气压均达到1Mpa时，空压机A13和空压机B16停止运行；当第二方形储气筒8内的气压高于第一方形储气筒11内的气压时，电磁阀B10打开，使第二方形储气筒8内的压缩空气流向第一方形储气筒11，当第一方形储气筒11和第二方形储气筒8内的气压低于0.6Mpa时，控制空压机A13和空压机B16启动，如此往复。控制系统2还自动根据温度传感器5采集的电池组7的温度信息，通过控制电磁阀A3和涡流管制冷器4的启动或停止，对电池组的温度进行降温或升温调节，保障电池安全和提高使用寿命。

Claims (9)

1.一种用于电动车辆（21）的底盘装置，包括底盘（1），底盘（1）前端和后端两侧下方分别安装有车轮驱动与转向装置（20），其特征在于：底盘（1）的底部设置有底板（19），底盘（1）的后端安装有控制系统（2）和电池组（7），电池组（7）安装在电池壳体（6）内，电池壳体（6）还安装有温度传感器（5）和涡流管制冷器（4），底盘（1）的前端安装有空压机A（13）和空压机B（16），空压机A和空压机B都连接第一方形储气筒（11），第一方形储气筒（11）设置2个管路连接第二方形储气筒（8），其中，一个管路上安装有电磁阀C（17）控制压缩空气由第一方形储气筒（11）流向第二方形储气筒（8），另一管路上安装有电磁阀B（10）控制压缩空气由第二方形储气筒（8）流向第一方形储气筒（11），电磁阀B（10）和电磁阀C（17）为单向阀，第一方形储气筒（11）的容量小于第二方形储气筒（8）的容量，第二方形储气筒（8）后端设置有出气管及电磁阀A（3），电磁阀A（3）连接涡流管制冷器（4），第一方形储气筒（11）和第二方形储气筒（8）还分别设置有第一气压传感器（12）和第二气压传感器（9），所述控制系统根据2个气压传感器（9，12）采集的气压值控制电磁阀B（10）和电磁阀C（17）的开闭及空压机的启停，所述第一方形储气筒（11）连接气动执行装置。
2.根据权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述第一方形储气筒（11）设置有气源处理元件（15）和多个快速接头（14），快速接头（14）可连接气缸、气动工具及各类可以进行推拉和升降等动作的气动执行装置。
3.根据权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述第一方形储气筒（11）、所述第二方形储气筒（8）固定在底板（19）上，并与底盘（1）为一体化结构；所述第一方形储气筒（11）的容量小于所述第二方形储气筒（8）的容量，当空压机启动后，能够快速对第一方形储气筒（11）充气并在较短时间内达到气动执行装置作业所需的气压。
4.根据权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述温度传感器（5）用于检测电池壳体（6）内电池组（7）的温度，当其温度高于或低于设定区间时，温度传感器（5）将采集的信息发送至控制系统（2），控制系统（2）控制电磁阀A（3）打开压缩空气阀门，通过涡流管制冷器（4）进行温度调节，达到设定温度区间后自动关闭电磁阀A（3）。
5.根据权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述空压机A（13）和所述空压机B（16）内置的电机为变频直流电机，由电池组（7）供电；所述空压机A（13）和所述空压机B（16）的启动和停止，由控制系统（2）根据第一气压传感器（12）和第二气压传感器（9）采集的储气筒压缩空气的压力数据，按提前设定的压力值和程序进行控制；所述空压机A（13）和所述空压机B（16）可以同时工作，也可以根据气动执行装置的用气量自动或手动选择其中的一个空压机工作。
6.根据权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述电池组（7）为一组或多组锂电池，或其他类型蓄电池，均安装在铝或铝合金材质的电池壳体（6）内；所述电池组（7）同时或分别为电动车辆（21）的车轮驱动与转向装置（20）、空压机A（13）、空压机B（16）、控制系统（2）、各电磁阀、各种传感器提供动力。
7.根据权利要求1所述的底盘装置，其特征在于，所述控制系统（2）与电池组（7）、空压机A（13）、空压机B（16）、车轮驱动与转向装置（20）、各类传感器、各电磁阀连接，组成电气回路（18）。
8.一种电动车辆（21），其特征在于，所述电动车辆（21）具有根据前述权利要求中任一项所述的底盘装置。
9.一种根据权利要求1-7所述的电动车辆（21）的底盘装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：所述控制系统（2）收到第一气压传感器（12）和第二气压传感器（9）采集的气压信息后，当第一方形储气筒（11）和第二方形储气筒（8）内气压均小于0.6Mpa时，控制空压机A（13）和空压机B（16）启动；
步骤二：当第一方形储气筒（11）内气压大于1Mpa时，控制系统（2）控制电磁阀C（17）打开使压缩空气进入第二方形储气筒（8）；当第二气压传感器（9）检测到气压达到1Mpa时，空压机A（13）和空压机B（16）停止运行；
步骤三：当第二方形储气筒（8）内的气压高于第一方形储气筒（11）内气压时，控制系统（2）控制电磁阀B（10）打开，第二方形储气筒（8）内的压缩空气流入第一方形储气筒（11）内直至气压平衡，当2个储气筒内的气压均降至0.6Mpa时，控制系统（2）控制空压机A（13）和空压机B（16）启动，循环进入步骤二，如此往复；
步骤四：所述温度传感器（5）检测电池组（7）的温度是否超出设定范围，控制系统（2）据此控制电磁阀A（3）打开或关闭、涡流管制冷器（4）启动或停止运行，从而进行温度调节；当春夏季高温天气时，将涡流管制冷器（4）的冷气出口安装在电池壳体（6）内进行降温，当冬天温度低时，将涡流管制冷器（4）的热气出口安装在电池壳体（6）内进行升温，温度调节到设定值后自动关闭电磁阀A（3）。
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