CN115139783A - 一种搅拌车混合驱动系统及方法 - Google Patents

一种搅拌车混合驱动系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115139783A
CN115139783A CN202210886119.8A CN202210886119A CN115139783A CN 115139783 A CN115139783 A CN 115139783A CN 202210886119 A CN202210886119 A CN 202210886119A CN 115139783 A CN115139783 A CN 115139783A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mode
motor
engine
driving
electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210886119.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王洋
王一戎
洪颖城
刘奇
石磊
徐焕祥
陈俊梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Alcohol Hydrogen Research And Development Co ltd
Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Zhejiang Geely Remote New Energy Commercial Vehicle Group Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Zhejiang Geely New Energy Commercial Vehicle Group Co Ltd
Zhejiang Geely New Energy Commercial Vehicle Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd, Zhejiang Geely New Energy Commercial Vehicle Group Co Ltd, Zhejiang Geely New Energy Commercial Vehicle Development Co Ltd filed Critical Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Priority to CN202210886119.8A priority Critical patent/CN115139783A/zh
Publication of CN115139783A publication Critical patent/CN115139783A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/28—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of power take-off
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/24—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B60L50/62—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles charged by low-power generators primarily intended to support the batteries, e.g. range extenders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P3/00—Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects
    • B60P3/16—Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects for carrying mixed concrete, e.g. having rotatable drums

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供了一种搅拌车混合驱动系统及方法。搅拌车混合驱动系统包括：电驱系统，包括第一电机、变速箱以及驱动桥，用于驱动车辆行驶；搅拌罐辅助驱动系统，包括发动机、分别与所述发动机和所述第一电机连接的第二电机、与所述第一电机连接的液压组件；其中，以及在所述液压组件作用下转动的用于驱动搅拌罐转动；所述发动机受控地在第一工作模式、第二工作模式以及停机模式下切换，所述第一工作模式为所述发动机作为所述搅拌罐的驱动源的模式，所述第二工作模式为所述发动机作为所述搅拌罐的驱动源的同时与所述第二电机一起作为增程器从而为所述第一电机供电的模式。本发明中发动机能够持续工作在经济转速区间。

Description

一种搅拌车混合驱动系统及方法
技术领域
本发明涉及搅拌车领域，特别是涉及一种搅拌车混合驱动系统及方法。
背景技术
目前，混凝土搅拌车的搅拌罐驱动方式都是单一的发动机驱动或电机驱动，存在动力单一、缺少动力备份等问题，由此可能带来动力故障问题，进而导致混凝土搅拌车的闷罐风险高。
现有公开技术文献中，公开了一种搅拌运输车混合动力系统，其辅助驱动采用了驱动电机驱动模式，主驱动采用由发动机、电动发电一体机共同组成的混合驱动模式，车辆既可以由发动机单独驱动，也可以由电动发电一体机单独驱动，还可以由发动机和电动发电一体机共同驱动；另外电动发电一体机还可以切换至发电模式，由发动机驱动进行发电，给动力电池充电。
发明人认为，由于整车的动力需求较大，在动力电池电量不足的情况下，以上述公开技术文献为代表的现有技术中，发动机无法持续工作在经济转速区间。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种发动机能够持续工作在经济转速区间的搅拌车混合驱动系统和方法。
本发明一个进一步的目的是要使得混动式搅拌车对发动机的动力需求降低。
特别地，本发明提供了一种搅拌车混合驱动系统，包括：
电驱系统，包括第一电机、变速箱以及驱动桥，用于驱动车辆行驶；
搅拌罐辅助驱动系统，包括发动机、分别与所述发动机和所述第一电机连接的第二电机、与所述第一电机连接的液压组件以及在所述液压组件作用下转动的搅拌罐；
所述发动机受控地在第一工作模式、第二工作模式以及停机模式下切换，所述第一工作模式为所述发动机作为所述搅拌罐的驱动源的模式，所述第二工作模式为所述发动机作为所述搅拌罐的驱动源的同时与所述第二电机一起作为增程器从而为所述第一电机供电的模式。
进一步地，还包括储能装置，所述储能装置包括动力电池，所述动力电池分别与所述第一电机和所述第二电机连接；
所述第二电机受控地在第一充电模式、增程模式、第一电驱模式以及第一休眠模式下切换，所述第一充电模式为向所述动力电池充电的模式，所述增程模式为与所述发动机一起作为增程器从而为所述第一电机供电的模式，所述第一电驱模式为所述第二电机作为所述搅拌罐的驱动源的模式。
进一步地，所述第一电机受控地在第二充电模式、第二电驱模式以及第二休眠模式下切换，所述第二充电模式为向所述动力电池充电的模式，所述第二电驱模式为所述第一电机作为所述车辆的动力源驱动车辆行驶的模式。
特别地，本发明还公开了一种搅拌车混合驱动系统的驱动方法，包括如下步骤：
获取搅拌车的工作状态参数；
根据所述工作状态参数确定所述搅拌车的发动机、第一电机和第二电机的工作模式，所述发动机的工作模式包括第一工作模式、第二工作模式以及停机模式下切换，所述第一工作模式为所述发动机作为所述搅拌罐的驱动源的模式，所述第二工作模式为所述发动机作为所述搅拌罐的驱动源的同时与所述第二电机一起作为增程器从而为所述第一电机供电的模式。
进一步地，所述根据所述工作状态参数确定所述搅拌车的发动机、第一电机和第二电机的工作模式步骤中，第一电机的工作模式包括第二充电模式、第二电驱模式以及第二休眠模下切换，第二充电模式为向动力电池充电的模式，第二电驱模式为第一电机作为车辆的动力源驱动车辆行驶的模式；第二电机的工作模式包括第一充电模式、增程模式、第一电驱模式以及第一休眠模式下切换，第一充电模式为向动力电池充电的模式，增程模式为与发动机一起作为增程器从而为第一电机供电的模式，第一电驱模式为第二电机作为搅拌罐的驱动源的模式。
进一步地，当所述第一电机的工作模式为第二电驱模式，所述第二电机的工作模式为增程模式，所述发动机为第二工作模式时，所述搅拌车的工作状态为增程行驶；
当所述第一电机的工作模式为第二电驱模式，所述第二电机的工作模式为第一电驱模式，所述发动机为第二工作模式时，所述搅拌车的工作状态为纯电行驶；
当所述第一电机的工作模式为第二电驱模式，所述第二电机的工作模式为第一充电模式，所述发动机为停机模式时，所述搅拌车的工作状态为混合驱动行驶。
进一步地，当所述第一电机的工作模式为第二充电模式，所述第二电机的工作模式为第一充电模式，所述发动机为第二工作模式时，所述搅拌车的工作状态为增程行驶后制动能量回收；
当所述第一电机的工作模式为第二充电模式，所述第二电机的工作模式为第一电驱模式，所述发动机为停机模式时，所述搅拌车的工作状态为纯电行驶后能量回收。
进一步地，当所述第一电机的工作模式为第二休眠模式，所述第二电机的工作模式为第一休眠模式时，所述发动机的工作模式为第一工作模式时，所述搅拌车的工作状态为原地停车；
进一步地，当所述第一电机的工作模式为第二休眠模式，所述第二电机的工作模式为第一电驱模式，所述发动机的工作模式为停机模式时，所述搅拌车的工作状态为原地怠速。
进一步地，当所述第一电机的工作模式为第二休眠模式，所述第二电机的工作模式为第一充电模式，所述发动机的工作模式为第二工作模式时，所述搅拌车的工作状态为充电。
本发明中的搅拌车混合驱动系统的控制系统，搅拌罐辅助驱动系统，包括发动机、分别与发动机和第一电机连接的第二电机、与第一电机连接的液压组件以及在液压组件作用下转动的搅拌罐，第二工作模式为发动机作为搅拌罐的驱动源的同时与第二电机一起作为增程器从而为第一电机供电的模式，因此发动机和第二电机实际上构成一个为电驱系统提供能源的增程器，发动机实际上和整车行驶工况解耦，故发动机可以持续工作在最佳经济转速区间，同时发动机根据实际需要可匹配相对更小排量的发动机，从而进一步降低整车的油耗和排放。
进一步地，本发明中，通过并联第二电机和第一电机，使得第二电机和第一电机均可以运行发电模式对电能存储装置充电，从而延长了电能存储装置的使用时间；通过改变发动机和第二电机的连接状态，以及改变第二电机的工作模式，可以实现搅拌罐在电机驱动和发动机驱动两种工作模式下的自由切换，同时还实现了搅拌罐动力备份，不仅降低了搅拌罐因动力故障导致闷罐的风险，还避免了搅拌车在等待卸料过程中长时间怠速工况时的能源浪费，降低了油耗。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个或多个实施例的搅拌车混合驱动系统的示意性系统构成图；
图2是根据本发明一个或多个实施例的第二电机结构示意图。
图中：
1-发动机；
2-离合器；
3-第二电机控制器；
4-第二电机；
5-液压泵；
6-液压马达；
7-减速机；
8-搅拌罐；
9-第一电机控制器；
10-驱动桥；
11-变速箱；
12-第一电机；
13-动力电池；
14-动力电池管理系统。
101-启发电机；
102-飞轮；
103-电子离合器控制泵；
104-第一电机；
105-连接取力器法兰盘与液压泵的连接螺栓；
106-液压泵；
107-取力器法兰盘；
108-高压动力电池；
109-电源分配单元；
1010-连接内送机与第一电机的连接螺栓；
1011-离合器；
1012-内燃机；
1013-低压动力电池。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的搅拌车混合驱动系统的示意性透视图。搅拌车混合驱动系统一般性地可包括电驱系统、搅拌罐辅助驱动系统和发动机，电驱系统包括第一电机12、变速箱11以及驱动桥10，用于驱动车辆行驶，搅拌罐辅助驱动系统包括发动机1、分别与发动机1和第一电机12连接的第二电机4、与第一电机12连接的液压组件以及在液压组件作用下转动的搅拌罐8，发动机1受控地在第一工作模式、第二工作模式以及停机模式下切换，第一工作模式为发动机作为搅拌罐1的驱动源的模式，第二工作模式为发动机作为搅拌罐1的驱动源的同时与第二电机4一起作为增程器从而为第一电机供电的模式。
本实施例中，搅拌罐辅助驱动系统包括发动机1、分别与发动机1和第一电机12连接的第二电机4、与第一电机12连接的液压组件以及在液压组件作用下转动的搅拌罐8，发动机1的第二工作模式为发动机作为搅拌罐1的驱动源的同时与第二电机4一起作为增程器从而为第一电机供电的模式。因此发动机1和第二电机12实际上构成一个为电驱系统提供能源的增程器，发动机1实际上和整车行驶工况解耦，故发动机1可以持续工作在最佳经济转速区间，同时发动机1根据实际需要可匹配相对更小排量的发动机，从而进一步降低整车的油耗和排放。
根据本发明的一个实施例，第一电机12是搅拌车车身上的电机，属于搅拌车行驶动力源，在本实施例中其还用于向电能存储装置输出电能。第二电机4的动力输入端通过离合器2连接发动机1，第二电机4的动力输出端通过液压组件连接减速机7，减速机7连接搅拌罐8，从而第二电机4能够与发动机1合力驱动搅拌罐8，在某些情况下能够单独驱动搅拌罐8。第二电机4还连接电能存储装置，电能存储装置除了连接第二电机4外，还连接第一电机12，本实施例中的第二电机4和第一电机12均为电动发电一体机，因此本实施例中的第二电机4和第一电机12均能够向电能存储装置输出电力，并存储于电能存储装置中，也能够从电能存储装置取电以用于驱动。为了控制第二电机4和第一电机12，本实施例中将还设有第二电机控制器3和第一电机控制器9，第二电机控制器3和第一电机控制器9用于调整所述第二电机4和所述车辆第一电机12的运行模式。
根据本发明的一个实施例，上述的电能存储装置包括动力电池13和连接于动力电池13的动力电池管理系统14(BMS)。动力电池13采用插电技术，可以通过插电系统从外部电网中获取电能，还能够进一步通过结合快速充电功能，可利用在商砼站等待的碎片时间进行充电，进而提高车辆纯电行驶里程比例，在降低油耗和排放的同时，减少对动力电池13的电量需求，降低购车成本，提高投资效益。
根据本发明的一个实施例，上述的第一电机12受控地在第二充电模式、第二电驱模式以及第二休眠模式下切换，第二充电模式为向动力电池充电的模式，第二电驱模式为第一电机作为车辆的动力源驱动车辆行驶的模式。上述的第二电机4第一充电模式、增程模式、第一电驱模式以及第一休眠模式下切换，第一充电模式为向动力电池充电的模式，增程模式为与发动机一起作为增程器从而为第一电机供电的模式，第一电驱模式为第二电机作为搅拌罐的驱动源的模式。此外，由于第二电机4的特性，连接于第二电机4的发动机1还可以仅仅将第二电机4作为一个传动轴，从而发动机1可以单独输出动力驱动搅拌罐。搅拌罐8具有两种驱动模式，分别为电机驱动模式和发动机驱动模式，通过改变离合器2的连接状态以及第二电机4的工作模式，可以实现搅拌罐8在电机驱动和发动机1驱动两种驱动模式下的自由切换。具体地，当发动机1处于工作模式时，离合器2处于联动状态，搅拌罐8处于发动机1驱动模式，因此，发动机受控地在第一工作模式、第二工作模式以及停机模式下切换，第一工作模式为发动机作为搅拌罐的驱动源的模式，第二工作模式为发动机作为搅拌罐的驱动源的同时与第二电机一起作为增程器从而为第一电机供电的模式。可以理解的是，本实施例中的第一电机为常见的直流电机或交流电机。
根据本发明的一个实施例，上述液压组件包括液压泵5和液压马达6，液压泵5和液压马达6通过液压管路连接，液压泵5通过驱动液压管路中的液压油给液压马达6提供动力，采用液压马达6驱动，利用液压马达6调速范围广、低速时运行稳定的优点，有利于维持搅拌机运行稳定。可以理解的是，本实施例中的液压泵5和液压马达6的具体的选型可以是本领域技术人员具体做出的。液压组件还可以被替换为气动系统，在气动系统中，包括气泵和气动马达，其连接关系在此不再赘述。
根据本发明的一个实施例，发动机1的输出轴通过离合器2和第二电机4的输入轴相连，同时在第二电机4的另一端的输出轴连接液压泵5。上述第二电机4输出轴可以和第二电机4转子轴同轴，也可以不同轴，不同轴时第二电机4和发动机1之间通过齿轮组传动，实现输出轴和转子轴平行布置，并根据需要改变速比。具体的，上述第二电机4输出轴通过花键和液压泵5的驱动轴相连，并通过液压泵5、液压马达6、减速机7驱动搅拌罐8。第二电机4既可以在发电模式下将发动机1输入的机械能转化为电能，输出给动力电池13和第一电机12，也可以在驱动模式下将动力电池13输出的电能转化为机械能，进而驱动液压泵5。
根据本发明的一个实施例，第一电机12均能够连接的上述动力电池13，并且在控制器的控制下，在车辆制动时，第一电机12能够在发电模式下向动力电池13输出电能，从而构成了一种制动能量回收机制，结合搅拌车频繁刹车、起动的工作场景，可以将整车制动时的机械能转化为电能，降低整车油耗和排放。
根据本发明的一个实施例，上述一个或多个实施例中使用第二电机4是一种兼具取力器功能和增程器功能的装置，如图2所示，第二电机4布置在发动机后端，具有启动与发电功能；电子离合器控制泵103集成在第一电机104壳体；离合器1011布置在发动机1012与第一电机104之间，具有限扭减振功能；取力器107简化设计为法兰盘形式，布置在增程器第一电机104后端，与第一电机104转子同轴连接，通过连接螺栓106与液压泵106法兰面固定连接，取消了传统取力器的离合器、壳体与齿轮、控制器等结构。整体结构更加紧凑且降重、降本，平台化程度更高。该第二电机4可提供以下几种工作模式：
1)纯电驱模式：由高压动力电池108供电，经电源分配单元109至第一电机104，第一电机104转动，带动取力器法兰盘107工作。
2)发动机驱动模式：由低压动力电池1013供电，启发电机101工作，启动发动机1012转动，同时，电子离合器控制泵103控制离合器1011接合，传递发动机1012的转矩，带动取力器法兰盘107工作，此时，启发电机101发电，充电至低压动力电池1013,第一电机104不参与驱动与发电，处于随转状态。
3)混合驱动发电模式：由低压动力电池1013供电；启发电机101启动发动机1012工作，同时电子离合器控制泵103控制离合器101接合，传递发动机1012的转矩，用于带动第一电机104发电至高压动力电池108以及驱动取力器法兰盘7工作。
可以看出，本发明的一个或多个实施例中，既实现了搅拌罐8多种驱动模式的自由切换，又实现了整车动力电池13的充电功能，解决了车辆电驱系统的续航和动力电池13成本问题；既通过发动机1和第二电机4的混动驱动策略解决了搅拌罐8辅助驱动动力备份及怠速油耗的问题，同时整体又通过第二电机4和第一电机12在发电模式下向电能存储装置提供电能以存储，缓解了整车的续航问题。又因发动机1和整车行驶工况解耦，发动机1可以持续工作在最佳经济转速区间，同时发动机1根据实际需要可选择使用相对更小排量的型号，从而进一步降低整车的油耗和排放。
特别地，发明还公开了一种搅拌车，包括所述搅拌车混合驱动系统，在车辆行驶工况下，所述第一电机12在电机控制器的控制下，将电能转化为机械能，并通过变速箱11和驱动桥10驱动整车行驶。在车辆制动工况下，所述第一电机12在电机控制器的控制下，将车辆的机械能转化为电能，输出给动力电池13存储，实现制动能量回收。在该种搅拌车中，搅拌罐的动力源实际上是一个增程器，该种增程器不仅解决了搅拌罐的动力需求，而且兼顾整个车辆的动力需求，而传统的混合动力系统仅仅只能针对一个动力需求进行系统优化，无法的同时兼顾两个以上的动力需求，对发动机的排量和动力需求依然较大，而本实施例中使用的搅拌车混合驱动系统同时兼顾了对搅拌罐的动力输出和搅拌车行进时的动力输出，使得发动机的排量可以作为单一变量进行控制，可以实现将发动机的排量控制在经济油耗范围内。
特别地，发明还公开了一种搅拌车混合驱动系统的控制方法，用于对所述搅拌车混合驱动系统进行控制，包括以下步骤：
S1、获取搅拌车的工作状态参数。
S2、根据工作状态参数确定搅拌车的发动机1、第一电机12和第二电机4的工作模式，发动机1的工作模式包括第一工作模式、第二工作模式以及停机模式下切换，第一工作模式为发动机1作为搅拌罐的驱动源的模式，第二工作模式为发动机1作为搅拌罐的驱动源的同时与第二电机4一起作为增程器从而为第一电机12供电的模式。
根据本发明的一个实施例，为了便于描述控制流程，本实施例中将第二电机4控制器3、第一电机12控制器9、搅拌车上的其他控制器统称为控制器。在步骤S1中，控制器获取搅拌车的工作状态参数，该种工作状态参数是由驾驶员发出的，即驾驶员下达工作指令，控制器解析工作指令，进而整车获取工作状态参数。整车获取工作状态参数后，再决定发动机1、第一电机12和第二电机4的采用何种工作模式。同时，本步骤也可以视为一个带有反馈的控制系统，发动机1、第一电机12和第二电机4的工作模式也以反馈的形式间接决定了搅拌车的工作状态参数。
根据本发明的一个实施例，在步骤S2的根据工作状态参数确定搅拌车的发动机1、第一电机12和第二电机4的工作模式步骤中，第一电机12的工作模式包括第二充电模式、第二电驱模式以及第二休眠模下切换，第二充电模式为向动力电池充电的模式，第二电驱模式为第一电机12作为车辆的动力源驱动车辆行驶的模式。第二电机4的工作模式包括第一充电模式、增程模式、第一电驱模式以及第一休眠模式下切换，第一充电模式为向动力电池充电的模式，增程模式为与发动机1一起作为增程器从而为第一电机12供电的模式，第一电驱模式为第二电机4作为搅拌罐的驱动源的模式。
根据本发明的一个实施例，当第一电机12的工作模式为第二电驱模式，第二电机4的工作模式为增程模式，发动机1为第二工作模式时，搅拌车的工作状态为增程行驶。此时，控制器对发动机1发出工作命令，对第二电机4发出发电模式命令，对电能存储装置发出储电命令。发动机1在接收到的工作命令后输出动力，第二电机4在发动机1的带动下发电并向电能存储装置输送电力，液压组件在发动机1驱动下驱动搅拌罐8旋转。可以理解的是，此时发动机1和第二电机4之间的离合器2处于联动状态。该种工作状态可以实现搅拌罐8由发动机1直接驱动，以减少能量损失。第二电机4发电可部分直接输出给第一电机12，部分输出给储能装置存储。该种增程行驶状态常用于车辆行驶驱动力需求较小、动力电池13电量不足的情景，例如搅拌车返程时。该种工作状态和纯电行驶工况下的工作状态之间可根据需求进行切换，实现了行驶工况搅拌罐8的动力备份，有效降低闷罐的风险。
根据本发明的一个实施例，当第一电机12的工作模式为第二电驱模式，第二电机4的工作模式为第一电驱模式，发动机1为第二工作模式时，搅拌车的工作状态为纯电行驶。此时，控制器对发动机1发出停机命令，对第二电机4发出动力输出命令。发动机1在接收到的停机命令后停机，第二电机4单独输出动力给液压组件，液压组件再驱动搅拌罐8旋转。可以理解的是，此时发动机1和第二电机4之间的离合器2处于分离状态。该种工作状态可以实现整车电力驱动，在动力电池13电量充足工况，可有效降低能耗和排放。
根据本发明的一个实施例，当第一电机12的工作模式为第二电驱模式，第二电机4的工作模式为第一充电模式，发动机1为停机模式时，搅拌车的工作状态为混合驱动行驶。此时，控制器对发动机1发出工作命令，对第二电机4发出发电命令，对电能存储装置发出放电命令。发动机1在接收到工作命令输出动力至液压组件，第二电机4发电并向第一电机12输出电能，电能存储装置向第一电机12输出电能。该工作状态常用于车辆行驶驱动力需求较大的起步或超车情景。
根据本发明的一个实施例，当第一电机12的工作模式为第二充电模式，第二电机4的工作模式为第一充电模式，发动机1为第二工作模式时，搅拌车的工作状态为增程行驶后制动能量回收。此时，控制器对发动机1发出工作命令，对第二电机4发出发命令，对电能存储装置发出储电命令，对第一电机12发出发电命令。发动机1在接收到工作命令后启动并输出动力至第二电机4，第二电机4发电并向电能存储装置输出电能，第一电机12发电并向电能存储装置输出电能。该种工作状态可以实现搅拌罐8由发动机1直接驱动，以减少能量损失。第二电机4发电输出给动力电池13，第一电机12制动能量回收产生的电能也输出给动力电池13。
根据本发明的一个实施例，当第一电机12的工作模式为第二充电模式，第二电机4的工作模式为第一电驱模式，发动机1为停机模式时，搅拌车的工作状态为纯电行驶后能量回收。此时，控制器对发动机1发出停止工作命令，对第二电机4发出动力输出命令，对电能存储装置发出放电命令，对第一电机12发出发电命令，第二电机4也进行动力输出，第一电机12发电并向第二电机4输出电能，电能存储装置向第二电机4输出电能。该种工作状态可以实现搅拌罐8电力驱动工作及整车的制动能量回收。
根据本发明的一个实施例，当第一电机12的工作模式为第二休眠模式，第二电机4的工作模式为第一休眠模式时，发动机1的工作模式为第一工作模式时，搅拌车的工作状态为原地停车。此时，控制器对第二电机4发出动力输出命令，对电能存储装置发出放电命令，对第一电机12发出维持休眠指令。发动机1在接收到工作命令后停止工作，第二电机4接收到动力输出命令进行动力输出并向液压组件输出动力，第一电机12接收到休眠命令后进入休眠。该工作状态可以避免搅拌车在等待卸料时的长时间怠速的工况，降低油耗和排放，保护发动机1。该种工作状态和搅拌车处于怠速状态时的工作状态之间可根据需求进行切换，能够实现停车工况搅拌罐8的动力备份，有效降低闷罐的风险。
根据本发明的一个实施例，当第一电机12的工作模式为第二休眠模式，第二电机4的工作模式为第一电驱模式，发动机1的工作模式为停机模式时，搅拌车的工作状态为原地怠速。该工况常用于搅拌车高压系统出现故障，此时，控制器对发动机1发出工作命令，对第二电机4发出休眠命令，对电能存储装置发出休眠命令，对第一电机12发出休眠命令。发动机1在接收到工作命令后启动并输出动力至液压泵5，第二电机4进入休眠，第一电机12进入休眠。该工作状态下可以实现搅拌罐8由发动机1直接驱动。该工作状态常用于搅拌车高压系统出现故障，为保证避免发生闷罐问题，采用发动机1驱动搅拌罐8。
根据本发明的一个实施例，当第一电机12的工作模式为第二休眠模式，第二电机4的工作模式为第一充电模式，发动机1的工作模式为第二工作模式时，搅拌车的工作状态为充电。此时，控制器对发动机1发出工作命令，对第二电机4发出发电命令，对第一电机12发出休眠命令。发动机1收到工作命令后进入或维持动力输出状态。该种工作状态可以实现搅拌罐8由发动机1直接驱动，以减少能量损失。第二电机4发电输出给动力电池13充电。该工作状态用于搅拌车等待卸料期间，且因运输距离较远或等待时间较长导致动力电池13电量较低的工况。
可以看出，本实施例中维持发动机的转速恒定的情况下，根据搅拌车的行驶工况和制动工况，电能存储装置执行电能收集策略、休眠策略或放电策略。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种搅拌车混合驱动系统，其特征在于，包括：
电驱系统，包括第一电机、变速箱以及驱动桥，用于驱动车辆行驶；
搅拌罐辅助驱动系统，包括发动机、分别与所述发动机和所述第一电机连接的第二电机、与所述第一电机连接的液压组件；其中，所述液压组件用于驱动搅拌罐转动；
所述发动机受控地在第一工作模式、第二工作模式以及停机模式下切换，所述第一工作模式为所述发动机作为所述搅拌罐的驱动源的模式，所述第二工作模式为所述发动机作为所述搅拌罐的驱动源的同时与所述第二电机一起作为增程器从而为所述第一电机供电的模式。
2.根据权利要求1所述的搅拌车混合驱动系统，其特征在于，还包括储能装置，所述储能装置包括动力电池，所述动力电池分别与所述第一电机和所述第二电机连接；
所述第二电机受控地在第一充电模式、增程模式、第一电驱模式以及第一休眠模式下切换，所述第一充电模式为向所述动力电池充电的模式，所述增程模式为与所述发动机一起作为增程器从而为所述第一电机供电的模式，所述第一电驱模式为所述第二电机作为所述搅拌罐的驱动源的模式。
3.根据权利要求2所述的搅拌车混合驱动系统，其特征在于，所述第一电机受控地在第二充电模式、第二电驱模式以及第二休眠模式下切换，所述第二充电模式为向所述动力电池充电的模式，所述第二电驱模式为所述第一电机作为所述车辆的动力源驱动车辆行驶的模式。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的搅拌车混合驱动系统的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取搅拌车的工作状态参数；
根据所述工作状态参数确定所述搅拌车的发动机、第一电机和第二电机的工作模式，所述发动机的工作模式包括第一工作模式、第二工作模式以及停机模式下切换，所述第一工作模式为所述发动机作为所述搅拌罐的驱动源的模式，所述第二工作模式为所述发动机作为所述搅拌罐的驱动源的同时与所述第二电机一起作为增程器从而为所述第一电机供电的模式。
5.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，所述根据所述工作状态参数确定所述搅拌车的发动机、第一电机和第二电机的工作模式步骤中，第一电机的工作模式包括第二充电模式、第二电驱模式以及第二休眠模下切换，第二充电模式为向动力电池充电的模式，第二电驱模式为第一电机作为车辆的动力源驱动车辆行驶的模式；第二电机的工作模式包括第一充电模式、增程模式、第一电驱模式以及第一休眠模式下切换，第一充电模式为向动力电池充电的模式，增程模式为与发动机一起作为增程器从而为第一电机供电的模式，第一电驱模式为第二电机作为搅拌罐的驱动源的模式。
6.根据权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，当所述第一电机的工作模式为第二电驱模式，所述第二电机的工作模式为增程模式，所述发动机为第二工作模式时，所述搅拌车的工作状态为增程行驶；
当所述第一电机的工作模式为第二电驱模式，所述第二电机的工作模式为第一电驱模式，所述发动机为第二工作模式时，所述搅拌车的工作状态为纯电行驶；
当所述第一电机的工作模式为第二电驱模式，所述第二电机的工作模式为第一充电模式，所述发动机为停机模式时，所述搅拌车的工作状态为混合驱动行驶。
7.根据权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，当所述第一电机的工作模式为第二充电模式，所述第二电机的工作模式为第一充电模式，所述发动机为第二工作模式时，所述搅拌车的工作状态为增程行驶后制动能量回收；
当所述第一电机的工作模式为第二充电模式，所述第二电机的工作模式为第一电驱模式，所述发动机为停机模式时，所述搅拌车的工作状态为纯电行驶后能量回收。
8.根据权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，当所述当所述第一电机的工作模式为第二休眠模式，所述第二电机的工作模式为第一休眠模式时，所述发动机的工作模式为第一工作模式时，所述搅拌车的工作状态为原地停车。
9.根据权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，当所述第一电机的工作模式为第二休眠模式，所述第二电机的工作模式为第一电驱模式，所述发动机的工作模式为停机模式时，所述搅拌车的工作状态为原地怠速。
10.根据权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，当所述第一电机的工作模式为第二休眠模式，所述第二电机的工作模式为第一充电模式，所述的发动机的工作模式为第二工作模式时，所述搅拌车的工作状态为充电。
CN202210886119.8A 2022-07-26 2022-07-26 一种搅拌车混合驱动系统及方法 Pending CN115139783A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210886119.8A CN115139783A (zh) 2022-07-26 2022-07-26 一种搅拌车混合驱动系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210886119.8A CN115139783A (zh) 2022-07-26 2022-07-26 一种搅拌车混合驱动系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115139783A true CN115139783A (zh) 2022-10-04

Family

ID=83413226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210886119.8A Pending CN115139783A (zh) 2022-07-26 2022-07-26 一种搅拌车混合驱动系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115139783A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101795884B (zh) 采用动力输出连接作为次级能源转换的并联混合驱动系统
JP6088998B2 (ja) ハイブリッド車両ドライブシステム及び方法、及び無負荷運転削減システム及び方法
US7315090B2 (en) Series-parallel dual power hybrid driving system
CN102483021B (zh) 降低交通工具动力需求的混合动力驱动系统
CN110615000A (zh) 一种插电式混合动力汽车工作控制模式
US20110017532A1 (en) A hybrid powertrain
CN101209667A (zh) 混合动力输出装置
CN214786070U (zh) 泵车
CN212765683U (zh) 一种搅拌运输车混合动力系统
CN101318460A (zh) 混合动力汽车动力总成
CN109760524B (zh) 一种混合动力车辆及其控制方法
CN112959509A (zh) 一种混凝土搅拌车上装混合驱动系统及其驱动方法
CN210101342U (zh) 混凝土搅拌车
CN218805197U (zh) 混合动力装置及混凝土泵送机械
CN210821809U (zh) 一种混凝土搅拌运输车混合动力装置
CN109606095B (zh) 混合动力耦合模块及混合动力系统
CN115139783A (zh) 一种搅拌车混合驱动系统及方法
CN216684061U (zh) 一种前轮驱动装置及动力系统
CN214450250U (zh) 泵车
CN214689755U (zh) 车辆
CN113173155B (zh) 车辆和车辆的控制方法
CN215621365U (zh) 混合动力驱动系统及作业车辆
CN221023250U (zh) 动力系统及作业机械
CN221073528U (zh) 车载式混凝土泵车
KR101066787B1 (ko) 직병렬혼합식 이중동력 구동 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 310051 No. 1760, Jiangling Road, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District

Applicant after: ZHEJIANG GEELY HOLDING GROUP Co.,Ltd.

Applicant after: Zhejiang Geely Remote New Energy Commercial Vehicle Group Co.,Ltd.

Applicant after: Zhejiang Geely new energy Commercial Vehicle Development Co.,Ltd.

Address before: 310051 No. 1760, Jiangling Road, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District

Applicant before: ZHEJIANG GEELY HOLDING GROUP Co.,Ltd.

Applicant before: ZHEJIANG GEELY NEW ENERGY COMMERCIAL VEHICLE GROUP Co.,Ltd.

Applicant before: Zhejiang Geely new energy Commercial Vehicle Development Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230803

Address after: 310051 No. 1760, Jiangling Road, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District

Applicant after: ZHEJIANG GEELY HOLDING GROUP Co.,Ltd.

Applicant after: Zhejiang Geely Remote New Energy Commercial Vehicle Group Co.,Ltd.

Address before: 310051 No. 1760, Jiangling Road, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District

Applicant before: ZHEJIANG GEELY HOLDING GROUP Co.,Ltd.

Applicant before: Zhejiang Geely Remote New Energy Commercial Vehicle Group Co.,Ltd.

Applicant before: Zhejiang Geely new energy Commercial Vehicle Development Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20240219

Address after: 310051 No. 1760, Jiangling Road, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District

Applicant after: ZHEJIANG GEELY HOLDING GROUP Co.,Ltd.

Country or region after: China

Applicant after: Zhejiang Geely Remote New Energy Commercial Vehicle Group Co.,Ltd.

Applicant after: Tianjin Alcohol Hydrogen Research and Development Co.,Ltd.

Address before: 310051 No. 1760, Jiangling Road, Hangzhou, Zhejiang, Binjiang District

Applicant before: ZHEJIANG GEELY HOLDING GROUP Co.,Ltd.

Country or region before: China

Applicant before: Zhejiang Geely Remote New Energy Commercial Vehicle Group Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right