CN116608181B - 一种重卡换电的组合式动力单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种重卡换电的组合式动力单元，包括底座，底座上分别安装有油罐、电机泵总成、电磁阀、继电器组件及出油管，底座内分别设有泵油低压油路、泵油高压油路及回油油路，电机泵总成具有泵油腔、分别与泵油腔连通的进油口和出油口；泵油低压油路的一端与油罐连通，另一端与进油口连通；泵油高压油路的一端与出油口连通，另一端与出油管连通；泵油高压油路内还设置有单向阀；电磁阀为二位二通电磁阀，电磁阀串接于回油油路；回油油路的一端与出油管连通，另一端与油罐连通；继电器组件分别与电机泵总成、电磁阀电性连接。本发明结构简单合理、集成度较高，制造成本较低，控制较为方便，工作性能稳定可靠。

Description

一种重卡换电的组合式动力单元
技术领域
本发明涉及新能源重卡换电技术领域，特别涉及一种重卡换电的组合式动力单元。
背景技术
目前，新能源重卡一般采用“换电”技术，即：将电池箱采用快速更换结构，并通过换电站换电设备完成更换。换电设备采用顶部吊装方式，将电量不足的电池箱取出，送入充电工位，快速更换一个充满电的电池箱，装到重卡上继续工作，换下来的电池箱集中充电以备下次使用。换电技术正成为新能源重卡行业所青睐的解决方案。
新能源换电重卡的动力电池系统通常由电池箱和下托架组成，下托架与重卡车架连接，电池箱安装在下托架上。由于换电时电池箱需要更换，因而电池箱与下托架之间需要设置自动锁定装置。常规的自动锁紧装置一般是采用气动锁紧装置。例如，可参见中国专利(公开号为CN115503457A)公开的一种重卡换电电池箱锁止装置总成。但其缺点是体积大且稳定性差，如果出现气压不稳定而造成顶起力不足，容易引起锁紧后无法正常打开现象，影响换电效率。
为此，目前市面上也出现有液压锁紧装置，其同样能够实现电池箱与下托架的快速锁止与解锁。对于液压锁紧装置的具体结构及原理，可参见如中国专利(公开号为CN217598359U)公开的一种纯电动换电重卡用动力电池系统总成。
液压控制系统是液压锁紧装置的核心组成部分之一，其作为重卡换电的动力单元，主要用于对液压锁紧装置中的液压油缸进行供油控制。例如，中国专利(公开号为CN217713121U)公开了一种换电系统的锁止液压控制系统及工程机械，但在上述现有技术中，该液压控制系统结构设计较为复杂、集成度较低，导致制造成本较高、控制难度较高。
故有必要对现有技术加以改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种重卡换电的组合式动力单元，其结构简单合理、集成度较高，制造成本较低，控制较为方便，工作性能稳定可靠。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种重卡换电的组合式动力单元，包括底座，所述底座上分别安装有油罐、电机泵总成、电磁阀、继电器组件及出油管，所述底座内分别设有泵油低压油路、泵油高压油路及回油油路，所述电机泵总成具有泵油腔、分别与所述泵油腔连通的进油口和出油口；
所述泵油低压油路的一端与所述油罐连通，所述泵油低压油路的另一端与所述进油口连通；
所述泵油高压油路的一端与所述出油口连通，所述泵油高压油路的另一端与所述出油管连通，所述泵油高压油路内还设置有单向阀，所述单向阀用于限制所述泵油高压油路内的液压油仅能由所述出油口流向所述出油管；
所述电磁阀为二位二通电磁阀，所述电磁阀具有输入口和输出口，所述输入口和所述输出口串接于所述回油油路，所述回油油路的一端与所述出油管连通，所述回油油路的另一端与所述油罐连通；
所述继电器组件分别与所述电机泵总成、所述电磁阀电性连接。
进一步地，所述回油油路通过所述泵油腔与所述油罐连通。
进一步地，所述底座上设置有至少一个所述出油管，所有的所述出油管均并联于所述单向阀的输出端。
进一步地，所述单向阀包括第一钢珠和第一弹簧，所述泵油高压油路内设有与所述第一钢珠密封配合的第一台阶孔，所述第一钢珠、所述第一弹簧依次抵设于所述第一台阶孔与其中一个所述出油管之间，与所述第一弹簧相抵的所述出油管螺纹连接至所述底座。
进一步地，所述底座内还设置有溢流油路，所述溢流油路的一端与所述出油口连通，所述溢流油路的另一端与所述油罐连通，所述溢流油路内设置有单向溢流阀，当所述出油口的压力高于所述单向溢流阀的设定压力时，所述单向溢流阀对所述出油口进行泄压。
进一步地，所述底座上设置有用于调节所述单向溢流阀的设定压力的调节装置。
进一步地，所述单向溢流阀包括第二钢珠、第二弹簧、弹簧座及支撑座，所述溢流油路内设有与所述第二钢珠密封配合的第二台阶孔，所述调节装置与所述底座螺纹连接，所述第二钢珠、所述弹簧座、所述第二弹簧及所述支撑座依次抵接于所述第二台阶孔与所述调节装置之间。
进一步地，所述溢流油路通过所述泵油低压油路与所述油罐连通。
进一步地，所述油罐内设置有若干加强筋板，所述加强筋板将所述油罐分隔为若干个相互连通的腔室。
进一步地，所述油罐设置有加油口，所述加油口连接有加油盖。
本发明的有益效果为：本发明提供的一种重卡换电的组合式动力单元，旨在对新能源换电重卡的液压锁紧装置中的液压油缸进行供油控制，从而实现对液压锁紧装置的锁定与解锁。与现有技术相比，本发明通过将油罐、电机泵总成、电磁阀及继电器组件集成安装在底座上，集成度较高，使得产品结构紧凑、合理，体积小巧，有利于节约安装空间，便于装配使用；通过对底座内的油路结构进行优化设计，并采用电机泵总成配合一个二位二通电磁阀实现油路切换，使得产品整体结构设计较为简单，控制较为方便，工作性能稳定可靠。
附图说明
图1是本发明的整体立体结构示意图。
图2是本发明底座内的油路设计结构示意图。
图3是图2中A处放大结构示意图。
图4是本发明油罐的结构示意图。
图5是本发明的整体液压原理图。
图1-5中：
1、底座；11、泵油低压油路；12、泵油高压油路；121、第一台阶孔；13、回油油路；14、溢流油路；141、第二台阶孔；2、油罐；21、加强筋板；22、腔室；23、加油盖；3、电机泵总成；31、泵体；311、进油口；312、出油口；32、电机；4、电磁阀；41、输入口；42、输出口；5、继电器组件；6、出油管；61、进油管口；62、出油管口；7、单向阀；71、第一钢珠；72、第一弹簧；8、单向溢流阀；81、第二钢珠；82、第二弹簧；83、弹簧座；84、支撑座；9、调节装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1-5所示的一种重卡换电的组合式动力单元，包括底座1，底座1上分别安装有油罐2、电机泵总成3、电磁阀4、继电器组件5及出油管6，继电器组件5分别与电机泵总成3、电磁阀4电性连接。安装时，底座1安装在新能源换电重卡的动力电池系统的下托架上，继电器组件5电连接至整车电源，换电操作时，继电器组件5接收整车控制信号，从而控制电机泵总成3和电磁阀4工作。
本实施例中，电机泵总成3包括泵体31及驱动泵体31工作的电机32，泵体31具有泵油腔(图中未示出)、分别与泵油腔连通的进油口311和出油口312，本实施例中，电机泵总成3的具体结构及工作原理，属于现有技术，例如，可参见如中国专利(公开号为CN2773342Y)公开的一种多柱塞式电动径向柱塞泵，故在此不做赘述。当然，需要说明的是，根据实际需要，也可以选用其他适于使用的电机泵总成。
参见图2、图3和图5所示，底座1内分别设有泵油低压油路11、泵油高压油路12及回油油路13，泵油低压油路11的一端与油罐2连通，泵油低压油路11的另一端与进油口311连通；泵油高压油路12的一端与出油口312连通，泵油高压油路12的另一端与出油管6连通。当电机泵总成3工作时，油罐2内的低压油液由泵油低压油路11吸至泵油腔内，在电机泵总成3的泵压作用下变为高压油液，并从出油口312、泵油高压油路12流至出油管6。
本实施例中，为了避免液压油出现不被期望地回流现象，泵油高压油路12内还设置有单向阀7，单向阀7用于限制泵油高压油路12内的液压油仅能由出油口312流向出油管6，即：工作时，出油口312的油液只能从泵油高压油路12流至出油管6，而出油管6处的油液无法经泵油高压油路12回流至出油口312。
本实施例中，电磁阀4为二位二通电磁阀，该电磁阀4具有输入口41和输出口42，输入口41和输出口42串接于回油油路13，回油油路13的一端与出油管6连通，回油油路13的另一端与油罐2连通。具体的说，本实施例中，该电磁阀4为二位二通常开式电磁阀，即：电磁阀4在未通电(常态)时，电磁阀4内部的阀口开启，此时电磁阀4的输入口41和输出口42处于连通状态，当电磁阀4通电时，电磁阀4内部的阀口闭合，此时电磁阀4的输入口41与输出口42无法连通。
优选地，回油油路13通过泵油腔与油罐2连通，由于泵油腔与进油口311连通，因此本实施例中，回油油路13中的液压油流入泵油腔后，会通过电机泵总成3的进油口311、泵油低压油路11回流至油罐2内，如此，使得底座1内无需设置额外的油路来连通回油油路13和油罐2，从而优化了底座1内部的油路结构，使得油路加工更加方便，进一步节约了制造成本。
优选地，底座1上设置有至少一个出油管6，所有的出油管6均并联于单向阀7的输出端。具体的说，本实施例中，底座1设置有两个三通出油管6，该三通出油管6分别具有一个进油管口61和两个出油管口62，进油管口61连接至底座1，每个出油管口62分别通过管路连接至液压锁紧装置中的液压油缸。通过上述结构设计，使得本发明提供的重卡换电的组合式动力单元，能够同时满足对多个液压油缸的供油控制，控制更方便，集成度更高。
优选地，单向阀7包括第一钢珠71和第一弹簧72，泵油高压油路12内设有与第一钢珠71密封配合的第一台阶孔121，第一钢珠71、第一弹簧72依次抵设于第一台阶孔121与其中一个出油管6之间，与第一弹簧72相抵的出油管6螺纹连接至底座1。通过采用上述结构设计，使得用户在调试时可以方便地调节单向阀7的开启压力，更有利于满足实际应用需求。
优选地，底座1内还设置有溢流油路14，溢流油路14的一端与出油口312连通，溢流油路14的另一端与油罐2连通，溢流油路14内设置有单向溢流阀8，当出油口312的压力高于单向溢流阀8的设定压力时，单向溢流阀8对出油口312进行泄压，从而确保了泵油高压油路12中的压力保持稳定。本实施例中，为了便于用户使用，底座1上设置有用于调节单向溢流阀8的设定压力的调节装置9。
具体的说，本实施例中，单向溢流阀8包括第二钢珠81、第二弹簧82、弹簧座83及支撑座84，溢流油路14内设有与第二钢珠81密封配合的第二台阶孔141，调节装置与底座1螺纹连接，第二钢珠81、弹簧座83、第二弹簧82及支撑座84依次抵接于第二台阶孔141与调节装置之间。调节装置9为螺堵，通过旋动调节装置9，可以调整第二弹簧82对第二钢珠81的弹性作用力，从而调节单向溢流阀8的设定压力。
优选地，溢流油路14通过泵油低压油路11与油罐2连通，也就是说，当单向溢流阀8开启时，溢流油路14内的液压油经泵油低压油路11回流至油罐2内，如此，使得底座1内无需设置额外的油路来连通溢流油路14和油罐2，从而优化了底座1内部的油路结构，使得油路加工更加方便，进一步节约了制造成本。
优选地，本实施例中，为了实现轻量化设计，参见图3所示，油罐2采用塑料制成，油罐2内设置有若干加强筋板21，加强筋板21将油罐2分隔为若干个相互连通的腔室22，加强筋板21呈“井”字型布局，从而有效提高油罐2的整体强度。
优选地，油罐2设置有加油口，加油口连接有加油盖23，利用加油盖23使得用户能够便于对油罐2加注液压油，同时，本实施例中，加油盖23优选为具有排气功能的加油盖23结构，这样能够平衡油罐2内外的压力差，确保油罐2内部压力平衡。
本发明提供的一种重卡换电的组合式动力单元，旨在对新能源换电重卡的液压锁紧装置中的液压油缸进行供油控制，工作时，出油管6通过管路连接至液压油缸，本实施例中，该液压油缸为单作用油缸，继电器组件5控制电机泵总成3和电磁阀4同步通断电。当向液压油缸供高压油时，液压油缸使液压锁紧装置，当回油时，液压锁紧装置处于锁定状态，从而实现对液压锁紧装置的锁定与解锁。具体到本发明来说：
当电机泵总成3、电磁阀4均断电时，此时液压油缸中的液压油回流至出油管6，在单向阀7的作用下，回流的液压油不会流至泵油高压油路12，而是经由回油油路13、电磁阀4回流至油罐2中，此时液压锁紧装置处于锁定状态；
当需要对液压锁紧装置解锁，以将电池箱取出时，此时继电器组件5接收车载控制信号，并控制电机泵总成3和电磁阀4同步通电，此时：一方面，由于电机泵总成3通电启动，使得油罐2中的低压油液由泵油低压油路11、进油口311吸入至泵油腔中，在电机泵总成3的泵压作用下，泵油腔中的高压油液经出油口312流入泵油高压油路12中，泵油高压油路12中的高压油液对单向阀7施加作用力，使得单向阀7开启，此时高压油液流至各出油管6中，并最终作用至液压油缸，在此过程中，如果出油口312处的油液压力高于单向溢流阀8的设定压力，会使得单向溢流阀8开启，从而对出油口312进行泄压，确保流至液压油缸中的油压稳定；另一方面，虽然回油油路13与出油管6处于连通状态，但由于电磁阀4通电，电磁阀4内部的阀芯受电磁力作用而动作，使得电磁阀4的阀口由开启状态变为闭合状态，即电磁阀4的输入口41与输出口42无法连通，此时，出油管6处的高压液压油不会经回油油路13回流至油罐2内，从而确保了液压锁紧装置能够顺利解锁；
当继电器组件5接收车载控制信号，并控制电机泵总成3和电磁阀4再次同步断电时，电机泵总成3不再向泵油高压油路12泵送高压液压油，使得单向阀7再次关闭，同时，电磁阀4的阀芯也自动复位，电磁阀4的输入口41与输出口42再次连通，液压油缸中的液压油再次经出油管6、回油油路13及电磁阀4回流至油罐2中。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种重卡换电的组合式动力单元，其特征在于：包括底座，所述底座上分别安装有油罐、电机泵总成、电磁阀、继电器组件及出油管，所述底座内分别设有泵油低压油路、泵油高压油路及回油油路，所述电机泵总成具有泵油腔、分别与所述泵油腔连通的进油口和出油口；
所述泵油低压油路的一端与所述油罐连通，所述泵油低压油路的另一端与所述进油口连通；
所述泵油高压油路的一端与所述出油口连通，所述泵油高压油路的另一端与所述出油管连通，所述出油管通过管路连接至液压油缸，所述液压油缸为单作用油缸，所述泵油高压油路内还设置有单向阀，所述单向阀用于限制所述泵油高压油路内的液压油仅能由所述出油口流向所述出油管；
所述电磁阀为二位二通常开式电磁阀，所述电磁阀具有输入口和输出口，所述电磁阀在未通电时，所述电磁阀内部的阀口开启，此时所述电磁阀的输入口和输出口处于连通状态，当所述电磁阀通电时，所述电磁阀内部的阀口闭合，此时所述电磁阀的输入口与输出口无法连通，所述输入口和所述输出口串接于所述回油油路，所述回油油路的一端与所述出油管连通，所述回油油路的另一端与所述油罐连通；
所述继电器组件分别与所述电机泵总成、所述电磁阀电性连接，所述继电器组件控制电机泵总成和电磁阀同步通断电，当向所述液压油缸供高压油时，所述液压油缸使液压锁紧装置解锁，当回油时，液压锁紧装置处于锁定状态。
2.根据权利要求1所述的一种重卡换电的组合式动力单元，其特征在于：所述回油油路通过所述泵油腔与所述油罐连通。
3.根据权利要求1所述的一种重卡换电的组合式动力单元，其特征在于：所述底座上设置有至少一个所述出油管，所有的所述出油管均并联于所述单向阀的输出端。
4.根据权利要求3所述的一种重卡换电的组合式动力单元，其特征在于：所述单向阀包括第一钢珠和第一弹簧，所述泵油高压油路内设有与所述第一钢珠密封配合的第一台阶孔，所述第一钢珠、所述第一弹簧依次抵设于所述第一台阶孔与其中一个所述出油管之间，与所述第一弹簧相抵的所述出油管螺纹连接至所述底座。
5.根据权利要求1所述的一种重卡换电的组合式动力单元，其特征在于：所述底座内还设置有溢流油路，所述溢流油路的一端与所述出油口连通，所述溢流油路的另一端与所述油罐连通，所述溢流油路内设置有单向溢流阀，当所述出油口的压力高于所述单向溢流阀的设定压力时，所述单向溢流阀对所述出油口进行泄压。
6.根据权利要求5所述的一种重卡换电的组合式动力单元，其特征在于：所述底座上设置有用于调节所述单向溢流阀的设定压力的调节装置。
7.根据权利要求6所述的一种重卡换电的组合式动力单元，其特征在于：所述单向溢流阀包括第二钢珠、第二弹簧、弹簧座及支撑座，所述溢流油路内设有与所述第二钢珠密封配合的第二台阶孔，所述调节装置与所述底座螺纹连接，所述第二钢珠、所述弹簧座、所述第二弹簧及所述支撑座依次抵接于所述第二台阶孔与所述调节装置之间。
8.根据权利要求5所述的一种重卡换电的组合式动力单元，其特征在于：所述溢流油路通过所述泵油低压油路与所述油罐连通。
9.根据权利要求1所述的一种重卡换电的组合式动力单元，其特征在于：所述油罐内设置有若干加强筋板，所述加强筋板将所述油罐分隔为若干个相互连通的腔室。
10.根据权利要求1或9所述的一种重卡换电的组合式动力单元，其特征在于：所述油罐设置有加油口，所述加油口连接有加油盖。
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