CN117068267A - 一种增程式混合动力牵引车底盘布置结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种增程式混合动力牵引车底盘布置结构，包括车架，所述车架包括左纵梁、右纵梁及两根横梁，两根横梁将车架分为车架前部、车架中部和车架后部，车架前端且位于车辆驾驶室后方位置设置有框架结构，框架结构一端与车架连接，底盘布置结构还包括增程器系统及热管理系统，增程器系统设置于车架前部呈水平方向下沉布置，其与车架之间悬置固定，悬置安装点位于车架腹面下端，沿车辆纵向布置，其包括从前向后依次设置的发动机、联轴器、增速箱+发电机总成，热管理系统包括布置在驾驶室与框架结构之间的三套冷却系统且均设置于框架结构上。能够克服现有技术中增加增程设备导致车辆轴距增加，或者占用车辆回转半径空间的缺陷。

Description

一种增程式混合动力牵引车底盘布置结构

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，具体涉及一种增程式混合动力牵引车底盘布置结构。

背景技术

本发明专利可解决增程式混合动力的总布置问题。增程式车型需在传统CNG牵引车上增加大功率增程器，大容量动力电池，电机及变速器，控制系统和电气化的辅机系统。同时还需要配套增加系统对应的热管理系统。此外，因发动机、电机、电池及控制器的需求温度均不相同，还要避免系统之间热辐射的影响；总布置工作开始前就要求进行热辐射分析。

法律法规对半挂牵引车的前后回转半径有尺寸要求；对挂车长度，半挂列车总长都有相应的要求。如何在不增加轴距，不占用挂车回转半径空间的前提下，还要尽可能的通用化设计，并满足合理的前后轴荷分配以及保养维修便利，这就对整车总布置提出很高的要求。

发明内容

因此，本发明提供一种增程式混合动力牵引车底盘布置结构，能够克服现有技术中增加增程设备导致车辆轴距增加，或者占用车辆回转半径空间的缺陷。

为了解决上述问题，本发明提供一种增程式混合动力牵引车底盘布置结构，包括车架，所述车架包括左纵梁、右纵梁及横梁，所述车架分为车架前部、车架中部和车架后部，所述车架前端且位于车辆驾驶室后方位置设置有框架结构，所述框架结构一端与所述车架连接，其特征在于，还包括增程器系统及热管理系统，所述增程器系统设置于所述车架前部呈水平方向下沉布置，其与所述车架之间悬置固定，悬置安装点位于所述车架腹面下端，沿车辆纵向布置，其包括从前向后依次设置的发动机、联轴器、增速箱+发电机总成，所述热管理系统包括布置在所述驾驶室与所述框架结构之间的发动机冷却系统、发电机及其控制器冷却系统和驱动电机及其控制器冷却系统，且三套冷却系统均设置于所述框架结构上。

在一些实施方式中，所述发动机位于所述车架前部中间位置，所述发动机前端设置有所述发动机冷却系统，所述发动机后端通过飞轮壳与所述增速箱+发电机总成连接，所述发动机后端内部通过飞轮盘连接所述联轴器的一端，所述联轴器的另一端连接所述增速箱+发电机总成，所述发动机包括发动机排气后处理系统及发动机进气系统，所述发动机排气后处理系统位于所述右纵梁的外侧，自上向下做投影，所述发动机排气后处理系统位于所述发动机的右后方，所述发动机进气系统的空气过滤器位于所述飞轮壳上方，或者位于驾驶室底板下方。

在一些实施方式中，增程式混合动力牵引车底盘布置结构还包括燃料供给系统，所述燃料供给系统为CNG/LNG燃料供给系统，或者为燃油/甲醇供给系统。

当所述燃料供给系统为CNG/LNG燃料供给系统时，所述CNG/LNG燃料供给系统设置于所述框架结构内，所述电池供给系统设置于所述车架中部左右两外侧面。

当所述燃料供给系统为燃油/甲醇供给系统时，所述燃油/甲醇供给系统位于所述车架中部左右两外侧面，所述电池供给系统位于所述框架结构内。

在一些实施方式中，当所述CNG/LNG燃料供给系统设置于所述框架结构内，所述电池供给系统设置于所述车架中部左右两外侧面时，所述电池供给系统通过电池支架固定在所述车架上，所述电池支架为两层，其中一层设置有电池系统控制箱和电池热管理机组。

当所述燃油/甲醇供给系统位于所述车架中部左右两外侧面，所述电池供给系统位于所述框架结构内时，所述电池系统控制箱和所述电池热管理机组布置在所述框架结构上。

在一些实施方式中，增程式混合动力牵引车底盘布置结构还包括驱动系统，所述驱动系统包括安装于所述车架中部且相互连接的驱动电机和变速器，所述变速器后端的变速器输出法兰通过传动轴与车桥连接。

在一些实施方式中，所述驱动电机为1个，或者为2个。

在一些实施方式中，增程式混合动力牵引车底盘布置结构还包括控制系统，所述控制系统包括集成控制器和发电机控制器，所述集成控制器安装于所述框架结构靠近所述车架一侧，所述发电机控制器设置于所述变速器的后方。

在一些实施方式中，增程式混合动力牵引车底盘布置结构还包括辅机系统，所述辅机系统包括电动空调压缩机、电动转向油泵和制动系统，所述电动空调压缩机安装于所述发动机的壳体上，所述电动转向油泵安装在车架外部的左侧前轮处，所述制动系统包括电动空气压缩机，所述电动空气压缩机与所述集成控制器共用安装支架。

在一些实施方式中，增程式混合动力牵引车底盘布置结构还包括转向电机，左纵梁外侧，前轴中心位置设置所述转向电机。

本发明提供的一种增程式混合动力牵引车底盘布置结构，通过将增程器系统安装于车架的中央位置，且位于左纵梁及右纵梁的内侧，靠近前部位置，整体呈水平布置，该种布置方式取消了发动机倾角，增程器系统(A)布置后占用的长度及高度方向尺寸减少约40-150mm。同时发动机前移，最大化利用布置空间。结构紧凑，在有限的轴距内，可布置更多的子系统，车辆前中部空间利用率较高；此外，通过整车的热流场及热辐射分析，合理的设置热源及散热通道，热辐射隔离等措施，最大程度保障了整车的各子系统热辐射相互影响。最后通过降低增程器系统高度，驱动系统总成高度，使得整车的重心也比较低，高速行驶更稳定，同时兼顾维修便利性。

附图说明

图1为本发明实施例的增程式混合动力牵引车底盘布置结构的结构示意图。

附图标记表示为：

1、驾驶室；2、发动机；3、发动机冷却系统；4、电动转向油泵；5、左纵梁；6、右纵梁；7、第一横梁；8、第二横梁；9、增速箱+发电机总成；10、驱动电机；11、变速器；12、第一发电机控制器；13、第二发电机控制器；14、变速器输出法兰；15、左侧电池系统；16、右侧电池系统；17、框架结构17；18、排气后处理系统；19、发电机及控制器冷却系统；20、电池热管理系统膨胀水箱；21、驱动电机及控制系统冷却系统；22、集成控制器；23、电动空气压缩机；24、电池系统控制箱；25、电池热管理机组；26、飞轮壳；27、电动空调压缩机。

具体实施方式

结合参见图1所示，根据本发明的实施例，本申请所称前、后、左及右，为沿车辆行使方向，车辆前进方向为前，相反方向为后，主驾驶侧为左，相反方向为右。本申请提供一种增程式混合动力牵引车底盘布置结构，包括增程器系统、驱动系统、电池系统、燃料供给系统、控制系统、辅机系统、热管理系统、车架系统及驾驶室系统。

所述的增程器系统包含发动机冷却系统3、发动机2、飞轮壳26、挠性联轴器、增速箱+发电机总成9、发动机排气后处理系统18及发动机进气系统；其中发电机可以是1个或者2个。它们装配关系从图1可以看出，发动机2置于车辆前部，车架中间，发动机冷却系统3位于发动机风扇之前，排气后处理系统18位于车架右纵梁6的右侧，发动机2右后方。发动机2后端外部飞轮壳26通过双头螺栓与增速箱+发电机总成9连接，内部飞轮盘与挠性联轴器一端连接，挠性联轴器另一端通过花键齿与增速箱+发电机总成9内部连接。安装方式通过四点悬置固定，并沿车辆长度方向设置。增程器系统呈水平方向布置，无倾斜角，且下沉布置，悬置安装点位于车架腹面最下端。发动机进气系统空滤位于发动机飞轮壳26上方或驾驶室底板下方。增程器系统安装于车架架的中央位置，且位于左纵梁5及右纵梁6的内侧，靠近前部位置，整体呈水平布置，该种布置方式取消了发动机倾角，增程器系统布置后占用的长度及高度方向尺寸减少约40-150mm。同时发动机前移，最大化利用布置空间。而发动机之前的冷却系统、空调冷凝系统布置基本不变。

所述车架系统包括多个横梁、左纵梁5及右纵梁6，所述左纵梁5及所述右纵梁6沿车辆长度方向设置，其位于车辆底部的左右两侧且对称设置，多个所述横梁与所述左纵梁及所述右纵梁垂直设置，且沿所述左纵梁及所述右纵梁的长度方向分布。

所述电池系统安装于所述左纵梁5及所述右纵梁6的两侧且对称设置，其位置靠近车架的中后端，电池系统的容量较大，分为左侧电池系统15和右侧电池系统16，左/右两侧电池系统的后端接近驱动桥轮胎的挡泥板，且左右两侧电池系统中的每个电池包均设置有保温棉，最外侧有防护壳。左/右两侧电池系统安装支架均为两层，左侧电池系统15的安装支架下层安装有电池系统控制箱24和电池热管理机组25，电池热管理机组25的散热气流朝车后方向。电池系统作为中间节点，两端通过高压线束分别连接增程器系统与驱动系统，起到能量调节的作用。电池系统安装于左纵梁5及右纵梁6的外侧两侧且对称设置，其位置靠近驱动轮的挡泥板，且无法再向后布置。驱动系统位于车架左右纵梁中后部，保证驱动系统任何部位不超出车架上翼面和传动轴最短即可。

驱动系统包括驱动电机10及变速器11，其安装于车架的中央位置，且位于所述左纵梁5及所述右纵梁6的内侧，所述驱动电机10及所述变速器11前后横梁分别设置第一横梁7和第二横梁8，同时，驱动电机10可以2个或者1个，变速器11后端的变速器输出法兰14通过传动轴与车桥连接。

燃料供给系统为CNG/LNG燃料供给系统，或者为燃油/甲醇供给系统，当燃料供给系统为CNG/LNG燃料供给系统时，所述CNG/LNG燃料供给系统位于车架上翼面上部的框架结构17内，CNG/LNG气瓶总成通过其框架结构17的底部纵梁放置于车架上翼面上，其左右两个分别设置两个连接板通过螺栓与车架相连。气瓶总成可是1层、2层、3层、4层中任一层数设置，每层设置2个气瓶。外部有蒙皮保护。

当燃料供给系统为燃油/甲醇供给系统时，则电池系统安装与框架结构17内，燃油/甲醇供给系统安装于左侧电池系统15和右侧电池系统16的位置。

所述控制系统包括集成控制器22、整车控制器、第一发电机控制器12、第二发电机控制器13、换挡控制器、电池系统控制箱24。整车控制器根据驾驶员意图，实时控制着上面所述的其它控制器。集成控制器22里集成着驱动电机10控制器、电动空气压缩机23控制器、电动空调压缩机27控制器、电动转向油泵4控制器、暖风控制器、24V电源转换器。集成控制器22安装于框架结构17左前下侧，车架外部；第一发电机控制器12、第二发电机控制器13安装于车架中部，变速器11后部，传动轴上方。控制系统中的发电机控制器布置于车架系统中央，前后方向基本与电池系统的位置一致。多合一控制器布置在左纵梁外侧，CNG燃料供给系统下方，靠近前轮挡泥板的位置。此位置方便高压线束布置及走向，且离电机很近，减少了高压线束的使用长度。

所述辅机系统包括电动空调压缩机27、电动转向油泵4、24V电源转化器、暖风。电动空调压缩机27安装于发动机壳体上，位置在左前中部；电动转向油泵4安装在左侧前轮附近，车架外部；

热管理系统系统包含发动机冷却系统3、发电机及控制器冷却系统19、电池热管理系统和驱动电机及控制系统冷却系统21；发电机及控制器冷却系统19和驱动电机及控制系统冷却系统21布置在驾驶室1与框架结构17之间的空隙里，左右对称，位于车架上方。进风口设置于左右两侧的最外侧，基本与驾驶室外侧平齐。驱动电机及控制系统冷却系统21与发电机及控制器冷却系统19的位置最上端布置有第一膨胀水箱。电池热管理系统膨胀水箱20布置于驱动电机及控制系统冷却系统右侧等高的位置，安装于框架结构17上

驾驶室系统位于车辆前部发动机上方。驾驶室内新增了许多混合动力用的按钮及控制操作按钮。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种增程式混合动力牵引车底盘布置结构，包括车架，所述车架包括左纵梁(5)、右纵梁(6)及横梁，所述车架分为车架前部、车架中部和车架后部，所述车架前端且位于车辆驾驶室(1)后方位置设置有框架结构(17)，所述框架结构(17)一端与所述车架连接，其特征在于，还包括增程器系统及热管理系统，所述增程器系统设置于所述车架前部呈水平方向下沉布置，其与所述车架之间悬置固定，悬置安装点位于所述车架腹面下端，沿车辆纵向布置，其包括从前向后依次设置的发动机(2)、联轴器、增速箱+发电机总成(9)，所述热管理系统包括布置在所述驾驶室(1)与所述框架结构(17)之间的发动机冷却系统(3)、发电机及其控制器冷却系统(19)和驱动电机及其控制器冷却系统(21)，且三套冷却系统均设置于所述框架结构(17)上。

2.根据权利要求1所述的增程式混合动力牵引车底盘布置结构，其特征在于，所述发动机(2)位于所述车架前部中间位置，所述发动机(2)前端设置有所述发动机冷却系统(3)，所述发动机(2)后端通过飞轮壳(26)与所述增速箱+发电机总成(9)连接，所述发动机(2)后端内部通过飞轮盘连接所述联轴器的一端，所述联轴器的另一端连接所述增速箱+发电机总成(9)，所述发动机(2)包括发动机排气后处理系统(18)及发动机进气系统，所述发动机排气后处理系统(18)位于所述右纵梁(6)的外侧，自上向下做投影，所述发动机排气后处理系统(18)位于所述发动机(2)的右后方，所述发动机进气系统的空气过滤器位于所述飞轮壳(26)上方，或者位于驾驶室底板下方。

3.根据权利要求1所述的增程式混合动力牵引车底盘布置结构，其特征在于，还包括燃料供给系统，所述燃料供给系统为CNG/LNG燃料供给系统，或者为燃油/甲醇供给系统；

当所述燃料供给系统为CNG/LNG燃料供给系统时，所述CNG/LNG燃料供给系统设置于所述框架结构(17)内，所述电池供给系统设置于所述车架中部左右两外侧面；

当所述燃料供给系统为燃油/甲醇供给系统时，所述燃油/甲醇供给系统位于所述车架中部左右两外侧面，所述电池供给系统位于所述框架结构(17)内。

4.根据权利要求3所述的增程式混合动力牵引车底盘布置结构，其特征在于，当所述CNG/LNG燃料供给系统设置于所述框架结构(17)内，所述电池供给系统设置于所述车架中部左右两外侧面时，所述电池供给系统通过电池支架固定在所述车架上，所述电池支架为两层，其中一层设置有电池系统控制箱(24)和电池热管理机组(25)；

当所述燃油/甲醇供给系统位于所述车架中部左右两外侧面，所述电池供给系统位于所述框架结构(17)内时，所述电池系统控制箱(24)和所述电池热管理机组(25)布置在所述框架结构(17)上。

5.根据权利要求1所述的增程式混合动力牵引车底盘布置结构，其特征在于，还包括驱动系统，所述驱动系统包括安装于所述车架中部且相互连接的驱动电机(10)和变速器(11)，所述变速器(11)后端的变速器输出法兰(14)通过传动轴与车桥连接。

6.根据权利要求5所述的增程式混合动力牵引车底盘布置结构，其特征在于，所述驱动电机(12)为1个，或者为2个。

7.根据权利要求5所述的增程式混合动力牵引车底盘布置结构，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括集成控制器(22)和发电机控制器，所述集成控制器(22)安装于所述框架结构(17)靠近所述车架一侧，所述发电机控制器设置于所述变速器(11)的后方。

8.根据权利要求7所述的增程式混合动力牵引车底盘布置结构，其特征在于，还包括辅机系统，所述辅机系统包括电动空调压缩机(27)、电动转向油泵(4)和制动系统，所述电动空调压缩机(27)安装于所述发动机(2)的壳体上，所述电动转向油泵(4)安装在车架外部的左侧前轮处，所述制动系统包括电动空气压缩机(23)，所述电动空气压缩机(23)与所述集成控制器(22)共用安装支架。

9.根据权利要求1所述的增程式混合动力牵引车底盘布置结构，其特征在于，还包括转向电机，左纵梁外侧，前轴中心位置设置所述转向电机。