CN203272347U - 液压动力系统及其在新能源汽车中的应用 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液压动力系统及其在新能源汽车中的应用，所述液压动力系统，其包括有液压动力执行装置和液压动力控制装置，所述液压动力执行装置包括电动机、液压齿轮泵和第一液压油缸，所述电动机驱动所述液压齿轮泵，并进而使得第一液压油缸执行工作。所述液压动力控制装置包括液压压力开关，所述液压压力开关检测液压动力执行装置内的油压，并在其达到预定阈值时关断所述电动机的电源。本实用新型通过电动机驱动液压齿轮泵，并进而使得液压油缸执行工作，从而实现将动力电池作为液压动力系统的动力来源，进而实现液压动力系统在新能源汽车中的应用。此外，在液压动力执行装置执行到一定位置时，使得所述电动机停止工作，从而提高能源的利用效率。

Description

液压动力系统及其在新能源汽车中的应用

技术领域

本实用新型涉及液压系统领域,特别涉及一种液压动力系统及其在新能源汽车中的应用。

背景技术

目前液压动力装置在传统汽车上的应用由发动机提供动力，其消耗的汽油或柴油不仅消耗了自然界不可再生的石油能源，还对空气造成了严重的污染。液压动力装置中的执行元件的工作速度是通过改变发动机旋转速度从而改变液压系统中高压油的流量来实现，而且执行元件工作完成后无法实现发动机停止工作，使发动机和液压动力装置一直处于工作状态，浪费能源，并且降低了部件的使用寿命。

因此,有必要提出一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种液压动力系统，其可以由电动机来驱动，其还可以提高能源的利用效率。

本实用新型的目的之二在于提供一种新能源汽车，其采用由电动机驱动的液压动力系统，还可以提高能源的利用效率

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种液压动力系统，其包括有液压动力执行装置和液压动力控制装置。所述液压动力执行装置包括电动机、液压齿轮泵和第一液压油缸，所述电动机驱动所述液压齿轮泵，并进而使得第一液压油缸执行工作。所述液压动力控制装置包括液压压力开关，所述液压压力开关检测液压动力执行装置内的油压，并在其达到预定阈值时关断所述电动机的电源。

进一步的，所述液压动力控制装置还包括延迟继电器，所述液压压力开关在油压达到预定阈值时触发所述延迟继电器，所述延迟继电器经由所述液压压力开关的触发后切断所述电动机的电源，并且延迟预定时长后恢复给所述电动机供电。

更进一步的，所述液压动力执行装置还包括有第二液压油缸和电磁换向阀，所述电磁换向阀包括与第一液压油缸连通的第一端口、与第二液压油缸连通的第二端口、与所述液压齿轮泵连通的第三端口、第一组线圈和第二组线圈。在第一组线圈上电后控制第一端口与第三端口连通，在第二组线圈上电后控制第二端口与第三端口连通，所述延迟继电器经由所述液压压力开关的触发后切断所述电动机的电源，同时也会切断第一组线圈和第二组线圈的电源，在延迟预定时长后恢复给所述电动机供电，也恢复给第一组线圈和第二组线圈供电。

再进一步的，所述液压动力控制装置还包括第一控制开关、第二控制开关和互锁电路，第一控制开关处于工作位置时，导通第一组线圈和所述电动机所在的导电通路导通以使得它们被供电，在第一控制开关处于非工作位置时，切断第一组线圈的电源，第二控制开关处于工作位置时，使得第二组线圈和所述电动机所在的导电通路导通以使得它们被供电，在第二控制开关处于非工作位置时，切断第二组线圈的电源。所述互锁电路使得在第一控制开关首先处于工作位置时，切断第二控制开关所在的导电通路，在第二控制开关首先处于工作位置时，切断第一控制开关所在的导电通路。

再进一步的，所述互锁电路包括串联于第一控制开关的导电通路上的第一继电器、串联于第二控制开关的导电通路上的第二继电器、与第一继电器的控制端连接的第一控制通路和与第二继电器的控制端连接的第二控制通路，第一继电器和第二继电器都是常导通状态，在第一控制开关先处于工作位置时，第二控制通路控制第二继电器断开以切断第二控制开关的导电通路，在第二控制开关先处于工作位置时，第一控制通路控制第一继电器断开以切断第一控制开关的导电通路。

再进一步的，所述液压压力开关检测所述液压齿轮泵和所述电磁换向阀之间的油压，第一液压油缸为拉臂油缸，第二液压油缸为锁紧油缸，所述液压动力执行装置还包括位于第一液压油缸和所述电磁换向阀之间的双单向节流调速阀、位于第二液压油缸和所述电池换向阀之间的阻尼孔和溢流阀。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供一种新能源汽车，其包括液压动力系统、给电动机提供电源的电池以及由液压动力系统驱动的车厢，其中所述电动机为所述汽车提供动力。液压动力系统，其包括有液压动力执行装置和液压动力控制装置。所述液压动力执行装置包括电动机、液压齿轮泵和第一液压油缸，所述电动机驱动所述液压齿轮泵，并进而使得第一液压油缸执行工作。所述液压动力控制装置包括液压压力开关，所述液压压力开关检测液压动力执行装置内的油压，并在其达到预定阈值时关断所述电动机的电源。

与现有技术相比，本实用新型通过电动机驱动液压齿轮泵，并进而使得液压油缸执行工作，从而实现将动力电池作为液压动力系统的动力来源，进而实现液压动力系统在新能源汽车中的应用。此外，在液压动力执行装置执行到一定位置时，使得所述电动机停止工作，从而提高能源的利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型在一个实施例中的液压动力系统的液压动力执行装置的结构示意图；

图2为本实用新型在一个实施例中的液压动力系统的液压动力控制装置的电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

在本实用新型的一个实施例中，本实用新型提供的液压动力系统包括有液压动力执行装置和液压动力控制装置。所述液压动力执行装置包括电动机、液压齿轮泵和第一液压油缸。所述电动机驱动所述液压齿轮泵，并进而使得第一液压油缸执行工作；所述液压动力控制装置包括液压压力开关，所述液压压力开关检测液压动力执行装置内的油压，并在其达到预定阈值时关断所述电动机的电源。由于在本实用新型中通过电动机驱动所述液压齿轮泵。因此，可以将动力电池作为本实用新型中的液压动力系统的动力来源,同时可以在油压达到预定阈值时，停止所述电动机的工作，从而节省电能。

在一个实施例中，所述液压动力控制装置还包括延迟继电器，所述液压压力开关在油压达到预定阈值时触发所述延迟继电器，所述延迟继电器经由所述液压压力开关的触发后切断所述电动机的电源，并且延迟预定时长后恢复给所述电动机供电。这样，就可以实现当液压油缸工作到位（或者一个工作程序完成）后到下一个工作程序开始前，使所述液压动力系统自动停止工作一段时间，从而节省所述液压动力系统的能源消耗，提高功能器件的使用寿命。

在一个实施例中，所述液压动力执行装置还包括有第二液压油缸和电磁换向阀。所述电磁换向阀包括与第一液压油缸连通的第一端口、与第二液压油缸连通的第二端口、与所述液压齿轮泵连通的第三端口、第一组线圈和第二组线圈；在第一组线圈上电后控制第一端口与第三端口连通，在第二组线圈上电后控制第二端口与第三端口连通，所述延迟继电器经由所述液压压力开关的触发后切断所述电动机的电源，同时也会切断第一组线圈和第二组线圈的电源，在延迟预定时长后恢复给所述电动机供电，也恢复给第一组线圈和第二组线圈供电。其可以通过电磁换向阀实现对两个液压油缸的工作控制。

在一个实施例中，所述液压动力控制装置还包括第一控制开关、第二控制开关和互锁电路。第一控制开关处于工作位置时，导通第一组线圈和所述电动机所在的导电通路以使得它们被供电，在第一控制开关处于非工作位置时，切断第一组线圈的电源，第二控制开关处于工作位置时，使得第二组线圈和所述电动机所在的导电通路导通以使得它们被供电，在第二控制开关处于非工作位置时，切断第二组线圈的电源，所述互锁电路使得在第一控制开关首先处于工作位置时，切断第二控制开关所在的导电通路，在第二控制开关首先处于工作位置时，切断第一控制开关所在的导电通路。这样，就可以使第一液压油缸和第二液压油缸在所述液压动力控制装置的控制下实现互锁，确保两个液压油缸不可以同时工作，使设备和人员的安全得到可靠的保障。

为了便于理解本实用新型，以下通过图1和图2具体介绍本实用新型中的液压动力系统。

首先，请参考图1所示，其为本实用新型在一个实施例中的液压动力系统中的液压动力执行装置的结构示意图。所述液压动力执行装置包括拉臂油缸（也可以被称为第一油缸）8、锁紧油缸（也可以被称为第二油缸）9、电动机1（M）、液压齿轮泵2、电磁换向阀11、位于所述拉臂油缸8和所述电磁换向阀11之间的双单向节流调速阀7和位于所述锁紧油缸9和所述电磁换向阀3之间的阻尼孔10。所述电磁换向阀11包括与所述拉臂油缸8连通的第一端口、与所述锁紧油缸9连通的第二端口、与所述液压齿轮泵2连通的第三端口、第一组线圈和第二组线圈D3、D4，其中，第一组线圈包括相互并联的第一线圈D1和第二线圈D2；第二组线圈包括相互并联的第三线圈D3和第四线圈D4。

其次，请参考图结合1和图2所示，其为本实用新型在一个实施例中的液压动力系统中的液压动力控制装置的电路示意图。所述液压动力控制装置包括液压压力开关（压力继电器）P、触发型时间延时继电器（ST3PT）、三位置自动复位开关K2（即第一控制开关）、三位置自动复位开关K3（即第二控制开关）、推拉开关K1、继电器JZ1、继电器JZ4和互锁电路。144V的电源经过继电器JZ4给所述电动机M供电，继电器JZ4为常断开关。推拉开关K1导通后，后续电路才能工作。事实上，该液压压力开关有一部分属于液压动力执行装置，这部分在图1中标记为6，有部分属于液压动力控制装置，这部分在图2中标记为P。

所述互锁电路包括与自动复位开关K3串联的继电器JZ3、与自动复位开关K2串联的继电器JZ2、与继电器JZ2的控制端连接的控制通路(二极管Z5和Z6所在的通路)、与继电器JZ3的控制端连接的控制通路(二极管Z3和Z4所在的通路)，继电器JZ1、JZ2和JZ2为常导通状态，继电器JZ4为常断开关。

如图2所示，在油压大于预定阈值时，所述液压压力开关6导通，从而触发了延时继电器ST3PT，延时继电器导通使得继电器JZ1断开，这样后续的电路都将停电，即线圈D1、D2、D3、D4会被停止供电，继电器JZ4断开，这样停止给所述电动机供电。在经过一定时间的延迟后，所述延时继电器恢复断开，此时所述继电器JZ1也为导通状态，可以给后续电源供电。所述油压的预定阈值可以根据用户需要或经验设置。

在控制开关K2先处于工作位置时，此时其处于导通状态，控制通路Z3和Z4控制继电器JZ3断开以切断控制开关K3的导电通路，在控制开关K3先处于工作位置时，此时其处于导通状态，控制通路Z5和Z6控制继电器JZ2断开以切断控制开关K2的导电通路。在K2处于工作位置时，线圈D1和D2通电，继电器JZ4导通，所有电动机M和拉臂油缸配合工作，此时无论K3怎么控制，所述锁紧油缸都不会工作，同样的，在K3处于工作位置时，线圈D3和D4通电，继电器JZ4导通，所有电动机M和锁紧油缸配合工作，此时无论K2怎么控制，所述拉臂油缸都不会工作。

如图2所示，所述液压动力执行装置还包括溢流阀3、压力表4、单向节流阀5。

本实用新型中的液压动力系统可以一个用于新能源汽车中，所述新能源汽车中包括有所述电动机提供电源的电池以及由液压动力系统驱动的车厢，其中所述电动机为所述汽车提供动力。

纯电动汽车的动力电池向电动机1（电压：48V、72V、144V、312V等）提供动力驱动液压齿轮泵2用来供给系统高压油，其压力由溢流阀3调定，液压油缸8的双向运动速度分别由双单向节流调速阀7调整设定，液压油缸9的运动速度是由系统中的阻尼孔10在设计时设定，液压油缸8和液压油缸9执行工作到达指定位置(比如液压油缸的最远行程)后的压力会上升，并最终到达预定阈值，此时液压压力开关6会给延时继电器ST3PT提供触发信号，经过触发型时间延时继电器（ST3PT）的延时后复位再向系统供电，准备进入下一个程序工作（比如收回程序）。

液压油缸8和液压油缸9在控制系统中实现了互锁，确保二个液压油缸不可以同时工作，使设备和人员的安全得到可靠的保障，这是由互锁电路来实现的。

在新能源汽车上打开总电源开关和钥匙开关，接通推拉开关K1，旋转三位置自动复位开关K2到翻倒（自卸）位置，电动机1和液压齿轮泵2开始工作，同时三位四通电磁换向阀5的线圈D1（或D2）通电，液压系统设定压力的高压油经过双单向节流调速阀6按照调整的流量向液压油缸8供油，活塞杆伸出（或收回），带动箱体完成翻倒（自卸）工作，液压油缸8在到达指定位置后不再运动，其系统内压力升高的信号触发液压压力开关（压力继电器）6，由该开关反馈信号触发触发型时间延时继电器S（ST3PT），并提供信号给继电器Jz1、Jz2、Jz3等使系统断电停止工作，操作者松开三位置自动复位开关K2工作停止；经过触发型时间延时继电器S（ST3PT）的延时8S~12S后复位再向系统供电，操作者可以准备进入下一个程序工作。

操作者继续旋转三位置自动复位开关K2到收回(复位)位置，整个系统按照以上顺序实现反向工作，从而实现箱体的复位。

如果操作者误操作，继续进行同向工作，由于液压油缸8已经到达指定位置不再运动，此时系统内压力会升高，经过信号反馈整个系统迅速断电停止工作，有效的保护了人员、设备的安全。

旋转三位置自动复位开关K3，按照以上工作原理，可以完成箱体在翻倒自卸过程中对箱体的锁紧、松开工作，其中液压油缸9的运动速度是由系统中的阻尼孔10在设计时设定。

液压油缸8和液压油缸9在控制系统中实现了互锁，确保二个液压油缸不可以同时工作：当旋转三位置自动复位开关K2工作时，通过二极管Z3或Z4使继电器Jz3线圈通电吸合，三位置自动复位开关K3和D3、D4线圈无法获得电源（液压油缸9无法工作），同时通过二极管Z1或Z2使继电器Jz4线圈通电吸合，电动机和液压动力单元工作，只向液压油缸8提供高压油使其工作；当旋转三位置自动复位开关K3工作时，通过二极管Z5或Z6使继电器Jz2线圈通电吸合，三位置自动复位开关K2和D1、D2线圈无法获得电源（液压油缸8无法工作），同时通过二极管Z7或Z8使继电器Jz4线圈通电吸合，电动机和液压动力系统工作，只向液压油缸9提供高压油使其工作；在系统设计上实现了液压油缸8和液压油缸9的工作互锁，使设备和人员的安全得到可靠的保障。

本实用新型为液压动力系统提供了包括144V、312V、72V、48V、特殊电压的电动机（正常液压动力单元使用的电动机电压为12V、24V），解决了新能源汽车利用动力电池提供动力的问题；解决了液压油缸（含液压马达等）运动速度可调整的问题；解决了液压油缸工作到位后（阶段工作完成）自动停止工作的问题；解决了经过延时重复向系统提供电源，为下一个工作程序做好准备的问题。

在一个具体的实施例中，系统设计参数：电动机：功率：2.2Kw转速2500r/min；系统压力：10~11MPa；液压油缸1:运动速度：翻倒速度：20~28mm/s；收回速度：20~28mm/s；液压油缸2:运动速度：锁紧速度：13~17mm/s；松开速度：13~17mm/s；触发型时间延时继电器的延时时间：8S~12S。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种液压动力系统,其特征在于,其包括有液压动力执行装置和液压动力控制装置， 

所述液压动力执行装置包括电动机、液压齿轮泵和第一液压油缸，所述电动机驱动所述液压齿轮泵，并进而使得第一液压油缸执行工作， 

所述液压动力控制装置包括液压压力开关，所述液压压力开关检测液压动力执行装置内的油压，并在其达到预定阈值时关断所述电动机的电源。 

2.根据权利要求1所述的液压动力系统，其特征在于：所述液压动力控制装置还包括延迟继电器， 

所述液压压力开关在油压达到预定阈值时触发所述延迟继电器， 

所述延迟继电器经由所述液压压力开关的触发后切断所述电动机的电源，并且延迟预定时长后恢复给所述电动机供电。 

3.根据权利要求2所述的液压动力系统，其特征在于：所述液压动力执行装置还包括有第二液压油缸和电磁换向阀，所述电磁换向阀包括与第一液压油缸连通的第一端口、与第二液压油缸连通的第二端口、与所述液压齿轮泵连通的第三端口、第一组线圈和第二组线圈， 

在第一组线圈上电后控制第一端口与第三端口连通，在第二组线圈上电后控制第二端口与第三端口连通， 

所述延迟继电器经由所述液压压力开关的触发后切断所述电动机的电源，同时也会切断第一组线圈和第二组线圈的电源，在延迟预定时长后恢复给所述电动机供电，也恢复给第一组线圈和第二组线圈供电。 

4.根据权利要求3所述的液压动力系统，其特征在于： 

所述液压动力控制装置还包括第一控制开关、第二控制开关和互锁电路， 

第一控制开关处于工作位置时，导通第一组线圈和所述电动机所在的导电通路导通以使得它们被供电，在第一控制开关处于非工作位置时，切断第一组线圈的电源，第二控制开关处于工作位置时，使得第二组线圈和所述电动机所在的导电通路导通以使得它们被供电，在第二控制开关处于非工作位置时，切断第二组线圈的电源， 

所述互锁电路使得在第一控制开关首先处于工作位置时，切断第二控制开关所在的导电通路，在第二控制开关首先处于工作位置时，切断第一控制开关所 在的导电通路。 

5.根据权利要求4所述的液压动力系统，其特征在于： 

所述互锁电路包括串联于第一控制开关的导电通路上的第一继电器、串联于第二控制开关的导电通路上的第二继电器、与第一继电器的控制端连接的第一控制通路和与第二继电器的控制端连接的第二控制通路， 

第一继电器和第二继电器都是常导通状态， 

在第一控制开关先处于工作位置时，第二控制通路控制第二继电器断开以切断第二控制开关的导电通路，在第二控制开关先处于工作位置时，第一控制通路控制第一继电器断开以切断第一控制开关的导电通路。 

6.根据权利要求3所述的液压动力系统，其特征在于：所述液压压力开关检测所述液压齿轮泵和所述电磁换向阀之间的油压。 

7.根据权利要求3所述的液压动力系统，其特征在于：第一液压油缸为拉臂油缸，第二液压油缸为锁紧油缸， 

所述液压动力执行装置还包括位于第一液压油缸和所述电磁换向阀之间的双单向节流调速阀、位于第二液压油缸和所述电池换向阀之间的阻尼孔和溢流阀。 

8.根据权利要求3所述的液压动力系统，其特征在于：所述电动机包括额定电压为312V、144V、72V或48V的电动机。 

9.一种新能源汽车，其特征在于，其包括，如权利要求1-8任一所述的液压动力系统、给所述电动机提供电源的电池以及由液压动力系统驱动的车厢，其中所述电动机为所述汽车提供动力。 

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