CN204383161U - 混合动力环卫车动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及混合动力环卫车动力系统，包括行车动力系统和车载作业装置，行车动力系统为混合动力系统，至少包括发动机、以及与发动机机械传动连接的第一电机，第一电机的一个输出端通过第二离合器机械传动连接车载作业装置。本实用新型能够实现在环卫车行驶时，同时进行环卫作业，不但节约了时间，同时也节省了能源。当储能装置的电量大于设定值时，此时该环卫车为纯电动模式，储能装置提供该环卫车行驶和作业所需的全部能量。当储能装置的电量小于设定值时，第一离合器结合，发动机也驱动车载作业装置。根据储能装置的电量的大小，控制环卫车选择在纯电动模式还是在混合动力模式，满足环卫车工作时的动力需求。

Description

混合动力环卫车动力系统

技术领域

本实用新型涉及混合动力环卫车动力系统，属于车辆技术领域。

背景技术

面对日益严重的环境污染和能源危机，节能环保成为汽车发展的重要方向，环卫车辆作为城市汽车重要组成部分，承担着城市的清洁工作，而传统环卫车辆一般采用柴油作为燃料，在清洁城市过程对城市空气造成了二次污染。纯电动环卫车是以电力为能源的车辆，从事清扫、垃圾转运等工作，具有零污染、零排放以及降低能源成本等优点，是目前政府大力提倡的绿色环保车辆，但是纯电动环卫车存在续驶里程短，专用充电设施不完善等弊端，而且该技术的应用既需要提供变化的动力满足车辆变速行驶的需求,又需要同时提供稳定的动力满足车载作业装置工作。另外，环卫车辆还要能长时间地连续作业以满足不确定的清扫任务，这些因素导致纯电动环卫车作业时间和作业范围均受到限制，使得纯电动环卫车的推广应用受到影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供混合动力环卫车动力系统，用以解决燃油环卫车或者纯电动环卫车均存在一定的缺陷的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括混合动力环卫车动力系统，包括行车动力系统和车载作业装置，行车动力系统为混合动力系统，行车动力系统至少包括发动机、以及与发动机机械传动连接的第一电机，第一电机的一个输出端通过第二离合器机械传动连接车载作业装置。

行车动力系统为串联混合动力系统，行车动力系统还包括储能装置、第一离合器和第二电机，第一电机电连接储能装置，储能装置与第二电机电连接，第二电机用于连接驱动桥。

动力系统包括车辆行驶和车载作业装置同时运行的状态，在该状态下：第二离合器结合，当储能装置的电量大于第一设定值时，第一离合器分离，储能装置驱动车载作业装置，同时驱动行车；当储能装置的电量小于第一设定值时，第一离合器结合，发动机也为车载作业装置提供驱动能量。

当储能装置的电量小于第一设定值时：当第一电机的发电量大于第二电机所需电量时，多余的电量存储到储能装置中；当车载作业装置需要的能量大于发动机发出的能量时，发动机和储能装置共同为车载作业装置提供驱动能量。

动力系统还包括车辆行驶和车载作业装置不运行的状态，在该状态下：第二离合器分离，当储能装置的电量大于第二设定值时，储能装置向第二电机供电，驱动行车；当储能装置的电量小于第二设定值时，第一离合器结合，发动机也为行车提供驱动能量。

当车辆制动时，第二电机发电，给储能装置充电。

第一电机为ISG电机，第二电机为驱动电机。

本实用新型提供的一种混合动力环卫车动力系统，能够实现在环卫车行驶时，同时进行环卫作业，不但节约了时间，同时也节省了能源。

当储能装置的电量大于设定值时，此时该环卫车为纯电动模式，储能装置提供该环卫车行驶和作业所需的全部能量。

当储能装置的电量小于设定值时，第一离合器结合，发动机也驱动车载作业装置。根据储能装置的电量的大小，控制环卫车选择在纯电动模式还是在混合动力模式，满足环卫车工作时的动力需求。

附图说明

图1是混合动力环卫车结构示意图；

图2是混合动力环卫车动力系统实施方式的结构示意图；

图3是系统在纯电动模式、不作业情况下的能量流动示意图；

图4是系统在纯电动模式、不作业情况下制动时的能量流动示意图；

图5是系统在混合动力模式、不作业情况下的能量流动示意图；

图6是系统在混合动力模式、不作业情况下制动时的能量流动示意图；

图7是系统在纯电动模式、作业情况下的能量流动示意图；

图8是系统在纯电动模式、作业情况下制动时的能量流动示意图；

图9是系统在混合动力模式、作业情况下的能量流动示意图；

图10是系统在混合动力模式、作业情况下制动时的能量流动示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

混合动力环卫车动力系统，该动力系统包括行车动力系统和车载作业装置，行车动力系统为混合动力系统，至少包括发动机、以及与发动机机械传动连接的第一电机，第一电机的一个输出端通过第二离合器机械传动连接车载作业装置。

基于以上技术方案，结合附图，给出以下一个具体实施方式。

第一电机和第二电机均能够实现发电机和电动机两个功能，第一电机以ISG电机为例，第二电机以驱动电机为例。

如图1所示，为一种混合动力环卫车结构示意图，其中，包括：驾驶室1、储能装置2、后桥3、第一传动轴4、底盘驱动电机5、第二传动轴6(连接车载作业装置)、第二离合器7、上装ISG电机8、第一离合器9、前桥10、发动机11。

如图2所示，该动力系统为串联混合动力系统。该动力系统包括发动机、离合器1、离合器2、上装ISG电机、底盘驱动电机、车载作业装置和储能装置，上装ISG电机与发动机机械传动连接，上装ISG电机的输出端通过离合器2机械传动连接车载作业装置，上装ISG电机与储能装置电连接，储能装置与底盘驱动电机电连接，底盘驱动电机机械传动连接驱动桥。

当该环卫车不作业、只在行驶时：

如图3所示，当储能装置电量充足时，发动机不启动，此时环卫车为纯电动模式，由储能装置向底盘驱动电机供电，通过传动轴直接驱动车辆行驶，整车实现低噪音、零排放行驶。车辆行驶过程中，控制系统通过对驾驶员意图的识别，实时调整底盘驱动电机的转速和扭矩。如图4所示，当车辆制动时，控制系统根据工况和驾驶员需求控制底盘驱动电机提供合适的制动力矩，回收制动能量，存储到储能装置中。

如图5所示，当储能装置电量不足时，发动机启动，离合器1结合，离合器2分离，此时环卫车为混合动力模式，发动机单独驱动上装ISG电机进行发电，将上装ISG电机所发电量传递给底盘驱动电机，底盘驱动电机根据驾驶员需求和工况提供相应驱动转矩，满足整车行驶需要。为保证发动机工作效率高，此时发动机工作在稳定功率工况下，但底盘驱动系统所需要的电量是变化的，当上装ISG电机所发电量大于底盘驱动电机所需能量时，一部分电量提供给底盘驱动电机驱动整车，同时多余的电量存储进储能装置中，当上装ISG电机所发电量不足以驱动整车时，由发动机驱动上装ISG电机发电和储能装置同时放电为底盘驱动电机提供电量，从而满足车辆行驶需求。如图6所示，在底盘驱动电机驱动整车行驶过程中，驾驶员进行制动时，底盘驱动电机输出制动力矩，满足制动需求，同时回收制动能量，存储到储能装置中。

当环卫车同时作业和行驶时：

如图7所示，当储能装置电量充足时，即当储能装置的电量大于或者等于系统所需电量时，发动机不启动，离合器1分离，离合器2结合，此时环卫车在纯电动模式，储能装置向上装ISG电机供电，车载作业装置由上装ISG电机驱动，按照车载作业装置的负载需求提供相应驱动转矩，满足车载作业装置工作要求。同时由储能装置向底盘驱动电机供电，驱动车辆行驶。根据驾驶员的操作计算出整车的需求功率，实时调整底盘驱动电机的转速和转矩。如图8所示，当车辆制动时，可实现制动能量的回收，将能量存储到储能装置中。

如图9所示，当储能装置电量降低时，即当储能装置的电量小于系统所需电量时，需要发动机提供额外的能量时，发动机启动，离合器1和离合器2结合，此时环卫车在混合动力模式下，为了使发动机工作在高效区，发动机一方面驱动车载作业装置，同时驱动上装ISG电机进行发电，上装ISG电机发电传递给底盘驱动电机，底盘驱动电机根据实际工况和驾驶员的操作调整电机的转速和扭矩，满足车辆行驶需要。当上装ISG电机的发电量高于底盘驱动电机所需的电量时，多余的能量储存到储能装置中。当上装ISG电机的发电量小于底盘驱动电机所需电量时，上装ISG电机和储能装置同时为底盘驱动电机提供能量，驱动车辆行驶。当车载作业装置需要大功率作业时，即车载作业装置需要的能量大于发动机发出的能量时，储能装置为上装ISG电机供电，发动机和储能装置联合驱动车载作业装置，此时上装ISG电机起到助力的作用。如图10所示，当车辆制动时，底盘驱动电机提供负向的制动扭矩，回收制动过程中的能量，将能量存储到储能装置中。

该系统利用储能装置的充电和放电特性，满足车辆行驶或者车载作业装置工作的动力需求。在车辆起步时，可采用纯电动驱动模式，减少了污染和排放；当作业和行车同时进行时，根据储能装置的电量的大小，控制环卫车选择在纯电动模式还是在混合动力模式，满足环卫车工作时的动力需求。在车辆制动时，底盘驱动电机提供制动力矩，回收制动能量。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.混合动力环卫车动力系统，所述动力系统包括行车动力系统和车载作业装置，其特征在于，所述行车动力系统为混合动力系统，所述行车动力系统至少包括发动机、以及与发动机机械传动连接的第一电机，所述第一电机的一个输出端通过第二离合器机械传动连接所述车载作业装置。

2.根据权利要求1所述的混合动力环卫车动力系统，其特征在于，所述行车动力系统为串联混合动力系统，所述行车动力系统还包括储能装置、第一离合器和第二电机，所述第一电机电连接所述储能装置，储能装置与第二电机电连接，第二电机用于连接驱动桥。

3.根据权利要求2所述的混合动力环卫车动力系统，其特征在于，所述动力系统包括车辆行驶和车载作业装置同时运行的状态，在该状态下：第二离合器结合，当储能装置的电量大于第一设定值时，第一离合器分离，储能装置驱动车载作业装置，同时驱动行车；当储能装置的电量小于第一设定值时，第一离合器结合，发动机也为车载作业装置提供驱动能量。

4.根据权利要求3所述的混合动力环卫车动力系统，其特征在于，当储能装置的电量小于第一设定值时：当第一电机的发电量大于第二电机所需电量时，多余的电量存储到储能装置中；当车载作业装置需要的能量大于发动机发出的能量时，发动机和储能装置共同为车载作业装置提供驱动能量。

5.根据权利要求4所述的混合动力环卫车动力系统，其特征在于，所述动力系统还包括车辆行驶和车载作业装置不运行的状态，在该状态下：第二离合器分离，当储能装置的电量大于第二设定值时，储能装置向第二电机供电，驱动行车；当储能装置的电量小于第二设定值时，第一离合器结合，发动机也为行车提供驱动能量。

6.根据权利要求5所述的混合动力环卫车动力系统，其特征在于，当车辆制动时，第二电机发电，给储能装置充电。

7.根据权利要求2-6任意一项所述的混合动力环卫车动力系统，其特征在于，所述第一电机为ISG电机，第二电机为驱动电机。