CN204726250U - 一种混合动力洗扫车的动力系统 - Google Patents
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Abstract
本专利涉及一种混合动力洗扫车的动力系统,包括行车动力系统、车载作业装置的作业动力系统,整个动力系统至少包括驱动电机、驱动桥、储能装置、发动机、ISG电机以及与ISG电机通过离合器机械连接的车载作业装置。本专利能够实现该混合动力洗扫车电机驱动行驶,同时作业动力系统驱动车载作业装置工作。当储能装置的电量大于设定值时,储能装置单独提供该混合动力洗扫车行驶所需的全部能量;当储能装置的电量小于设定值时,发动机通过ISG电机发电,提供充足能量保证该混合动力洗扫车的正常行驶。该专利既保证整车优先使用电网电能而达到节能减排的目的,又能在目前充电设施不够完善的情况下保证混合动力洗扫车足够的续驶里程。
Description
技术领域
本发明属于车辆工程技术领域,具体涉及一种混合动力洗扫车的动力系统。
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的重要组成部分,承担着城市的清洁工作,而传统能源的环卫车辆一般采用柴油作为燃料,在清洁城市过程中对城市空气造成二次污染。纯电动环卫车是以电力为动力能源的车辆,从事城市的清扫、保洁、垃圾转运等工作,具有零排放、零污染以及能源成本低等优点,是目前政府大力提倡的绿色环保车辆。但由于纯电动环卫车存在续驶里程短,目前的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上装工作装置工作。另外,环卫车辆还要能长时间的连续作业以满足不确定的清扫任务,这些因素均限制了纯电动环卫车作业时间和作业范围,使得纯电动环卫车,特别是大吨位的纯电动环卫车推广应用受到影响。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种混合动力洗扫车动力系统,用以解决传统能源环卫及纯电动环卫车所存在的缺陷问题。
本实用新型的目的是以下述技术方案实现的:
一种混合动力洗扫车的动力系统,包括发动机、ISG电机、驱动电机、离合器、驱动桥及储能装置 ,所述ISG电机输入端连接发动机,其输出端通过离合器与车载作业装置机械连接;ISG电机还与储能装置电连接,储能装置又与驱动电机电连接;驱动电机与驱动桥机械连接。
所述动力系统还包括控制器,控制器分别与发动机、驱动电机和储能装置连接。
所述动力系统为增程式混合动力系统。
所述储能装置设充电口,可利用充电桩通过充电口为储能装置充电。
本实用新型提供的混合动力洗扫车动力系统,能够实现洗扫车由驱动电机驱动行驶时,车载作业装置由发动机驱动作业。
当储能装置的电量大于设定值时,该混合动力洗扫车为纯电动模式行驶,储能装置提供该混合动力洗扫车行驶的全部能量,上装工作装置由发动机驱动作业。
当储能装置的电量小于设定值时,该混合动力洗扫车为串联混合动力模式,发动机驱动ISG电机发电,提供该混合动力洗扫车行驶的能量,如果发电量不足以满足驱动电机能量需求时,可以与储能装置共同为该混合动力洗扫车行驶提供所需能量。
该混合动力洗扫车的控制策略能够根据储能装置内电量大小,控制混合动力洗扫车选择纯电动模式行驶还是在混合动力模式下行驶,从而满足洗扫车工作时的动力需求,达到节能减排的目的。
附图说明
图1是混合动力洗扫车动力系统实施方式的结构示意图;
图2是系统在停机状态下,通过充电桩为储能装置充电的能量流动示意图;
图3是系统在纯电动模式、车载作业装置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、车载作业装置不作业情况下制动时的能量流动示意图;
图5是系统在纯电动模式行驶、车载作业装置作业情况下的能量流动示意图;
图6是系统在纯电动模式行驶、车载作业装置作业情况下制动时的能量流动示意图;
图7是系统在混合动力模式、车载作业装置不作业情况下的能量流动示意图;
图8是系统在混合动力模式、车载作业装置不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、车载作业装置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、车载作业装置作业情况下制动时的能量流动示意图;
其中,图中不同线性表示如下:
表示机械连接; - - - - 表示电气连接; 表示能量流。
具体实施方式
本实用新型所述的是一种混合动力洗扫车动力系统,该动力系统为增程式混合动力系统,包括行车动力系统和车载作业装置的作业动力系统,其中行车动力系统为驱动电机驱动;整个动力系统至少包括驱动电机、储能装置、驱动桥、发动机、ISG电机、离合器;其中ISG电机输入端连接发动机,发动机可通过ISG电机发电;ISG电机输出端通过离合器与车载作业装置机械连接;ISG电机同时与储能装置电连接,当ISG电机发电时多余能量可存储到储能装置中;储能装置与驱动电机电连接,为驱动电机提供能量;驱动电机与驱动桥机械连接,驱动整车行驶。驱动电机和ISG电机均能够实现电动机和发电机两个功能。所述动力系统还包括系统控制器,控制器分别与发动机、驱动电机和储能装置连接;所述储能装置设充电口,当洗扫车静置时,可利用充电桩通过充电口为储能装置充电。
如图1所示,为混合动力洗扫车动力系统实施方式的结构示意图,该动力系统主要包括发动机、ISG电机、离合器、车载作业装置、储能装置、驱动电机、驱动桥,其中发动机与ISG电机为机械连接,ISG电机与车载作业装置为通过离合器的机械连接,ISG电机与储能装置电连接,储能装置与驱动电机电连接,驱动电机机械连接到驱动桥。
当洗扫车行驶,而车载作业装置不工作时:
如图3所示,当储能装置电量充足(即电量不小于设定值)时,发动机不启动,此时洗扫车为纯电动模式,由储能装置向驱动电机提供能量,驱动电机通过传动轴直接驱动整车行驶,整车实现零排放、低噪音行驶。车辆行驶过程中,整车控制系统通过对工况和驾驶员意图的识别,实时调整驱动电机的转速和扭矩,满足整车行驶需要。当驾驶员踩下制动踏板时,如图4所示,整车控制系统根据车辆工况和驾驶员需求调整驱动电机提供合适的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,实现能量回收的目的。
如图5所示,当储能装置的电量不足(即电量小于设定值)时,离合器分离,ISG电机启动发动机,此时洗扫车为串联混合动力模式。发动机单独驱动ISG电机发电,ISG电机所发的能量通过储能装置传递给驱动电机,整车控制系统通过对工况和驾驶员操作意图的识别,实时调整驱动电机的转速和扭矩,满足整车行驶需要。为了保证发动机工作效率高,降低燃油消耗量,此时发动机工作在稳定功率工况下。但整车行驶过程中,驱动电机所需要的能量是变化的,当ISG电机发电量大于驱动电机所需能量时,除去驱动电机驱动正常行驶消耗的能量外,多余的能量存储到储能装置中;当ISG电机发电量不足以驱动整车行驶时,由ISG电机所发电量和储能装置同时为驱动电机提供能量,满足整车行驶需求。当驾驶员踩下制动踏板时,如图6所示,整车控制系统根据车辆工况和驾驶员需求调整驱动电机提供合适的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,实现能量回收的目的。
当洗扫车行驶过程中,同时车载作业装置工作时:
如图7所示,当储能装置电量充足(即电量不小于设定值)时,ISG电机启动发动机,离合器结合,但ISG电机不发电,此时洗扫车仍为纯电动模式行驶。发动机通过ISG电机机械传递动力驱动车载作业装置,由发动机根据车载作业装置的负载需求提供相应工作转速的驱动转矩;同时由储能装置向驱动电机提供能量,驱动电机通过传动轴直接驱动整车行驶。车辆行驶过程中,整车控制系统通过对工况和驾驶员意图的识别,实时调整驱动电机的转速和扭矩,满足整车行驶需要。当驾驶员踩下制动踏板时,如图8所示,整车控制系统根据车辆工况和驾驶员需求调整驱动电机提供合适的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,实现能量回收的目的。
如图9所示,当储能装置的电量不足(即电量小于设定值)时,ISG电机启动发动机,离合器结合,ISG发电,此时洗扫车为混合动力模式,发动机动力一部分驱动ISG电机发电,一部分通过ISG电机机械传递驱动车载作业装置。ISG电机所发的能量通过储能装置传递给驱动电机,整车控制系统通过对工况和驾驶员操作意图的识别,实时调整驱动电机的转速和扭矩,满足整车行驶需要。因为车载作业装置的动力需求比较稳定,故为了保证发动机工作效率高,降低燃油消耗量,此时发动机仍然工作在一个稳定功率工况下。但整车行驶过程中,驱动电机所需要的能量是变化的,当ISG电机发电量大于驱动电机所需能量时,除去驱动电机驱动正常行驶消耗的能量外,多余的能量存储到储能装置中;当ISG电机发电量不足以驱动整车行驶时,由ISG电机所发电量和储能装置同时为驱动电机提供能量,满足整车行驶需求。当驾驶员踩下制动踏板时,如图10所示,整车控制系统根据车辆工况和驾驶员需求调整驱动电机提供合适的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,实现能量回收的目的。
如图2所示,当洗扫车工作循环完成后,可以利用停车场的充电桩通过储能装置上配备的车载充电口为储能装置充电,利用电网波谷电,降低运营成本,增强节能减排的效果。
该控制策略利用储能装置的充电和放电特性,满足车辆行驶的动力需求。在车辆起步时,采用纯电动驱动模式,减少尾气排放和污染;当作业和行驶同时进行时,根据储能装置的电量大小,控制洗扫车选择纯电动模式还是混合动力模式下工作,满足洗扫车的动力需求;在车辆制动时,驱动电机提供所需制动力矩,回收制动能量;当车辆停车时,可以利用电网波谷电为储能装置充电,降低运营成本,减少尾气排放和污染。
本实用新型结构紧凑,其不但可应用于洗扫车,也可应用于其它作业车。
以上给出了具体的实施方式,但本专利并不局限于所描述的实施方式。本专利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,根据本发明的说明,设计出各种变形的模型、公司、参数并不需要花费创造性劳动,在不脱离本专利所述原理的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍在本专利的保护范围内。
Claims (4)
1.一种混合动力洗扫车的动力系统,包括发动机、ISG电机、驱动电机、离合器、驱动桥及储能装置 ,其特征在于:所述ISG电机输入端连接发动机,其输出端通过离合器与车载作业装置机械连接;ISG电机还与储能装置电连接,储能装置又与驱动电机电连接;驱动电机与驱动桥机械连接。
2.如权利要求1所述的混合动力洗扫车的动力系统,其特征在于:所述动力系统还包括控制器,控制器分别与发动机、驱动电机和储能装置连接。
3.如权利要求1所述的混合动力洗扫车的动力系统,其特征在于:所述动力系统为增程式混合动力系统。
4.如权利要求1所述的混合动力洗扫车的动力系统,其特征在于:所述储能装置设充电口。
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