CN211393745U - 一种中大吨位电动叉车集成动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中大吨位电动叉车集成动力系统，用于解决现有的中大吨位的电动叉车驱动及液压动力系统技术路线单一、整车能耗大、其散热效率及功能不易实现，导致结构非常复杂，成本大幅增加的问题；包括驱动动力子系统、液压动力子系统以及上位动力控制子系统；该电动叉车集成动力系统高度集成、布置紧凑，结构上完全集成为一个统一的整体，无需分散式布置，结构简单、便于整车安装，大幅提高动力系统的集成度及可靠性；同时，集成动力系统大幅减少甚至取消各零部件间的外部线缆连接，通过减少线缆长度，在减少装配及安装工序的同时降低线缆过长产生的电阻，提高动力系统的运行效率，延长叉车作业时间。

Description

一种中大吨位电动叉车集成动力系统

技术领域

本实用新型属于电动叉车领域，涉及一种电动叉车驱动及液压集成技术，尤其涉及一种中大吨位电动叉车集成动力系统。

背景技术

中国的叉车市场有广阔的发展空间，尤其是电动叉车的市场潜力巨大。随着经济的持续发展，对于电动叉车驱动及液压动力系统提出了更高的要求。

中大吨位的电动叉车，一般指5吨及以上的电动叉车，现有中大吨位的电动叉车驱动及液压动力系统技术路线单一，基本采用驱动电机与前桥减速器组成行走动力单元，油泵电机及油泵组成液压动力单元，驱动电机控制器与油泵电机控制器分体布置组成电机控制单元；其整个动力系统采用大范围分散布置方式，行走动力单元布置于车体前桥处，液压动力单元布置于车体中部或后部，电机控制单元布置于车体中部或后部；该系统中，行走动力单元、液压动力单元均与电机控制单元距离较远，连接线缆长度过长，不利于整车装配，且线缆过长将增加成本、影响电能使用效率，最终将导致整车能耗大幅增加；对于驱动及液压动力系统大范围分散布置的状态，其散热效率及功能不易实现，需要对每个单元进行单独冷却或散热，导致结构非常复杂，成本大幅增加。

由此可见，电动叉车的驱动及液压动力系统需要一种结构高度集成、可实现集中布置的高效驱动及液压集成动力系统，以此降低系统成本、提高系统效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种中大吨位电动叉车集成动力系统；用于解决解决现有的中大吨位的电动叉车驱动及液压动力系统技术路线单一、整车能耗大、其散热效率及功能不易实现，导致结构非常复杂，成本大幅增加的问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：一种中大吨位电动叉车集成动力系统，包括驱动动力子系统、液压动力子系统以及上位动力控制子系统；

所述驱动动力子系统包括驱动电机、平行轴减速器和驱动电机控制单元；所述驱动电机的输出轴通过花键与平行轴减速器的输入轴同轴连接；所述平行轴减速器包括若干组平行布置的齿轮轴，齿轮轴上的每对配对齿轮组相互啮合，且最后一级输出齿轮轴上设置有差速器，其中，若干组齿轮轴均通过轴承设置在减速器壳体上；所述驱动电机控制单元设置在二合一电机控制器内部；

所述液压动力子系统包括油泵电机、油泵电机传动机构、第一油泵、第二油泵和油泵电机控制单元；所述油泵电机固定连接在平行轴减速器壳体一侧；所述油泵电机传动机构固定安装在油泵电机的输出端；所述油泵电机的输出轴通过花键与油泵电机传动机构的输入轴同轴连接；所述第一油泵与第二油泵的输入轴分别通过花键与所述油泵电机传动机构的两个输出轴连接；所述油泵电机控制单元设置于二合一电机控制器内部；

所述二合一电机控制器通过若干支点固定支撑在所述驱动电机和所述油泵电机上；

所述上位动力控制子系统包括上位动力系统控制器，上位动力系统控制器固定安装在二合一电机控制器上，同时与二合一电机控制器电气连接；

所述驱动电机、平行轴减速器、油泵电机、油泵电机传动机构、第一油泵、第二油泵、二合一电机控制器和上位动力系统控制器均通过固定连接的方式相互集成为一个整体的电动叉车动力系统。

优选的，所述油泵电机传动机构包括一个输入轴、第一输出轴和第二输出轴，输入轴、第一输出轴和第二输出轴均通过轴承固定安装在油泵电机传动机构壳体上；所述油泵电机传动机构的输入轴上固定连接一个输入轴齿轮；所述油泵电机传动机构的第一输出轴和第二输出轴上分别固定连接有第一输出轴齿轮与第二输出轴齿轮；所述油泵电机传动机构的输入轴齿轮同时与第一输出轴齿轮与第二输出轴齿轮对应的一端啮合；所述油泵电机传动机构的第一输出轴齿轮和第二输出轴齿轮的齿数多于输入轴齿轮齿数，同时，所述第一输出轴齿轮与第二输出轴齿轮齿数相同或不同；

优选的，所述驱动电机和二合一电机控制器的三相动力线及低压信号线均在驱动电机和二合一电机控制器的壳体内部连接；油泵电机和二合一电机控制器的三相动力线及低压信号线均在油泵电机和二合一电机控制器的壳体内部连接；

优选的，所述第一油泵与第二油泵分别独立匹配，所述第一油泵、第二油泵为单油泵或双联泵；

优选的，所述驱动动力子系统以及液压动力子系统的对外电气连接包括设置于二合一电机控制器上的高压正负直流接插件和低压信号接插件。

优选的，所述驱动电机、油泵电机和二合一电机控制器均通过液冷方式进行冷却，且冷却水路与集成动力系统内部集成串联。

优选的，所述平行轴减速器包括壳体上的输出法兰盘，输出法兰盘与电动叉车前桥的牙包法兰盘通过止口定位后固定连接为一体。

优选的，所述平行轴减速器包括壳体上的辅助支撑固定脚，所述辅助支撑固定脚与电动叉车车架上的支撑臂通过螺栓固定连接；所述辅助支撑固定脚上安装有电子散热水泵。

优选的，所述二合一电机控制器为驱动电机与油泵电机二合一的电机控制器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、驱动电机、平行轴减速器、油泵电机、油泵电机传动机构、第一油泵、第二油泵、二合一电机控制器和上位动力系统控制器均通过固定连接的方式相互集成为一个整体的电动叉车动力系统，该电动叉车的动力系统高度集成、布置紧凑，结构上完全集成为一个统一的整体，无需分散式布置，结构简单、便于整车安装，大幅提高动力系统的集成度及可靠性；同时，集成动力系统大幅减少甚至取消各零部件间的外部线缆连接，通过减少线缆长度，在减少装配及安装工序的同时降低线缆过长产生的电阻，提高动力系统的运行效率，延长叉车作业时间；

2、驱动电机、油泵电机和二合一电机控制器均通过液冷方式进行冷却，且冷却水路为集成动力系统内部集成串联，通过集成式液冷冷却系统，大幅降低电动叉车驱动及液压动力子系统的温升，提高集成动力系统的可靠性、延长使用寿命，满足更严苛的电动叉车使用要求。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的新型中大吨位电动叉车集成动力系统的整体结构示意图；

图2是本实用新型的新型中大吨位电动叉车集成动力系统的整体结构示意图；

图3是本实用新型的新型中大吨位电动叉车集成动力系统控制方法原理示意图；

图4是本实用新型的油泵电机传动机构结构示意图；

图5是图1整体结构示意图的A向视图；

图6是图1整体结构示意图的B向视图；

图7是图2整体结构示意图的C向视图；

图8是图2整体结构示意图的D向视图；

图9是图1整体结构示意图的E向视图；

图10是图2整体结构示意图的F向视图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-10所示，一种中大吨位电动叉车集成动力系统，包括驱动动力子系统、液压动力子系统以及上位动力控制子系统；

驱动动力子系统包括驱动电机1、平行轴减速器2和驱动电机控制单元301；驱动电机1的输出轴通过花键与平行轴减速器2的输入轴同轴连接；平行轴减速器2包括若干组平行布置的齿轮轴，齿轮轴上的每对配对齿轮组相互啮合，且最后一级输出齿轮轴上设置有差速器，其中，若干组齿轮轴均通过轴承设置在减速器壳体上；驱动电机控制单元301设置在二合一电机控制器3内部；

液压动力子系统包括油泵电机4、油泵电机传动机构5、第一油泵6、第二油泵7和油泵电机控制单元302；油泵电机4固定连接在平行轴减速器2壳体一侧；油泵电机传动机构5固定安装在油泵电机4的输出端；油泵电机4的输出轴通过花键与油泵电机传动机构5的输入轴同轴连接；第一油泵6与第二油泵7 的输入轴分别通过花键与油泵电机传动机构5的两个输出轴连接；油泵电机控制单元302设置于二合一电机控制器3内部；

二合一电机控制器3通过若干支点固定支撑在驱动电机1和油泵电机4上；

上位动力控制子系统包括上位动力系统控制器9，上位动力系统控制器9固定安装在二合一电机控制器3上，同时与二合一电机控制器3电气连接；

驱动电机1、平行轴减速器2、油泵电机4、油泵电机传动机构5、第一油泵6、第二油泵7、二合一电机控制器3和上位动力系统控制器9均通过固定连接的方式相互集成为一个整体的电动叉车动力系统；

油泵电机传动机构5包括一个输入轴505、第一输出轴502和第二输出轴 507，输入轴505、第一输出轴502和第二输出轴507均通过轴承固定安装在油泵电机传动机构壳体503上；油泵电机传动机构5的输入轴505上固定连接一个输入轴齿轮501；油泵电机传动机构5的第一输出轴502和第二输出轴507上分别固定连接有第一输出轴齿轮504与第二输出轴齿轮506；油泵电机传动机构 5的输入轴齿轮501同时与第一输出轴齿轮504与第二输出轴齿轮506对应的一端啮合；油泵电机传动机构5的第一输出轴齿轮504和第二输出轴齿轮506的齿数多于输入轴齿轮501齿数，同时，第一输出轴齿轮504与第二输出轴齿轮 506齿数相同或不同；

驱动电机1和二合一电机控制器3的三相动力线及低压信号线均在驱动电机1和二合一电机控制器3的壳体内部连接；油泵电机4和二合一电机控制器3 的三相动力线及低压信号线均在油泵电机4和二合一电机控制器3的壳体内部连接；

第一油泵6与第二油泵7可分别独立匹配，第一油泵6、第二油泵7为单油泵或双联泵；第一油泵6、第二油泵7可相同配置也可不同配置；具体表现为第一油泵6、第二油泵7均为单油泵或第一油泵6为单油泵，第二油泵7为双联泵；

驱动动力子系统以及液压动力子系统的对外电气连接包括设置于二合一电机控制器3上的高压正负直流接插件303和低压信号接插件304；

驱动电机1、油泵电机4和二合一电机控制器3均通过液冷方式进行冷却，且冷却水路为集成动力系统内部集成串联方式；

平行轴减速器2包括壳体上的输出法兰盘201，输出法兰盘201与电动叉车前桥的牙包法兰盘通过止口定位后固定连接为一体；

平行轴减速器2包括壳体上的辅助支撑固定脚202，辅助支撑固定脚202与电动叉车车架上的支撑臂通过螺栓固定连接；辅助支撑固定脚202上安装有电子散热水泵8；

二合一电机控制器3为驱动电机与油泵电机二合一的电机控制器；

上位动力系统控制器9接收来自各人机操作系统的信号(如油门踏板信号、制动踏板信号、举升电位计信号、倾斜开关信号、属具开关电位计信号及其他信号)和BMS电池管理系统的信号(如电池单体信号、放电倍率及允许使用条件等信号)；通过上位动力系统控制器9将人机操作系统信号(如油门踏板信号、制动踏板信号、举升电位计信号、倾斜开关信号、属具开关电位计信号及其他信号)和BMS电池管理系统的信号(如电池单体信号、放电倍率及允许使用条件等信号)进行处理，根据BMS电池管理系统信号的各种状态信息及允许电量使用信息等条件，综合驱动及液压动力部分的状态需求(即人机操作系统信号输入指令)，按需、按量给各子系统分配动力，同时根据车辆运行及作业状态进行控制指令输出至二合一电机控制器3，进而协调控制二合一电机控制器 3；通过二合一电机控制器3对驱动电机1及油泵电机4进行控制，实现电动叉车的驱动运行以及液压转向和电动叉车的各种液压传动的执行动作。

车辆驾驶员对人机操作系统进行作业动作，人机操作系统的各传感器将油门踏板信号、制动踏板信号、举升电位计信号、倾斜开关信号、属具开关电位计信号等信号传输至上位动力系统控制器9，BMS电池管理系统将综合分析数据通过CAN总线传输至上位动力系统控制器9，信号包括电池单体信号、放电倍率及允许使用条件等信号等；上位动力系统控制器9根据上述两者传输的信号，综合分析驱动子动力系统及液压子动力部分的状态需求，结合最优能耗及性能特性，通过CAN总线将上位动力系统控制器9的控制信号输出至二合一电机控制器3，其中，将车辆驱动控制信号输出至二合一电机控制器3中的驱动电机控制单元301、将液压作业控制信号输出至二合一电机控制器3中的油泵电机控制单元302，同时，驱动与液压动力单元相互协调，结合功能安全及使用安全需求，进行各子系统分配动力；进一步的，集成于二合一电机控制器3内部的驱动电机控制单元301接收来自上位动力系统控制器9的控制指令，通过驱动电机1 三相线对驱动电机1进行相应控制，驱动电机1产生动力，并将动力通过平行轴减速器2输出至车辆前轮，驱动车辆运动；集成于二合一电机控制器3内部的油泵电机控制单元302接收来自上位动力系统控制器9的控制指令，通过油泵电机4三相线对油泵电机4进行相应控制，油泵电机4产生动力，并将动力通过油泵电机传动机构5输出至第一油泵6和第二油泵7，第一油泵6和第二油泵7提供高压油源并通过车辆液压油路将高压油源供给至车辆作业机构油缸，作业机构油缸产生位移，完成车辆需求的作业动作；综合以上，控制系统即实现对车辆驱动及液压系统的完整控制。

本实用新型的工作原理：驱动电机1、平行轴减速器2、油泵电机4、油泵电机传动机构5、第一油泵6、第二油泵7、二合一电机控制器3和上位动力系统控制器9均通过固定连接的方式相互集成为一个整体的电动叉车动力系统，该电动叉车的动力系统高度集成、布置紧凑，结构上完全集成为一个统一的整体，无需分散式布置，结构简单、便于整车安装，大幅提高动力系统的集成度及可靠性；同时，集成的电动叉车动力系统大幅减少甚至取消各零部件间的外部线缆连接，通过减少线缆长度，在减少装配及安装工序的同时降低线缆过长产生的电阻，提高动力系统的运行效率，延长叉车作业时间；驱动电机1、油泵电机4和二合一电机控制器3均通过液冷方式进行冷却，且冷却水路为集成动力系统内部集成串联，通过集成式液冷冷却系统，大幅降低电动叉车驱动及液压动力子系统的温升，提高集成动力系统的可靠性、延长使用寿命，满足更严苛的电动叉车使用要求。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种中大吨位电动叉车集成动力系统，包括驱动动力子系统、液压动力子系统以及上位动力控制子系统，其特征在于，所述驱动动力子系统包括驱动电机(1)、平行轴减速器(2)和驱动电机控制单元(301)；所述驱动电机(1)的输出轴通过花键与平行轴减速器(2)的输入轴同轴连接；所述平行轴减速器(2)包括若干组平行布置的齿轮轴，齿轮轴上的每对配对齿轮组相互啮合，且最后一级输出齿轮轴上设置有差速器，其中，若干组齿轮轴均通过轴承设置在减速器壳体上；所述驱动电机控制单元(301)设置在二合一电机控制器(3)内部；

所述液压动力子系统包括油泵电机(4)、油泵电机传动机构(5)、第一油泵(6)、第二油泵(7)和油泵电机控制单元(302)；所述油泵电机(4)固定连接在平行轴减速器(2)壳体一侧；所述油泵电机传动机构(5)固定安装在油泵电机(4)的输出端；所述油泵电机(4)的输出轴通过花键与油泵电机传动机构(5)的输入轴同轴连接；所述第一油泵(6)与第二油泵(7)的输入轴分别通过花键与所述油泵电机传动机构(5)的两个输出轴连接；所述油泵电机控制单元(302)设置于二合一电机控制器(3)内部；

所述二合一电机控制器(3)通过若干支点固定支撑在所述驱动电机(1)和所述油泵电机(4)上；

所述上位动力控制子系统包括上位动力系统控制器(9)，上位动力系统控制器(9)固定安装在二合一电机控制器(3)上，同时与二合一电机控制器(3)电气连接；

所述驱动电机(1)、平行轴减速器(2)、油泵电机(4)、油泵电机传动机构(5)、第一油泵(6)、第二油泵(7)、二合一电机控制器(3)和上位动力系统控制器(9)均通过固定连接的方式相互集成为一个整体的电动叉车动力系统。

2.根据权利要求1所述的一种中大吨位电动叉车集成动力系统，其特征在于，所述油泵电机传动机构(5)包括输入轴(505)、第一输出轴(502)和第二输出轴(507)，输入轴(505)、第一输出轴(502)和第二输出轴(507)均通过轴承固定安装在油泵电机传动机构壳体(503)上；所述油泵电机传动机构(5)的输入轴(505)上固定连接一个输入轴齿轮(501)；所述油泵电机传动机构(5)的第一输出轴(502)和第二输出轴(507)上分别固定连接有第一输出轴齿轮(504)与第二输出轴齿轮(506)；所述油泵电机传动机构(5)的输入轴齿轮(501)同时与第一输出轴齿轮(504)与第二输出轴齿轮(506)对应的一端啮合；所述油泵电机传动机构(5)的第一输出轴齿轮(504)和第二输出轴齿轮(506)的齿数多于输入轴齿轮(501)齿数，同时，所述第一输出轴齿轮(504)与第二输出轴齿轮(506)齿数相同或不同。

3.根据权利要求1所述的一种中大吨位电动叉车集成动力系统，其特征在于，所述驱动电机(1)和二合一电机控制器(3)的三相动力线及低压信号线均在驱动电机(1)和二合一电机控制器(3)的壳体内部连接；油泵电机(4)和二合一电机控制器(3)的三相动力线及低压信号线均在油泵电机(4)和二合一电机控制器(3)的壳体内部连接。

4.根据权利要求1所述的一种中大吨位电动叉车集成动力系统，其特征在于，所述第一油泵(6)与第二油泵(7)分别独立匹配，所述第一油泵(6)、第二油泵(7)为单油泵或双联泵。

5.根据权利要求1所述的一种中大吨位电动叉车集成动力系统，其特征在于，所述驱动动力子系统以及液压动力子系统的对外电气连接包括设置于二合一电机控制器(3)上的高压正负直流接插件(303)和低压信号接插件(304)。

6.根据权利要求1所述的一种中大吨位电动叉车集成动力系统，其特征在于，所述驱动电机(1)、油泵电机(4)和二合一电机控制器(3)均通过液冷方式进行冷却，且冷却水路与集成动力系统内部集成串联。

7.根据权利要求1所述的一种中大吨位电动叉车集成动力系统，其特征在于，所述平行轴减速器(2)包括壳体上的输出法兰盘(201)，输出法兰盘(201)与电动叉车前桥的牙包法兰盘通过止口定位后固定连接为一体。

8.根据权利要求1所述的一种中大吨位电动叉车集成动力系统，其特征在于，所述平行轴减速器(2)包括壳体上的辅助支撑固定脚(202)，所述辅助支撑固定脚(202)与电动叉车车架上的支撑臂通过螺栓固定连接；所述辅助支撑固定脚(202)上安装有电子散热水泵(8)。

9.根据权利要求1所述的一种中大吨位电动叉车集成动力系统，其特征在于，所述二合一电机控制器(3)为驱动电机与油泵电机二合一的电机控制器。

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