CN211816575U - 一种新型节能电动装载机驱动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布一种新型节能电动装载机驱动控制系统,属于铲运工程机械车辆技术领域。操纵手柄连接整车控制器VCU,整车控制器VCU与电机控制器Ⅰ、电机控制器Ⅱ、动力电池控制器BMS电连接;电机控制器Ⅰ控制连接双输出轴行走电机,双输出轴行走电机通过前、后传动轴驱动前、后轮;电机控制器Ⅱ控制连接液压泵控电机,液压泵控电机驱动液压泵,为装载机的液压系统提供动力;动力电池控制器BMS控制连接动力电池组,动力电池组为双输出轴行走电机、液压泵控电机提供电力。本实用新型电机为双输出轴结构形式,整机布置容易,结构简便,可靠性较高,克服现有装载机的结构复杂、控制复杂的问题,工作效率高,具有较好的节能效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种纯电动装载机,具体是一种新型节能电动装载机驱动控制系统及控制方法,属于铲运工程机械车辆技术领域。
背景技术
装载机用于土壤、砂石、煤炭等等散装物料的装卸、推运以及施工等等作业,其广泛应用于各类施工场所。目前,轮式装载机驱动控制系统大量采用的是以内燃机用动力,动力传动系统技术成熟,发动机一般以柴油发动机为主。发动机燃油消耗大,浪费能源,污染环境。液力变矩器传动效率低,一般工作时平均效率也只有30%左右;现有纯电动装载机动力传动系统多为采用双电机驱动前后轮,该种形式成本高昂,控制复杂。
现有技术中,中国专利公开了“一种应用于纯电动装载机的驱动控制系统”CN109457744,其虽实现了电机驱动行走机构,但其采用的电机仅单个取力口,需要外置变速机构及分动箱实现装载机四驱行走,结构复杂,制造成本高,维修困难。
中国专利还公开了“一种混合动力装载机动力装置及相应装载机”CN206653918提供了电机通过传动轴直接驱动桥转动的技术,但需要两个电机分别直接驱动来实现装载机的四驱行走,同样成本高昂,控制系统复杂。
发明内容
为解决上述公知技术中存在的技术问题,本实用新型提供一种新型节能电动装载机驱动控制系统及控制方法。
本实用新型提供如下技术方案:一种新型节能电动装载机驱动控制系统,操纵手柄连接整车控制器VCU,整车控制器VCU与电机控制器Ⅰ、电机控制器Ⅱ、动力电池控制器BMS电连接;所述电机控制器Ⅰ控制连接双输出轴行走电机,双输出轴行走电机的前侧输出轴通过前传动轴驱动前轮;双输出轴行走电机的后侧输出轴通过后传动轴驱动后轮;所述电机控制器Ⅱ控制连接液压泵控电机,液压泵控电机驱动液压泵,液压泵为装载机的液压系统提供动力;所述动力电池控制器BMS控制连接动力电池组,动力电池组为双输出轴行走电机、液压泵控电机提供电力。
其进一步是:所述整车控制器VCU与电机控制器I、电机控制器II、操纵手柄、动力电池控制器BMS之间采用整车CAN总线通讯。
所述装载机的液压系统包括铲斗/动臂工作系统、转向助力系统及油箱;所述转向助力系统包括由管道连通的转向器和转向油缸,所述转向器与优先阀连通,所述转向油缸与所述油箱连通。
所述动力电池组由多个动力电池包串联或并联组成;所述动力电池包是由多个单芯电池组合的高压电池组。
一种新型节能电动装载机驱动控制系统的控制方法:
整车控制器VCU向电机控制器I、电机控制器II请求扭矩和转速需求,整车控制器VCU向动力电池控制器BMS请求上电及下电需求;
所述双输出轴行走电机的前后侧输出轴为前后同轴结构形式,双输出轴行走电机电机控制器I为高压电连接;动力电池控制器BMS根据整车控制器VCU发送的指令提供给电机控制器I所需的电流及电压需求,所述双输出轴行走电机通过前、后传动轴直接驱动前、后轮转动。
所述装载机的液压系统提供工作和转向功能,当操作手柄向整车控制器VCU发送开始指令后,整车控制器VCU向电机控制器II发送指令,驱动液压泵控电机保证转向需求怠速运转;之后,当操作手柄前后左右运动,产生一定的位移或角度后,整车控制器VCU向电机控制器II发送指令,驱动液压泵控电机按需输出扭矩和转速,驱动液压泵转动。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
1,采用独立的电力驱动行走系统,电力驱动液压系统,可实现无级变速,换挡轻松,控制系统稳定;
2,电机为双输出轴结构形式,整机布置容易,结构简便,可靠性较高,克服现有装载机的结构复杂、控制复杂的问题;
3,使用电能为能源,电机驱动,噪音低,无污染,根据理论计算可节约使用成本50%以上;
4,系统采用CAN总线通讯,传输效率高,系统响应快,数据精准,接线简便。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍;
图1为本实用新型实施提供的结构示意图;
图中:1、动力电池组;2、动力电池控制器BMS;3、整车控制器VCU;4、电机控制器I;5、双输出轴行走电机;6、前传动轴;7、前轮;8、后传动轴;9、后轮;10、电机控制器II;11、液压泵控电机;12、液压泵;13、操纵手柄。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。
实施例一
结合图1所示,一种新型节能电动装载机驱动控制系统,
操纵手柄13连接整车控制器VCU3,整车控制器VCU3与电机控制器Ⅰ4、电机控制器Ⅱ10、动力电池控制器BMS2电连接;整车控制器VCU与电机控制器I、电机控制器II、操纵手柄、动力电池控制器BMS之间采用整车CAN总线通讯;整车控制器VCU与电机控制器Ⅰ、电机控制器Ⅱ之间采用动力CAN总线通讯;采用总线通讯方式,传输效率高,系统响应快,数据精准,接线简便;
电机控制器Ⅰ4控制连接双输出轴行走电机5,双输出轴行走电机5具有前后双输出取力口,双输出轴行走电机5的前侧输出轴通过前传动轴6驱动前轮7;双输出轴行走电机的后侧输出轴8通过后传动轴驱动后轮9,实现装载机的行走;通过整车控制器VCU控制双输出轴行走电机5的转速和旋向实现整车车的车速和方向变化;
电机控制器Ⅱ10控制连接液压泵控电机11,液压泵控电机11驱动液压泵12,液压泵为装载机的液压系统提供动力;装载机的液压系统包括铲斗/动臂工作系统、转向助力系统及油箱;转向助力系统包括由管道连通的转向器和转向油缸,转向器与优先阀连通,转向油缸与油箱连通。装载机的液压系统,其选型、安装以及控制等等均为本领域的公知常识和惯用技术手段,本实施例不一一赘述。
动力电池控制器BMS控制连接动力电池组1,动力电池组为双输出轴行走电机、液压泵控电机提供电力。动力电池组由多个动力电池包串联或并联组成;动力电池包是由多个单芯电池组合的高压电池组。
动力电池组采用托架式整体方式布置在装载机机体的尾部,即原装载机的配重位置;电池的重量可以替代原装载机后端的配重,使一次充电的工作时间延长。装载机机体的尾部采用门架式结构并装有防护门,动力电池组采用滑叉安装在防护门内。通过滑叉快速插出更换动力电池组,降低整车的动力电池组成本,提高整车工作效率。电机控制器Ⅱ布置在动力电池组的上方,以方便维护和防水等。
实施例二
在上述实施例一的基础上,一种新型节能电动装载机驱动控制系统的控制方法如下:
整车控制器VCU向电机控制器I、电机控制器II请求扭矩和转速需求,整车控制器VCU向动力电池控制器BMS请求上电及下电需求;
双输出轴行走电机的前后侧输出轴为前后同轴结构形式,双输出轴行走电机电机控制器I为高压电连接;动力电池控制器BMS根据整车控制器VCU发送的指令提供给电机控制器I所需的电流及电压需求,所述双输出轴行走电机通过前、后传动轴直接驱动前、后轮转动;
装载机的液压系统提供工作和转向功能,当操作手柄向整车控制器VCU发送开始指令后,整车控制器VCU向电机控制器II发送指令,驱动液压泵控电机保证转向需求怠速运转;之后,当操作手柄前后左右运动,产生一定的位移或角度后,整车控制器VCU向电机控制器II发送指令,驱动液压泵控电机按需输出扭矩和转速,驱动液压泵转动。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (4)
1.一种新型节能电动装载机驱动控制系统,
其特征在于:
操纵手柄连接整车控制器VCU,整车控制器VCU与电机控制器Ⅰ、电机控制器Ⅱ、动力电池控制器BMS电连接;
所述电机控制器Ⅰ控制连接双输出轴行走电机,双输出轴行走电机的前侧输出轴通过前传动轴驱动前轮;双输出轴行走电机的后侧输出轴通过后传动轴驱动后轮;
所述电机控制器Ⅱ控制连接液压泵控电机,液压泵控电机驱动液压泵,液压泵为装载机的液压系统提供动力;
所述动力电池控制器BMS控制连接动力电池组,动力电池组为双输出轴行走电机、液压泵控电机提供电力。
2.根据权利要求1所述的一种新型节能电动装载机驱动控制系统,其特征在于:所述整车控制器VCU与电机控制器I、电机控制器II、操纵手柄、动力电池控制器BMS之间采用整车CAN总线通讯。
3.根据权利要求1所述的一种新型节能电动装载机驱动控制系统,其特征在于:所述装载机的液压系统包括铲斗/动臂工作系统、转向助力系统及油箱;所述转向助力系统包括由管道连通的转向器和转向油缸,所述转向器与优先阀连通,所述转向油缸与所述油箱连通。
4.根据权利要求1所述的一种新型节能电动装载机驱动控制系统,其特征在于:所述动力电池组由多个动力电池包串联或并联组成;所述动力电池包是由多个单芯电池组合的高压电池组。
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