CN212022286U - 一种新能源工程车的功能附件集成系统及新能源工程车 - Google Patents

Abstract

一种新能源工程车的功能附件集成系统及新能源工程车，属于工程机械技术领域。包括附件电动机（12）以及驱动附件电动机（12）工作的附件电动机控制器（11），其特征在于：在所述附件电动机（12）的输出端固定有减速器（15），在减速器（15）一条输出轴处固定有液压油泵（14），另一条输出轴通过传送带（21）带动多个功能附件转动。在本新能源工程车的功能附件集成系统及新能源工程车中，通过将减速器的输出分为两路，一路直接带动液压油泵工作，另一路通过传送带带动其他功能附件工作，既实现了功能附件的集成又可以驱动较大功率的液压油泵，可以满足工程车对液压油泵的功率要求。

Description

一种新能源工程车的功能附件集成系统及新能源工程车

技术领域

一种新能源工程车的功能附件集成系统及新能源工程车，属于工程机械技术领域。

背景技术

随着新能源汽车技术近年来的不断发展与应用以及电力电子驱动技术日趋成熟，除了私家车之外，在移动工程机械领域（新能源工程车）上也开始逐渐得到应用。目前新能源工程机械大致可以分为以下两种方案：（1）、电动机取代发动机，与液力变矩器动力输入接口机械耦合，由电动机提供动力。（2）电动机与分动箱输入轴机械耦合，通过电机正反转实现车辆前进和后退，加速踏板控制电动机输入扭矩。不管采用以上哪种方案实现，两种方案目前普遍存在的缺陷是：两种方案动力功能附件集成系统都是有分立总成提供，即低压电器供电有DCDC转换器提供，由电水泵实现冷却水液循环，由电动空气压缩机提供压缩空气。每项功能都需要一个电机及其控制器驱动，控制系统零部件数量多、结构复杂、成本高、故障率高。

目前在新能源私家车中，提出了“附件集成”的概念，即将电动气泵、电水泵、电动空调压缩机、油泵等多个部件进行集成，然后通过皮带传动的方式带动多个部件转动，但是目前应用于私家车上的功能附件集成系统无法直接应用到工程机械领域，其原因在于，私家车和工程机械的工作职能不同，具体而言：

在私家车中，液压油泵往往只起到转向助力的作用，因此对其功率要求较低；而在工程车辆中，往往还需要实现某些工程上的职能，如挖掘车辆的挖掘动作、运输车辆车斗的举升等动作，这些动作的完成均需要利用油泵驱动油缸实现，因此对于工程车辆而言，对油泵的功率要求要远远大于私家车。因此私家车功能附件集成系统中通过传送带传送方式所能驱动的油泵的功率远远达不到工程车辆的要求，因此设计一种能够实现功能附件集成且可以驱动大功率的液压油泵，满足工程车辆工作要求的功能附件集成系统成为本领域亟待解决的难题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过将减速器的输出分为两路，一路直接带动液压油泵工作，另一路通过传送带带动其他功能附件工作，既实现了功能附件的集成又可以驱动较大功率的液压油泵，可以满足工程车对液压油泵功率要求的新能源工程车的功能附件集成系统及新能源工程车。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该新能源工程车的功能附件集成系统，包括附件电动机以及驱动附件电动机工作的附件电动机控制器，其特征在于：在所述附件电动机的输出端固定有减速器，在减速器其中一条输出轴处固定有液压油泵，减速器的另一条输出轴通过传送带带动多个功能附件转动。

优选的，所述减速器的两条输出轴分别位于其两侧，液压油泵与位于附件电动机同侧的输出轴固定，所述的多个功能附件有减速器另一侧的输出轴带动。

优选的，所述的功能附件包括制动气泵、冷却水泵、空调压缩机以及发电机，制动气泵位于减速器的外侧，空调压缩机和发电机并排位于减速器的上部，冷却水泵位于空调压缩机和发电机的下方；

在减速器的输出轴上固定有主动轮，主动轮通过传送带带动同侧的制动气泵、冷却水泵、空调压缩机以及发电机同向转动。

优选的，在所述的主动轮的上方设置有惰轮，在冷却水泵和空调压缩机的下方设置有张紧轮，传送带同时绕过惰轮和张紧轮。

优选的，在所述的制动气泵的输出轴通过第一电磁离合器与传送带接触，所述的空调压缩机的输出轴通过第二电磁离合器与传送带接触。

优选的，所述的附件电动机控制器位于附件电动机的上方。

一种新能源工程车，包括车架，其特征在于：在车架后部设置有电池组，在电池组的后方并排设置有行走电机和高压配电单元，在行走电机的上方设置有行走电机控制器；在车架的后端还设置有增程系统，所述的功能附件集成系统位于增程系统的下方；增程系统和电池组分别连接高压配电单元的输入端，高压配电单元的输出端分别连接行走电机控制器和附件电动机控制器。

优选的，在所述电池组的下方设置有传动轴，传动轴的一端与行走电机的输出轴连接，另一端接入分动器。

优选的，所述的增程系统包括并排设置的增程发动机和增程发电机。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

1、在本新能源工程车的功能附件集成系统及新能源工程车中，通过将减速器的输出分为两路，一路直接带动液压油泵工作，另一路通过传送带带动其他功能附件工作，既实现了功能附件的集成又可以驱动较大功率的液压油泵，可以满足工程车对液压油泵的功率要求。

2、结合驱动电机和液压油泵的结构特点，将液压油泵与附件电动机设置在减速器的同侧，利用减速器平行轴同侧输出为液压油泵提供动力，且可以大大减少功能附件集成系统的整体长度。减速器平行轴异侧输出驱动皮带轮系，可使通过轮系驱动的动力附件空间布置紧凑。整套系统大大缩短轴向空间，提高空间利用率，便于汽车、移动工程机械、移动采掘设备空间布置。

3、张紧轮的位置可以在内侧极限位置和外侧极限位置之间移动，以保证传送带始终处于张紧状态。

4、在本新能源工程车的功能附件集成系统及新能源工程车中，对新能源汽车、移动工程机械、移动采掘设备上使用的低压电源、液压油循环、冷却液循环、空调冷媒循环提供装置进行动力源替换与重新耦合设计。将传统新能源汽车、移动工程机械、移动采掘设备上由分立零部件提供单一功能进行优化。将原本DC-DC转换器提供低压12V或24V电源、由电水泵实现冷却水液循环、由电动空气压缩机提供压缩空气、电机驱动液压油泵实现液压油循环、电动压缩机提供制冷媒优化整合，由一套电动机及其控制器提供动力，实现车辆水、气、油、电的多种需求，减少一套电力转换设备（DC-DC）和四套电机及其控制器，降低了能量装换损失，提高了能量转换效率。有机械机构代替电力电子部件，提高系统可靠性和维修便利性，降低系统成本。采用集成化的总体设计，系统结构紧凑，空间利用率高。

附图说明

图1为新能源工程车正视图。

图2为新能源工程车俯视图。

图3为新能源工程车的功能附件集成系统立体图。

图4为新能源的工程车功能附件集成系统正视图。

图5为新能源工程车的功能附件集成系统俯视图。

其中：1、分动器 2、电池组 3、传动轴 4、行走电机控制器 5、行走电机 6、车架 7、增程发动机 8、功能附件集成系统 9、高压配电单元 10、增程发电机 11、附件电动机控制器 12、附件电动机 13、制动气泵 14、液压油泵 15、减速器 16、气泵支架 17、惰轮 18、第一电磁离合器 19、主动轮 20、张紧轮 21、传送带 22、冷却水泵 23、第二电磁离合器 24、空调压缩机 25、发电机。

具体实施方式

图1~5是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~5对本实用新型做进一步说明。

一种新能源工程车，以如图1~2所示的推土车辆为例，并且将推土车辆的前进方向定义为前端，新能源工程车包括车架6，在车架6后部的上方固定有电池组2，在电池组2的后方并排设置有行走电机5和高压配电单元9，在行走电机5的上方设置有行走电机控制器4。行走电机5的输出轴与传动轴3的后端连接，传动轴3的前端在电池组2的下部向前延伸并与设置在电池组2前方的分动器1连接，通过分动器1将动力输出到各驱动桥。

在车架6的后部并排设置有增程发动机7和增程发电机10，在增程发动机7和增程发电机10的下方设置有功能附件集成系统8。

上述的高压配电单元9采用市售常见的电源分配单元（PDU）实现，电池组2和增程发电机10的电源输出端分别连接高压配电单元9不同的电源输入端，高压配电单元9不同的电源输出端分别连接行走电机控制器4的输入端和功能附件集成系统8内，为行走电机5和功能附件集成系统8分配电能。

如图3~5所示，上述的功能附件集成系统8包括附件电动机12，在附件电动机12的上方固定有附件电动机控制器11，高压配电单元9的输出端与附件电动机控制器11的输入端相连，附件电动机控制器11通过其输出端的三相高压线与附件电动机12的电源输入端相连。

减速器15固定在附件电动机12的输出端，附件电动机12的输出轴与减速器15的输入轴通过花键连接。减速器15的两条输出轴，其中一条位于附件电动机12的同侧，另外一条位于附件电动机12的另一侧，液压油泵14与附件电动机12位于减速器15的同侧，且液压油泵14的转轴与减速器15相应侧的输出轴同轴固定。将液压油泵14与附件电动机12设置在减速器15的同侧，可以大大减少功能附件集成系统8的整体长度。在本申请的新能源工程车的功能附件集成系统中，减速器15可采用市售常见的一输入两输出的平行轴减速器实现。

减速器15位于附件电动机12另一侧的输出轴同轴固定有主动轮19。在减速器15的外侧固定有制动气泵13，制动气泵13的输入轴固定有气泵支架16，在气泵支架16的端部固定有第一电磁离合器18。在主动轮19与第一电磁离合器18之间设置有惰轮17，惰轮17位于主动轮19与第一电磁离合器18之间的上部。

在减速器15的上部固定有惰轮17的上部发电机25，发电机25的转轴位于惰轮17的上方。在减速器15的上方还固定有空调压缩机24，空调压缩机24位于发电机25的一侧，在空调压缩机24的转轴上同轴固定有第二电磁离合器23。在空调压缩机24和发电机25下方设置有冷却水泵22，冷却水泵22位于空调压缩机24和发电机25之间。在空调压缩机24和冷却水泵22的下方设置有张紧轮20，张紧轮20位于空调压缩机24和冷却水泵22中间位置的下方。

上述第一电磁离合器18、第二电磁离合器23、惰轮17、发电机25的转轴、冷却水泵22的转轴、张紧轮20的外端与主动轮19的外端平齐，并设置有从第一电磁离合器18、第二电磁离合器23、惰轮17、发电机25、冷却水泵22、张紧轮20、主动轮19之间穿过的传送带21。传送带21依次从第二电磁离合器23的外圈、冷却水泵22转轴的内圈、发电机25转轴的外圈、第一电磁离合器18的外圈、惰轮17的内圈、主动轮19的外圈、张紧轮20的外圈穿过后形成闭环。主动轮19转动时，同时带动第一电磁离合器18、第二电磁离合器23、惰轮17、发电机25的转轴、冷却水泵22的转轴以及张紧轮20转动。

张紧轮20的位置可以在内侧极限位置和外侧极限位置（图3~4中虚线轮）之间移动，以保证传送带21始终处于张紧状态。

具体工作过程及工作原理如下：

在在正常行驶状态下，电池组2接入高压配电单元9，由高压配电单元9对电池组2的电能进行分配，高压配电单元9通过行走电机控制器4驱动行走电机5动作，实现新能源工程车的行进，同时高压配电单元9通过附件电动机控制器11控制附件电动机12工作，有附件电动机12带动制动气泵13、液压油泵14、冷却水泵22、空调压缩机24以及发电机25工作。

附件电动机12的输出轴与减速器15的输入轴相连，通过减速器15的其中一个输出轴直接带动液压油泵14转动，减速器15的另一个输出轴连接有主动轮19，主动轮19转动时，通过缠绕在第一电磁离合器18、第二电磁离合器23、惰轮17、发电机25、冷却水泵22和张紧轮20之间的传送带21，带动制动气泵13、冷却水泵22、空调压缩机24以及发电机25工作。

当电池组2的电能不足时，通过燃油使增程发动机7工作，并进一步带动增程发电机10发出电能，高压配电单元9对增程发电机10发出的电能进行分配，满足新能源工程车的工作需要。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种新能源工程车的功能附件集成系统，包括附件电动机（12）以及驱动附件电动机（12）工作的附件电动机控制器（11），其特征在于：在所述附件电动机（12）的输出端固定有减速器（15），在减速器（15）一条输出轴处固定有液压油泵（14），减速器（15）的另一条输出轴通过传送带（21）带动多个功能附件转动。

2.根据权利要求1所述的新能源工程车的功能附件集成系统，其特征在于：所述减速器（15）的两条输出轴分别位于其两侧，液压油泵（14）与位于附件电动机（12）同侧的输出轴固定，所述的多个功能附件有减速器（15）另一侧的输出轴带动。

3.根据权利要求1或2所述的新能源工程车的功能附件集成系统，其特征在于：所述的功能附件包括制动气泵（13）、冷却水泵（22）、空调压缩机（24）以及发电机（25），制动气泵（13）位于减速器（15）的外侧，空调压缩机（24）和发电机（25）并排位于减速器（15）的上部，冷却水泵（22）位于空调压缩机（24）和发电机（25）的下方；

在减速器（15）的输出轴上固定有主动轮（19），主动轮（19）通过传送带（21）带动同侧的制动气泵（13）、冷却水泵（22）、空调压缩机（24）以及发电机（25）同向转动。

4.根据权利要求3所述的新能源工程车的功能附件集成系统，其特征在于：在所述的主动轮（19）的上方设置有惰轮（17），在冷却水泵（22）和空调压缩机（24）的下方设置有张紧轮（20），传送带（21）同时绕过惰轮（17）和张紧轮（20）。

5.根据权利要求3所述的新能源工程车的功能附件集成系统，其特征在于：在所述的制动气泵（13）的输出轴通过第一电磁离合器（18）与传送带（21）接触，所述的空调压缩机（24）的输出轴通过第二电磁离合器（23）与传送带（21）接触。

6.根据权利要求1所述的新能源工程车的功能附件集成系统，其特征在于：所述的附件电动机控制器（11）位于附件电动机（12）的上方。

7.一种安装有权利要求1~6任一项所述的新能源工程车的功能附件集成系统的新能源工程车，包括车架（6），其特征在于：在车架（6）后部设置有电池组（2），在电池组（2）的后方并排设置有行走电机（5）和高压配电单元（9），在行走电机（5）的上方设置有行走电机控制器（4）；在车架（6）的后端还设置有增程系统，所述的功能附件集成系统位于增程系统的下方；增程系统和电池组（2）分别连接高压配电单元（9）的输入端，高压配电单元（9）的输出端分别连接行走电机控制器（4）和附件电动机控制器（11）。

8.根据权利要求7所述的新能源工程车，其特征在于：在所述电池组（2）的下方设置有传动轴（3），传动轴（3）的一端与行走电机（5）的输出轴连接，另一端接入分动器（1）。

9.根据权利要求7所述的新能源工程车，其特征在于：所述的增程系统包括并排设置的增程发动机（7）和增程发电机（10）。

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