CN214928943U - 作业机械的动力系统和作业机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种作业机械的动力系统和作业机械，该动力系统包括：发动机；变速箱，变速箱与发动机动力耦合连接；第一液压泵，第一液压泵与变速箱的输出端动力耦合连接；电机；第二液压泵，第二液压泵与电机电连接；上装作业系统的液压马达，液压马达与第一液压泵的输出端以及第二液压泵的输出端连接。该动力系统通过发动机驱动第一液压泵，电机驱动第二液压泵，发动机和电机并行输出，提高作业机械的作业负载能力。

Description

作业机械的动力系统和作业机械

技术领域

本实用新型涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种作业机械的动力系统和作业机械。

背景技术

随着作业机械领域行业的大力发展和国家对新能源行业的全力推进，电动化作业机械日益成为行业未来发展的趋势。电动化作业机械具有噪音低和零排放的优点。

目前，作业机械的行走或负载作业，需要使用发动机或电机提供动力，发动机工作时，容易出现功率浪费，燃油利用率低，电机受到充电和续航的影响，无法提供足够动力以供作业机械的行走或负载作业。

实用新型内容

本实用新型提供一种作业机械的动力系统和作业机械，用以解决现有技术中作业机械的作业负载范围受限的问题。

本实用新型提供一种作业机械的动力系统，包括：

发动机；

变速箱，所述变速箱与所述发动机动力耦合连接；

第一液压泵，所述第一液压泵与所述变速箱的输出端动力耦合连接；

电机；

第二液压泵，所述第二液压泵与所述电机电连接；

上装作业系统的液压马达，所述液压马达与所述第一液压泵的输出端以及所述第二液压泵的输出端连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的动力系统，还包括：

所述变速箱包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述第一液压泵动力耦合连接，所述第二输出端与作业机械的行走机构动力耦合连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的动力系统，还包括：

动力切换装置，所述动力切换装置的输入端与所述变速箱的输出端动力耦合连接；

所述动力切换装置的输出端包括第一端口和第二端口，所述第一端口与所述第一液压泵动力耦合连接，所述第二端口与作业机械的行走机构动力耦合连接；

其中，所述第一端口和所述第二端口与所述动力切换装置的输入端可选择性地动力耦合连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的动力系统，还包括：

角齿箱，所述变速箱与所述第一液压泵通过所述角齿箱动力耦合连接，所述第一液压泵安装于作业机械的上车身。

根据本实用新型提供的一种作业机械的动力系统，还包括：

第一蓄电装置，所述第一蓄电装置与所述电机电连接；

所述第一蓄电装置设有用于电连接外部电源的第一插接头。

根据本实用新型提供的一种作业机械的动力系统，还包括：

执行电机，所述执行电机与所述上装作业系统的执行机构动力耦合连接；

导电环，所述导电环与所述执行电机电连接，所述导电环设有用于电连接外部电源的第二插接头。

根据本实用新型提供的一种作业机械的动力系统，还包括：

第二蓄电装置，所述第二蓄电装置与所述执行电机电连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的动力系统，所述执行电机包括卷扬电机和回转电机，所述液压马达包括变幅液压马达和伸缩液压马达。

根据本实用新型提供的一种作业机械的动力系统，所述液压马达包括卷扬液压马达、回转液压马达、变幅液压马达和伸缩液压马达。

本实用新型还提供一种作业机械，包括：如上述的作业机械的动力系统，上装作业系统和行走机构。

本实用新型提供的作业机械的动力系统和作业机械，动力系统通过发动机驱动第一液压泵，电机驱动第二液压泵，发动机或电机独立输出，能够减少作业噪音，提高能量利用率，发动机和电机并行输出，提高作业机械的作业负载能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的作业机械的动力系统结构示意图之一；

图2是本实用新型提供的作业机械的动力系统结构示意图之二；

图3是本实用新型提供的作业机械的动力系统结构示意图之三；

图4是本实用新型提供的作业机械的动力系统结构示意图之四；

图5是本实用新型提供的作业机械的动力系统结构示意图之五；

图6是本实用新型提供的作业机械的动力系统结构示意图之六；

图7是本实用新型提供的作业机械的动力系统结构示意图之七；

图8是本实用新型提供的作业机械的动力系统结构示意图之八。

附图标记：

1：发动机； 2：变速箱； 3：第一液压泵；

4：电机； 5：第二液压泵； 6：第一蓄电装置；

7：车载充电机； 8：第一插接头； 9：液压马达；

10：中回油路； 11：动力切换装置； 12：角齿箱；

13：执行电机； 14：导电环； 15：第二蓄电装置；

16：第二插接头。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图8描述本实用新型的作业机械的动力系统。

作业机械可以为汽车起重机、挖掘机、打桩机、混凝土机械、压路机、搅拌车、掘进机、泵车或消防车等作业机械。

作业机械的动力系统是具有电动化动力源和燃油动力源的混合动力系统。

电动化动力源由电机提供，电机将外部电源或蓄电储能装置的电能转换为机械能输出。

燃油动力源由发动机提供，发动机将化学能转换为机械能输出。

如图1至图8所示，本实用新型提供的作业机械的动力系统，包括：发动机1、变速箱2、第一液压泵3、电机4、第二液压泵5以及上装作业系统的液压马达9。

发动机1是动力系统中产生动力的机械装置，将燃油的化学能转化为机械能，以供作业机械作业或行驶，其中，发动机1可以为柴油发动机或汽油发动机。

变速箱2是动力系统中传递动力的机械装置，与发动机1动力耦合连接，能将发动机1转动提供的动力输出至其他装置。

变速箱2可以改变来自发动机1的传动比，满足作业机械的不同作业或行驶情况对牵引力的需求。

变速箱2的动力输出形式，通常可分为变速箱侧部动力输出形式、变速箱前部动力输出形式、变速箱后部动力输出形式、发动机前部动力输出形式。

电机4也是动力系统中产生动力的机械装置，将外部电源或蓄电储能装置的电能转换为机械能输出。

如图1所示，电机4与第一蓄电装置6电连接，第一蓄电装置6为电机4提供电能，以供电机4将电能转换为机械能输出。

第一蓄电装置6可以为锂电池、磷酸铁锂电池以及超级电容组等车载储能装置。

第一蓄电装置6设有用于电连接外部电源的第一插接头8，电机4通过车载充电机7与第一蓄电装置6电连接。

当第一插接头8接入外部电源时，第一蓄电装置6可利用车载充电机7进行充电，电机4也可利用车载充电机7直接使用外部电源的电能进行作业。

其中，外部电源可以为220V的外部电网电源，也可以为380V的外部电网电源。

动力系统中发动机1和电机4提供的动力通过液压传动系统传递，驱动作业机械进行作业或行驶。

液压传动系统包括液压油箱、液压泵及液压控制装置。

液压泵是液压传动系统的动力元件，可以靠发动机1或电机4驱动，从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，传送到执行元件。

液压泵按结构可分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵和螺杆泵。

液压马达9是液压传动系统的执行元件，可以将液压泵提供的液体压力能转变为其输出轴的机械能，驱动作业机械的作业机构作业。

液压油是液压传动系统中传递力和运动的介质。

第一液压泵3与变速箱2的输出端动力耦合连接，第一液压泵3由发动机1提供的动力驱动。

第二液压泵5与电机4电连接，第二液压泵5由电机4提供的动力驱动。

第一液压泵3的输出端与第二液压泵5的输出端与上装作业系统的液压马达9连接，液压马达9将第一液压泵3与第二液压泵5提供的液体压力能转变为机械能，驱动作业机械的上装作业系统作业。

可以理解的是，第一液压泵3与第二液压泵5通过中回油路10与液压马达9连接，中回油路10中可设置节流阀或回油阀，平衡两个液压泵与液压马达9间的液压负载，提高液压油传递的速度平稳性。

作业机械的上装作业系统用于执行作业机械的作业动作，以作业机械为起重机为例，上装作业系统可以包括如下至少一种：起幅机构、伸缩机构、卷扬机构和回转机构等。

具体实施时，上装作业系统的液压马达9包括卷扬液压马达、回转液压马达、变幅液压马达和伸缩液压马达。

第一液压泵3与第二液压泵5驱动卷扬液压马达作业，用于垂直提升、水平或倾斜拽引重物。

第一液压泵3与第二液压泵5驱动回转液压马达作业，可以使作业机械的回转部分绕其回转中心线回转运动。

第一液压泵3与第二液压泵5驱动变幅液压马达作业，改变吊钩或抓斗中心至作业机械回转中心轴线的水平距离。

第一液压泵3与第二液压泵5驱动伸缩液压马达作业，改变作业机械臂架长度，获得需要的幅度和起升高度，满足作业机械的作业要求。

上装作业系统的液压马达9的动力由发动机1和电机4提供，可由发动机1或电机4独立为液压马达9提供动力，减少作业噪音的同时，提高能量利用率，也可由发动机1和电机4并行输出为液压马达9提供充足的动力，提高作业机械的作业负载能力。

根据本实用新型提供的一种作业机械的动力系统，通过发动机1驱动第一液压泵3，电机4驱动第二液压泵5，发动机1或电机4独立输出，能够减少作业噪音，提高能量利用率，发动机1和电机4并行输出，提高作业机械的作业负载能力。

在一些实施例中，如图1所示，作业机械的动力系统中变速箱2包括第一输出端和第二输出端，第一输出端和第二输出端可将发动机1提供的动力输出至其他装置。

第一输出端与第一液压泵3动力耦合连接，为第一液压泵3提供动力，进而驱动上装作业系统的液压马达9，驱动作业机械作业。

第二输出端与作业机械的行走机构动力耦合连接，用于驱动作业机械的行走机构行走。

变速箱2的第一输出端和第二输出端可以分别输出不同的传动比，进而满足不同装置间差异较大的扭矩和速度要求。

在一些实施例中，如图2所示，作业机械的动力系统还包括动力切换装置11。

动力切换装置11，又称为分动箱，是可将发动机1提供的动力进行分配输出的装置。

动力切换装置11的输入端与变速箱2的输出端动力耦合连接，将变速箱2输出的动力进行进一步的分配输出。

可以理解的是，动力切换装置11的输入端与变速箱2动力耦合连接时，变速箱2仅有一个动力输出端，此时，变速箱2可输出极大的扭矩和转速，以满足作业需求。

动力切换装置11的输出端包括第一端口和第二端口，其中，第一端口和第二端口与动力切换装置11的输入端可选择性地动力耦合连接。

通过第一端口和第二端口与动力切换装置11的输入端可选择性地动力耦合连接，实现动力切换装置11的第一端口单独输出动力，驱动作业机械作业；第二端口单独输出动力，驱动作业机械的行走机构行走。

第一端口与第一液压泵3动力耦合连接，第一液压泵3提供动力，进而驱动上装作业系统的液压马达9，驱动作业机械作业。

第二端口与作业机械的行走机构动力耦合连接，用于驱动作业机械的行走机构行走。

动力切换装置11包括但不限于行星齿轮机构，在实际作业时，通过锁止齿圈、太阳轮和行星架中的一个，可以实现输入端与第一端口和第二端口间动力耦合连接。

发动机1提供的动力通过变速箱2和动力切换装置11传递输出，可为上装作业系统和行走机构提供较大的扭矩和转速，从而满足作业和行驶要求。

在一些实施例中，如图3和图4所示，作业机械的动力系统，还包括：角齿箱12。

角齿箱12是具有盆角齿轮的装置，可以在保持输入角齿箱12的动力大小不改变的同时，改变动力的方向。

角齿箱12可使动力传递时方向具有可变性，提高动力系统中各装置布置的灵活性。

如图3所示，变速箱2与第一液压泵3通过角齿箱12动力耦合连接，角齿箱12将变速箱2输出的动力改变方向后，传递至第一液压泵3。

如图4所示，动力切换装置11将变速箱2输出的动力传递至角齿箱12，再经由角齿箱12改变输出动力的方向后，传递至第一液压泵3。

作业机械的动力系统中增加角齿箱12后，可将发动机1设置在底盘处，第一液压泵3安装于作业机械的上车身，提高由发动机1驱动的第一液压泵3的布置的灵活性。

例如，将处于作业机械底盘部分的发动机1的动力，通过第一角齿箱改变方向传递至上车部分的一端，再使用第二角齿箱将动力改变方向传递至上车部分的另一端的机构中。

具体实施时，可以在作业机械的动力系统中设置两个或两个以上的角齿箱12，角齿箱12的数目根据需要改变动力的方向进行设置。

可以理解的是，角齿箱12使得动力系统的结构布置更加灵活，动力系统动力线路更加清晰，便于维修，作业机械的安全性也有较大的提高。

在一些实施例中，如图5至图8所示，作业机械的动力系统，还包括：执行电机13和导电环14。

执行电机13是作业机械上装作业系统中直接驱动机构作业的电机4，与上装作业系统的执行机构动力耦合连接。

导电环14又称集电环、滑环、集流环和汇流环等，用于在要求连续旋转且需要从固定位置到旋转位置传输电源和信号的机电系统中。

导电环14与执行电机13电连接，为执行电机13提供电能，以供执行电机13将电能转换为机械能输出，能够提高系统性能，简化系统结构，避免导线在旋转过程中造成扭伤。

第二蓄电装置15与执行电机13电连接，为执行电机13提供电能，以供执行电机13将电能转换为机械能输出。

导电环14设有用于电连接外部电源的第二插接头16，导电环14通过第二蓄电装置15与执行电机13电连接。

当第二插接头16接入外部电源时，第二蓄电装置15可进行充电，执行电机13也可直接使用外部电源的电能驱动作业。

第二蓄电装置15可以为锂电池、磷酸铁锂电池以及超级电容组等车载储能装置。

外部电源可以为220V的外部电网电源，也可以为380V的外部电网电源。

作业机械的上装作业系统的执行机构执行作业机械的作业动作，以作业机械为起重机为例，上装作业系统可以包括如下至少一种：起幅机构、伸缩机构、卷扬机构和回转机构等。

具体实施时，上装作业系统的执行电机13包括卷扬电机和回转电机，液压马达9包括变幅液压马达和伸缩液压马达。

第二蓄电装置15或导电环14为卷扬电机提供电能，卷扬电机工作，实现垂直提升、水平或倾斜拽引重物。

第二蓄电装置15导电环14为回转电机提供电能，回转电机工作，使作业机械的回转部分绕其回转中心线回转运动。

第一液压泵3与第二液压泵5驱动变幅液压马达作业，改变吊钩或抓斗中心至作业机械回转中心轴线的水平距离。

第一液压泵3与第二液压泵5驱动伸缩液压马达作业，改变作业机械臂架长度，获得需要的幅度和起升高度，满足作业机械的作业要求。

可以理解的是，发动机1驱动第一液压泵3，电机4驱动第二液压泵5，发动机1与电机4并行输出，提高作业机械的作业负载能力，执行电机13独立插电输出，能够实现清洁作业，减低作业噪音。

本实用新型还提供了一种作业机械，包括如上述的作业机械的动力系统，上装作业系统和行走机构。

作业机械可以为汽车起重机、挖掘机、打桩机、混凝土机械、压路机、搅拌车、掘进机、泵车或消防车等作业机械。

根据本实用新型实施例提供的作业机械，通过发动机1驱动第一液压泵3，电机4驱动第二液压泵5，发动机1或电机4独立输出，能够实现清洁作业，减低作业噪音，发动机1与电机4并行输出，提高作业机械的作业负载能力，传动效率得以提高。

下面结合附图，描述本实用新型的多种实施例。

实施例一：

如图1所示，该作业机械的动力系统可以包括：发动机1、变速箱2、第一液压泵3、电机4、第二液压泵5、液压马达9、第一蓄电装置6和第一插接头8。

发动机1与变速箱2动力耦合连接，输出发动机1提供的动力。

变速箱2包括第一输出端和第二输出端，第一输出端与第一液压泵3动力耦合连接，为第一液压泵3提供动力，驱动作业机械作业，第二输出端与作业机械的行走机构动力耦合连接，用于驱动作业机械的行走机构行走。

电机4与第一蓄电装置6电连接，第一蓄电装置6为电机4提供电能，以供电机4将电能转换为机械能输出。

第二液压泵5与电机4电连接，第二液压泵5由电机4提供的动力驱动。

第一蓄电装置6设有用于电连接外部电源的第一插接头8，电机4通过车载充电机7与第一蓄电装置6电连接。

当第一插接头8接入外部电源时，第一蓄电装置6可利用车载充电机7进行充电，电机4也可利用车载充电机7直接使用外部电源的电能进行作业。

第一液压泵3的输出端与第二液压泵5的输出端与上装作业系统的液压马达9连接，液压马达9将第一液压泵3与第二液压泵5提供的液体压力能转变为机械能，驱动作业机械的上装作业系统作业。

作业机械的上装作业系统用于执行作业机械的作业动作，以作业机械为起重机为例，上装作业系统的液压马达9包括卷扬液压马达、回转液压马达、变幅液压马达和伸缩液压马达。

液压马达9的动力由发动机1和电机4提供，可由发动机1或电机4独立为液压马达9提供动力，减少作业噪音的同时，提高能量利用率，也可由发动机1和电机4并行输出为液压马达9提供充足的动力，提高作业机械的作业负载能力。

实施例二：

如图2所示，该作业机械的动力系统可以包括：发动机1、变速箱2、动力切换装置11、第一液压泵3、电机4、第二液压泵5、液压马达9、第一蓄电装置6和第一插接头8。

发动机1与变速箱2动力耦合连接，输出发动机1提供的动力。

动力切换装置11的输入端与变速箱2的输出端动力耦合连接，将变速箱2输出的动力进行进一步的分配输出。

动力切换装置11的输出端包括第一端口和第二端口。

第一端口与第一液压泵3动力耦合连接，第一液压泵3提供动力，进而驱动上装作业系统的液压马达9，驱动作业机械作业。

第二端口与作业机械的行走机构动力耦合连接，用于驱动作业机械的行走机构行走。

电机4与第一蓄电装置6电连接，第一蓄电装置6为电机4提供电能，以供电机4将电能转换为机械能输出。

第二液压泵5与电机4电连接，第二液压泵5由电机4提供的动力驱动。

第一蓄电装置6设有用于电连接外部电源的第一插接头8，电机4通过车载充电机7与第一蓄电装置6电连接。

当第一插接头8接入外部电源时，第一蓄电装置6可利用车载充电机7进行充电，电机4也可利用车载充电机7直接使用外部电源的电能进行作业。

第一液压泵3的输出端与第二液压泵5的输出端与上装作业系统的液压马达9连接，液压马达9将第一液压泵3与第二液压泵5提供的液体压力能转变为机械能，驱动作业机械的上装作业系统作业。

作业机械的上装作业系统用于执行作业机械的作业动作，以作业机械为起重机为例，上装作业系统的液压马达9包括卷扬液压马达、回转液压马达、变幅液压马达和伸缩液压马达。

发动机1提供的动力通过变速箱2和动力切换装置11传递输出，可为上装作业系统和行走机构提供较大的扭矩和转速，从而满足作业和行驶要求。

实施例三：

如图3所示，该作业机械的动力系统可以包括：发动机1、变速箱2、角齿箱12、第一液压泵3、电机4、第二液压泵5、液压马达9、第一蓄电装置6和第一插接头8。

发动机1与变速箱2动力耦合连接，输出发动机1提供的动力。

变速箱2包括第一输出端和第二输出端。

第一输出端通过角齿箱12与第一液压泵3动力耦合连接，为第一液压泵3提供动力。

第二输出端与作业机械的行走机构动力耦合连接，用于驱动作业机械的行走机构行走。

电机4与第一蓄电装置6电连接，第一蓄电装置6为电机4提供电能，第二液压泵5与电机4电连接，第二液压泵5由电机4提供的动力驱动。

第一蓄电装置6设有用于电连接外部电源的第一插接头8，当第一插接头8接入外部电源时，第一蓄电装置6可利用车载充电机7进行充电，电机4也可利用车载充电机7直接使用外部电源的电能进行作业。

第一液压泵3的输出端与第二液压泵5的输出端与上装作业系统的液压马达9连接，液压马达9将第一液压泵3与第二液压泵5提供的液体压力能转变为机械能，驱动作业机械的上装作业系统作业。

作业机械的上装作业系统用于执行作业机械的作业动作，以作业机械为起重机为例，上装作业系统的液压马达9包括卷扬液压马达、回转液压马达、变幅液压马达和伸缩液压马达。

角齿箱12可使动力传递时方向具有可变性，提高动力系统中各装置布置的灵活性。

变速箱2与第一液压泵3通过角齿箱12动力耦合连接，角齿箱12将变速箱2输出的动力改变方向后，传递至第一液压泵3。

作业机械的动力系统中增加角齿箱12后，可将发动机1设置在底盘处，第一液压泵3安装于作业机械的上车身，提高由发动机1驱动的第一液压泵3的布置的灵活性。

实施例四：

如图4所示，该作业机械的动力系统可以包括：发动机1、变速箱2、动力切换装置11、角齿箱12、第一液压泵3、电机4、第二液压泵5、液压马达9、第一蓄电装置6和第一插接头8。

发动机1与变速箱2动力耦合连接，输出发动机1提供的动力。

动力切换装置11的输入端与变速箱2的输出端动力耦合连接，将变速箱2输出的动力进行进一步的分配输出。

动力切换装置11的输出端包括第一端口和第二端口。

第一端口与第一液压泵3动力耦合连接，第一液压泵3提供动力，进而驱动上装作业系统的液压马达9，驱动作业机械作业。

第二端口与作业机械的行走机构动力耦合连接，用于驱动作业机械的行走机构行走。

第二液压泵5与电机4电连接，电机4与第一蓄电装置6电连接，第一蓄电装置6为电机4提供电能，进而驱动第二液压泵5。

第一蓄电装置6设有用于电连接外部电源的第一插接头8，实现第一蓄电装置6的充电和电机4的插电作业。

第一液压泵3的输出端与第二液压泵5的输出端与上装作业系统的液压马达9连接，驱动作业机械的上装作业系统作业。

以作业机械为起重机为例，上装作业系统的液压马达9包括卷扬液压马达、回转液压马达、变幅液压马达和伸缩液压马达。

发动机1提供的动力通过变速箱2和动力切换装置11传递输出，可为上装作业系统和行走机构提供较大的扭矩和转速，从而满足作业和行驶要求。

作业机械的动力系统中增加角齿箱12后，可使动力传递时方向具有可变性，可将发动机1设置在底盘处，第一液压泵3安装于作业机械的上车身，提高由发动机1驱动的第一液压泵3的布置的灵活性。

实施例五：

如图5所示，该作业机械的动力系统可以包括：发动机1、变速箱2、第一液压泵3、电机4、第二液压泵5、液压马达9、第一蓄电装置6、第一插接头8、执行电机13、导电环14、第二蓄电装置15和第二插接头16。

发动机1与变速箱2动力耦合连接，输出发动机1提供的动力。

变速箱2包括第一输出端和第二输出端，第一输出端与第一液压泵3动力耦合连接，为第一液压泵3提供动力，驱动作业机械作业，第二输出端与作业机械的行走机构动力耦合连接，用于驱动作业机械的行走机构行走。

第二液压泵5与电机4电连接，电机4与第一蓄电装置6电连接，第一蓄电装置6为电机4提供电能，进而驱动第二液压泵5。

第一蓄电装置6设有用于电连接外部电源的第一插接头8，实现第一蓄电装置6的充电和电机4的插电作业。

第一液压泵3的输出端与第二液压泵5的输出端与上装作业系统的液压马达9连接，驱动作业机械的上装作业系统作业。

以作业机械为起重机为例，上装作业系统的液压马达9包括变幅液压马达和伸缩液压马达。

执行电机13是上装作业系统中直接驱动机构作业的电机4，以作业机械为起重机为例，执行电机13包括卷扬电机和回转电机。

导电环14和与第二蓄电装置15执行电机13电连接，为执行电机13提供电能，以供执行电机13将电能转换为机械能输出。

导电环14设有用于电连接外部电源的第二插接头16，实现第二蓄电装置15的充电，执行电机13的插电作业。

发动机1驱动第一液压泵3，电机4驱动第二液压泵5，发动机1与电机4并行输出，提高作业机械的作业负载能力，执行电机13独立插电输出，能够实现清洁作业，减低作业噪音。

实施例六：

如图6所示，该作业机械的动力系统可以包括：发动机1、变速箱2、动力切换装置11、第一液压泵3、电机4、第二液压泵5、液压马达9、第一蓄电装置6、第一插接头8、执行电机13、导电环14、第二蓄电装置15和第二插接头16。

发动机1与变速箱2动力耦合连接，动力切换装置11的输入端与变速箱2的输出端动力耦合连接，将变速箱2输出的动力进行进一步的分配输出。

动力切换装置11的输出端包括第一端口和第二端口，第一端口与第一液压泵3动力耦合连接，第二端口与作业机械的行走机构动力耦合连接。

第二液压泵5与电机4电连接，电机4与第一蓄电装置6电连接，第一蓄电装置6为电机4提供电能，进而驱动第二液压泵5。

第一蓄电装置6设有用于电连接外部电源的第一插接头8，实现第一蓄电装置6的充电和电机4插电作业。

第一液压泵3的输出端与第二液压泵5的输出端与上装作业系统的液压马达9连接，驱动作业机械的上装作业系统作业。

以作业机械为起重机为例，上装作业系统的液压马达9包括变幅液压马达和伸缩液压马达。

执行电机13是上装作业系统中直接驱动机构作业的电机4，以作业机械为起重机为例，执行电机13包括卷扬电机和回转电机。

导电环14和与第二蓄电装置15执行电机13电连接，为执行电机13提供电能，以供执行电机13将电能转换为机械能输出。

导电环14设有用于电连接外部电源的第二插接头16，实现第二蓄电装置15的充电，执行电机13的插电作业。

实施例七：

如图7所示，该作业机械的动力系统可以包括：发动机1、变速箱2、角齿箱12、第一液压泵3、电机4、第二液压泵5、液压马达9、第一蓄电装置6、第一插接头8、执行电机13、导电环14、第二蓄电装置15和第二插接头16。

发动机1与变速箱2动力耦合连接，输出发动机1提供的动力。

变速箱2包括第一输出端和第二输出端，第一输出端与第一液压泵3动力耦合连接，第二输出端与作业机械的行走机构动力耦合连接。

第二液压泵5与电机4电连接，电机4与第一蓄电装置6电连接，第一蓄电装置6为电机4提供电能，进而驱动第二液压泵5。

第一液压泵3的输出端与第二液压泵5的输出端与上装作业系统的液压马达9连接，驱动作业机械的上装作业系统作业。

以作业机械为起重机为例，上装作业系统的液压马达9包括变幅液压马达和伸缩液压马达，执行电机13包括卷扬电机和回转电机。

导电环14和与第二蓄电装置15执行电机13电连接，为执行电机13提供电能，以供执行电机13将电能转换为机械能输出。

变速箱2与第一液压泵3通过角齿箱12动力耦合连接，角齿箱12将变速箱2输出的动力改变方向后，传递至第一液压泵3，第一液压泵3安装于作业机械的上车身，提高系统布置的灵活性。

实施例八：

如图8所示，该作业机械的动力系统可以包括：发动机1、变速箱2、动力切换装置11、角齿箱12、第一液压泵3、电机4、第二液压泵5、液压马达9、第一蓄电装置6、第一插接头8、执行电机13、导电环14、第二蓄电装置15和第二插接头16。

发动机1与变速箱2动力耦合连接，动力切换装置11的输入端与变速箱2的输出端动力耦合连接，将变速箱2输出的动力进行进一步的分配输出。

动力切换装置11的输出端包括第一端口和第二端口，第一端口与第一液压泵3动力耦合连接，第二端口与作业机械的行走机构动力耦合连接。

第二液压泵5与电机4电连接，电机4与第一蓄电装置6电连接，第一蓄电装置6为电机4提供电能，进而驱动第二液压泵5。

第一液压泵3的输出端与第二液压泵5的输出端与上装作业系统的液压马达9连接，驱动作业机械的上装作业系统作业。

以作业机械为起重机为例，上装作业系统的液压马达9包括变幅液压马达和伸缩液压马达，执行电机13包括卷扬电机和回转电机。

导电环14和与第二蓄电装置15执行电机13电连接，为执行电机13提供电能，以供执行电机13将电能转换为机械能输出。

发动机1提供的动力通过变速箱2和动力切换装置11传递输出，可为上装作业系统和行走机构提供较大的扭矩和转速，从而满足作业和行驶要求。

作业机械的动力系统中增加角齿箱12后，可使动力传递时方向具有可变性，提高动力系统的布置灵活性。

本实用新型提供的作业机械的动力系统中还包括整车控制器或控制终端一类的控制装置，可控制作业机械的动力系统在三种模式下运行和切换。

动力系统的三种模式为混动作业模式、发动机独立作业模式以及电机独立作业模式。

控制装置确定作业负载功率，作业负载功率是作业机械运行作业时，运转所需要的功率，其大小与负载情况、作业情况以及电机4待机情况相关。

作业需求功率通过上装作业系统中液压马达9作业所需的动力进行计算得到。

在作业负载功率大于电机最大输出功率的情况下，控制装置控制作业机械进入混动作业模式。

控制装置控制发动机1工作，且通过第一液压泵3驱动液压马达9，控制电机4工作，且通过第二液压泵5驱动液压马达9。

电机最大输出功率是电机4在当前工况下所能输出的最大功率，用于反映电机4的动力性能，与电机4本身大小型号相关。

可以理解的是，作业机械在插电或第一蓄电装置6电量充足的情况下，主要使用电机4为作业机械的上装作业系统作业提供动力。

作业负载功率大于电机最大输出功率的情况，换言之，作业机械处于大负载作业工况，此时，电机4以最大的输出功率输出动力，也无法满足作业机械的作业负载需求。

控制发动机1工作，通过第一液压泵3驱动液压马达9，同时控制电机4工作，通过第二液压泵5驱动液压马达9。

此时，电机4和发动力同时工作，驱动第一液压泵3和第二液压泵5并行输出，以驱动液压马达9，为上装作业系统的液压马达9提供充足动力，从而满足作业负载需求。

具体实施时，若作业负载功率低于发动机1在怠速状态和电机4最大功率输出状态下的并行输出功率，控制发动机1保持怠速状态，电机4根据作业负载功率变化进行输出功率调整。

可以理解的是，发动机1以怠速状态运行，能够有效降低油耗，电机4输出功率能够在较广范围内以较快速度进行调整，满足作业负载的需求。

电机4的转子与第二液压泵5输出采用集成设计，第二液压泵5的响应与电机4的输出一致，第二液压泵5输出的调速范围广、响应速度快以及实时性准确性高。

在作业负载功率进一步加大的情况下，若作业负载功率高于发动机1在怠速状态和电机4以最大功率输出状态下的并行输出功率，则控制电机4保持最大输出功率状态，控制发动机1提速，以满足作业负载需求。

在一些实施例中，控制装置还可通过BMS等装置确定第一蓄电装置6的荷电量和充电状态。

第一蓄电装置6可以为锂电池、磷酸铁锂电池以及超级电容组等车载储能装置。

第一蓄电装置6设有用于电连接外部电源的第一插接头8，电机4可用过第一插接头8直接使用外部电源的电能作业，第一蓄电装置6可通过第一插接头8使用外部电源的电能充电。

第一蓄电装置6可为电机4提供电能，以供电机4作业。

其中，外部电源可以为220V的外部电网电源，也可以为380V的外部电网电源。

第一蓄电装置6的荷电量，也称为荷电状态，用于反映第一蓄电装置6的剩余电量容量，其数值上定义为剩余电量容量占第一蓄电装置6容量的比值，常用百分数表示。

荷电量取值范围为0至1，当荷电量为0时表示第一蓄电装置6放电完全，当荷电量为1时表示第一蓄电装置6完全充满。

荷电量无法直接测量，需要通过第一蓄电装置6的电压、充放电电流及内阻等参数来进行估算。

确定第一蓄电装置6的荷电量大于预设阈值，第一蓄电装置6的电量充足，可为电机4提供充足电能。

确定第一蓄电装置6处于充电状态，作业机械处于有外部电源的作业环境，电机4可直接使用外部电源的电能运转。

在作业负载功率不大于电机最大输出功率的情况下，控制装置控制电机4工作，且通过第二液压泵5驱动液压马达9，满足作业机械的作业负载需求。

电机独立作业模式下，第一蓄电装置6或第一插接头8连通的外部电网都是通过车载充电机7驱动电机4工作，以车载充电机7作为有限能量源，可有效避免电池频繁充放电。

具体实施时，若作业负载功率低于车载充电机7的最大输出功率，则车载充电机7以最大功率工作，在满足作业负载功率的前提下给第一蓄电装置6充电，直至第一蓄电装置6满电后，车载充电机7按照负载需求功率输出。

若作业负载功率高于车载充电机7的最大输出功率，则第一蓄电装置6与车载充电机7同时为电机4供能，在第一蓄电装置6的荷电量不大于预设阈值时，控制发动机1工作，发动机1与电机4并行输出，驱动液压马达9作业。

可以理解的是，在发动机1与电机4并行输出的情况下，第一蓄电装置6的荷电量不大于预设阈值，车载充电机7持续为第一蓄电装置6充电，以保持第一蓄电装置6充足的蓄电量。

在一些实施例中，控制装置在确定第一蓄电装置6的荷电量不大于预设阈值，且第一蓄电装置6不处于充电状态，控制发动机1工作。

第一蓄电装置6的电量不足，并且作业机械处于没有外部电源的作业环境，电机4无法直接使用外部电源的电能运转。

此时，控制发动机1工作，进入发动机独立作业模式，通过第一液压泵3驱动液压马达9，满足作业机械的作业负载需求。

具体实施时，在作业负载功率大于电机最大输出功率，且不大于发动机1怠速输出功率的情况下，此时进入发动机独立作业模式，能够有效提高燃油经济效率，满足作业机械的作业负载需求。

发动机1通过第一液压泵3独立驱动上装作业系统作业，在作业负载功率低于发动机1怠速输出时，发动机1保持怠速状态输出。

可以理解的是，动力系统中也可增加发电机4，在作业负载功率低于发动机1怠速输出时，将发动机1的溢出功率用于第一蓄电装置6充电；当作业负载功率高于发动机1怠速输出时，则调整发动机1输出功率，以满足作业负载需求。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种作业机械的动力系统，其特征在于，包括：

发动机；

变速箱，所述变速箱与所述发动机动力耦合连接；

第一液压泵，所述第一液压泵与所述变速箱的输出端动力耦合连接；

电机；

第二液压泵，所述第二液压泵与所述电机电连接；

上装作业系统的液压马达，所述液压马达与所述第一液压泵的输出端以及所述第二液压泵的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的作业机械的动力系统，其特征在于，还包括：

所述变速箱包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述第一液压泵动力耦合连接，所述第二输出端与作业机械的行走机构动力耦合连接。

3.根据权利要求1所述的作业机械的动力系统，其特征在于，还包括：

动力切换装置，所述动力切换装置的输入端与所述变速箱的输出端动力耦合连接；

所述动力切换装置的输出端包括第一端口和第二端口，所述第一端口与所述第一液压泵动力耦合连接，所述第二端口与作业机械的行走机构动力耦合连接；

其中，所述第一端口和所述第二端口与所述动力切换装置的输入端可选择性地动力耦合连接。

4.根据权利要求1所述的作业机械的动力系统，其特征在于，还包括：

角齿箱，所述变速箱与所述第一液压泵通过所述角齿箱动力耦合连接，所述第一液压泵安装于作业机械的上车身。

5.根据权利要求1所述的作业机械的动力系统，其特征在于，还包括：

第一蓄电装置，所述第一蓄电装置与所述电机电连接；

所述第一蓄电装置设有用于电连接外部电源的第一插接头。

6.根据权利要求1-5任一项所述的作业机械的动力系统，其特征在于，还包括：

执行电机，所述执行电机与所述上装作业系统的执行机构动力耦合连接；

导电环，所述导电环与所述执行电机电连接，所述导电环设有用于电连接外部电源的第二插接头。

7.根据权利要求6所述的作业机械的动力系统，其特征在于，还包括：

第二蓄电装置，所述第二蓄电装置与所述执行电机电连接。

8.根据权利要求6所述的作业机械的动力系统，其特征在于，所述执行电机包括卷扬电机和回转电机，所述液压马达包括变幅液压马达和伸缩液压马达。

9.根据权利要求1-5任一项所述的作业机械的动力系统，其特征在于，所述液压马达包括卷扬液压马达、回转液压马达、变幅液压马达和伸缩液压马达。

10.一种作业机械，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的作业机械的动力系统，上装作业系统和行走机构。

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