CN215474441U - 一种混合动力的驱动系统及水泥搅拌车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混合动力的驱动系统，包括动力单元，动力单元包括发动机与动力电池，所述发动机的输出端与所述驱动轮传动连接；第一驱动单元，包括第一电机与自动变速箱，所述第一电机与所述动力电池相连，所述自动变速箱的输入端与所述第一电机传动连接，所述自动变速箱的输出端与所述驱动轮传动连接。本实用新型通过设置自动变速箱，能够根据驱动轮的工作状态，及时切换档位，使水泥搅拌车始终保持在高效工作区间。

Description

一种混合动力的驱动系统及水泥搅拌车

技术领域

本实用新型涉及动力总成技术领域，特别是涉及一种混合动力的驱动系统及水泥搅拌车。

背景技术

为了防止水泥凝固，水泥搅拌车的搅拌罐需要长时间搅拌。然而，搅拌罐仅需一个很低的转速即可实现防止水泥凝固的目的，而传统的水泥搅拌车的搅拌罐采用液压驱动，液压泵由发动机提供动力，因此发动机需要长期处于工作状态，即使搅拌罐待机状态时，发动机也需要处于工作状态。从而导致水泥搅拌车的能量损失较大、油耗高、噪音大。

为了解决上述问题，目前市场上出现了一些采用混合动力驱动的水泥搅拌车驱动系统，例如分别采用发动机与动力电池驱动水泥搅拌车与搅拌罐，可以实现搅拌罐的转速与发动机转速不相同。然而这种结构仅仅是行车驱动与上装驱动在结构上的简单叠加，未涉及到能量策略的统一管理。因此驱动效率低下，不利于提高能量的回收效率。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有驱动系统驱动效率低下，不利于提高能量回收率的问题，提供一种混合动力的驱动系统及水泥搅拌车，能够提高水泥搅拌车的动力性及经济性，使其动力的平顺性更好，控制更加简单。

一种混合动力的驱动系统，驱动水泥搅拌车，所述水泥搅拌车包括车体及设置于所述车体上的驱动轮，所述驱动系统包括：

动力单元，包括发动机与动力电池，所述发动机的输出端与所述驱动轮传动连接；

第一驱动单元，包括第一电机与自动变速箱，所述第一电机与所述动力电池相连，所述自动变速箱的输入端与所述第一电机传动连接，所述自动变速箱的输出端与所述驱动轮传动连接。

在其中一个实施例中，所述第一驱动单元还包括传动组件，所述发动机的输出端通过所述传动组件分别与所述自动变速箱及所述驱动轮连接。

在其中一个实施例中，所述传动组件包括行星架、太阳轮、行星轮以及齿圈，所述行星轮设置于所述行星架上，所述行星轮传动连接于所述太阳轮与所述齿圈之间；

其中，所述行星架与所述发动机传动连接，所述齿圈与所述自动变速箱连接。

在其中一个实施例中，所述驱动系统还包括传动轴和与所述传动轴平行设置的旁轴，所述齿圈通过所述传动轴与所述驱动轮传动连接，所述自动变速箱与所述第一电机均设置于所述旁轴上，所述旁轴与所述齿圈连接。

在其中一个实施例中，所述驱动系统包括主减速器，所述主减速器设置于所述传动轴与所述驱动轮之间。

在其中一个实施例中，所述第一驱动单元还包括第二电机，所述第二电机连接于所述太阳轮与所述动力电池之间。

在其中一个实施例中，所述驱动系统包括第一控制器与第二控制器，所述第一控制器连接于所述第一电机与所述动力电池之间，所述第二控制器连接于所述第二电机与所述动力电池之间。

在其中一个实施例中，所述驱动系统包括扭转减震器，所述扭转减震器设置于所述发动机与所述行星架之间。

在其中一个实施例中，所述车体上还设置有搅拌罐，所述驱动系统包括第三电机与第三控制器，所述第三控制器连接于所述第三电机与所述动力电池之间，所述第三电机与所述搅拌罐相连，以驱动所述搅拌罐转动。

本实用新型还提供一种水泥搅拌车，包括以上所述的混合动力的驱动系统。

上述混合动力的驱动系统及包含该驱动系统的水泥搅拌车，自动变速箱能够根据驱动轮的工作状态，及时切换档位，使水泥搅拌车始终保持在高效工作区间。

附图说明

图1为本申请一实施例中驱动系统的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，本实用新型一实施例提供了一种混合动力的驱动系统100，用以驱动水泥搅拌车。其中，水泥搅拌车(图中未示出)包括车体(图中未示出)及设置于车体上的驱动轮201。该驱动系统100包括动力单元与第一驱动单元。

其中，动力单元包括发动机11与动力电池12，发动机11的输出端与驱动轮201传动连接。第一驱动单元包括第一电机21与自动变速箱22，第一电机21与动力电池12相连。自动变速箱22的输入端与第一电机21传动连接，自动变速箱22的输出端与驱动轮201传动连接。

发动机11与动力电池12分别提供两种不同的动力源。可以通过发动机11带动驱动轮201转动，也可以通过动力电池12向第一电机21供电，第一电机21提供动力并经过自动变速箱22的调节，传递至驱动轮201并带动驱动轮201转动。实现混合动力的效果，并通过自动变速箱22对工作状态的判断，切换档位以提高水泥搅拌车的工作效率。

进一步地，第一驱动单元还包括传动组件23，发动机11的输出端通过传动组件23分别与自动变速箱22及驱动轮201连接。动力电池12向第一电机21供电，并通过自动变速箱22的调节，将动力传递至传动组件23上。传动组件23集成了发动机11产生的动力与第一电机21产生的动力，并将两种动力均传递至驱动轮201，带动驱动轮201转动。

在本具体实施例中，传动组件23包括行星架231、太阳轮232、行星轮233以及齿圈234，行星轮233设置于行星架231上，行星轮233传动连接于太阳轮232与齿圈234之间。其中，行星架231与发动机11传动连接，齿圈234与自动变速箱22连接。

发动机11的动力通过行星架231传递至行星轮233，驱动行星轮233转动。行星轮233进而带动太阳轮232与齿圈234转动。

驱动系统100还包括传动轴30和与传动轴30平行设置的旁轴40，齿圈234通过传动轴30与驱动轮201传动连接，自动变速箱22与第一电机21均设置于旁轴40上，旁轴40与齿圈234连接。具体地，旁轴40包含第一子轴与第二子轴。其中，第一子轴连接于第一电机21的输出端与自动变速箱22的输入端之间。第二子轴连接于自动变速箱22的输出端与齿圈234之间。

一方面，齿圈234接收由行星轮233传递而来的发动机11一部分动力。另一方面，旁轴40上连接的第一电机21由动力电池12驱动，第一电机21产生的动力经由自动变速箱22传递至齿圈234。至此，齿圈234集成了发动机11与动力电池12的两种动力，并通过传动轴30传递至驱动轮201，从而使驱动轮201转动。在此过程中，自动变速箱22将根据发动11与第一电机21的实际工作转速，自动切换档位，确保发动机11与第一电机21一直处于高效工作区间。

该驱动系统100包括主减速器50，主减速器50设置于传动轴30与驱动轮201之间。通过主减速器50进行减速增扭，提高驱动轮201的动力性。

第一驱动单元还包括第二电机24，第二电机24连接于太阳轮232与动力电池12之间。由此，第一电机21与第二电机24均可分别实现发电运行或电动运行。其中，第一电机21可以独立驱动水泥搅拌车行驶，也可以提供动力与发动机11共同驱动水泥搅拌车行驶，或者回收制动能量为动力电池12充电。第二电机24主要为分流发动机功率进行发电，当有功率需求时，第二电机24也可以提供动力，驱动水泥搅拌车行驶。

驱动系统100包括第一控制器50与第二控制器60，第一控制器50连接于第一电机21与动力电池12之间，第二控制器50连接于第二电机24与动力电池12之间。

此外，驱动系统100还包括扭转减震器70，扭转减震器70设置于发动机11与行星架231之间。扭转减震器70大大降低了发动机11所产生动力的刚度，提高了水泥搅拌车的平顺性。

车体上还设置有搅拌罐(图中未示出)，驱动系统100包括第三电机80与第三控制器90，第三控制器90连接于第三电机80与动力电池12之间，第三电机80与搅拌罐相连，以驱动搅拌罐转动，并根据搅拌罐的工作状态调整不同的转速。当搅拌罐中储存水泥时，调节第三电机80的转速，使搅拌罐处于低转速状态。当搅拌罐需要进料或出料时，提高第三电机80的转速，从而使搅拌罐转速提高。当搅拌罐内未储存水泥时，使搅拌罐停止转动。

基于与上述驱动系统100相同的构思，本实用新型还提供一种水泥搅拌车，该水泥搅拌车包括上述提及的混合动力的驱动系统100。

本实用新型具体工作时，当水泥搅拌车处于满载送料的状态时，发动机11动力通过扭转减震器70传递至行星轮233。行星轮233将动力分别传递至太阳轮232及齿圈234。太阳轮232处的一部分动力经过第二电机24与第二控制器60传递至动力电池12并储存。电量充足的动力电池12一方面为第一电机21提供电能，一方面为第三电机80提供电能。第一电机21由动力电池12驱动后，经过自动变速箱22减速增扭并将动力传递至齿圈234。齿圈234集成一部分发动机11动力及第一电机21的动力，通过传动轴30传递至驱动轮201，驱动水泥搅拌车行驶。此外，第三电机80由动力电池12驱动，并驱动搅拌罐低转速转动。

当水泥搅拌车处于进料或出料的状态时，车辆处于停止状态，仅搅拌罐工作。此时，发动机11熄火，仅由动力电池12向第三电机80供电，第三电机80驱动搅拌罐转动工作。通过调节第三电机80的转速，提高搅拌罐的转速，使其满足进出料需求。

当水泥搅拌车处于取料状态时，此时搅拌罐空载，无需搅拌。发动机11动力一方面驱动水泥搅拌车行驶，另一方面为动力电池12充电。

上述实施例中的驱动系统100及水泥搅拌车，至少具有以下优点：

1)设置于旁轴40上的自动变速箱22可根据发动机11与第一电机21的实际工作转速，自动切换档位，确保发动机11与第一电机21一直处于高效工作区间，提高工作效率，节省能量；

2)由于车辆底盘空间有限，通过设置旁轴40并将自动变速箱22与第一电机21安装于旁轴40上，缩短了整个驱动系统100的轴向长度，优化了驱动系统100的整体布置；

3)扭转减震器70与自动变速箱22的配合使用，提高了水泥搅拌车的平顺性和动力性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种混合动力的驱动系统，驱动水泥搅拌车，所述水泥搅拌车包括车体及设置于所述车体上的驱动轮，其特征在于，所述驱动系统包括：

动力单元，包括发动机与动力电池，所述发动机的输出端与所述驱动轮传动连接；

第一驱动单元，包括第一电机与自动变速箱，所述第一电机与所述动力电池相连，所述自动变速箱的输入端与所述第一电机传动连接，所述自动变速箱的输出端与所述驱动轮传动连接。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述第一驱动单元还包括传动组件，所述发动机的输出端通过所述传动组件分别与所述自动变速箱及所述驱动轮连接。

3.根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于，所述传动组件包括行星架、太阳轮、行星轮以及齿圈，所述行星轮设置于所述行星架上，所述行星轮传动连接于所述太阳轮与所述齿圈之间；

其中，所述行星架与所述发动机传动连接，所述齿圈与所述自动变速箱连接。

4.根据权利要求3所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统还包括传动轴和与所述传动轴平行设置的旁轴，所述齿圈通过所述传动轴与所述驱动轮传动连接，所述自动变速箱与所述第一电机均设置于所述旁轴上，所述旁轴与所述齿圈连接。

5.根据权利要求4所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统包括主减速器，所述主减速器设置于所述传动轴与所述驱动轮之间。

6.根据权利要求3所述的驱动系统，其特征在于，所述第一驱动单元还包括第二电机，所述第二电机连接于所述太阳轮与所述动力电池之间。

7.根据权利要求6所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统包括第一控制器与第二控制器，所述第一控制器连接于所述第一电机与所述动力电池之间，所述第二控制器连接于所述第二电机与所述动力电池之间。

8.根据权利要求3所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统包括扭转减震器，所述扭转减震器设置于所述发动机与所述行星架之间。

9.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述车体上还设置有搅拌罐，所述驱动系统包括第三电机与第三控制器，所述第三控制器连接于所述第三电机与所述动力电池之间，所述第三电机与所述搅拌罐相连，以驱动所述搅拌罐转动。

10.一种水泥搅拌车，其特征在于，包括上述权利要求1-9所述的驱动系统。

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