CN215621368U - 作业机械的混合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混合动力系统和作业机械，该混合动力系统包括：动力切换装置，动力切换装置包括输入端、第一输出端和第二输出端，第一输出端和第二输出端均与动力切换装置的输入端可选择性地接合；动力源，动力源包括发动机和与发动机连接的电机，动力源的输出端与动力切换装置的输入端动力耦合连接；驱动轴，驱动轴与第一输出端动力耦合连接，驱动轴用于驱动底盘行驶；液压泵，液压泵与第二输出端动力耦合连接。本实用新型的混合动力系统，通过将电机与发动机连接，可方便地实现混合动力输出，且通过动力切换装置的切换，可方便地实现多种动力模式的切换，这样作业机械可以根据需求在多种模式下作业，且各种模式下能效均较高。

Description

作业机械的混合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混合动力系统和作业机械。

背景技术

传统的作业机械多采用柴油发动机来输出牵引动力和作业驱动力，为了实现节能减排，作业电动化成为重要的发展趋势。现有技术中，对于电动化的作业机械，一方面需要通过发动机给电机发电，能效较低；另一方面，对于牵引动力或者对于作业驱动力，在某次工作过程中，往往仅能选择一种动力，这会限制整车的最大负载。

实用新型内容

本实用新型提供一种作业机械的混合动力系统和作业机械，用以解决现有技术中电动化的作业机械能效低或者动力弱的缺陷，实现多种动力模式的切换，且各种模式下能效均较高。

本实用新型提供一种作业机械的混合动力系统，包括：

动力切换装置，所述动力切换装置包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述第一输出端和第二输出端均与所述动力切换装置的输入端可选择性地接合；

动力源，所述动力源包括发动机和与所述发动机连接的电机，所述动力源的输出端与所述动力切换装置的输入端动力耦合连接；

驱动轴，所述驱动轴与所述第一输出端动力耦合连接，所述驱动轴用于驱动底盘行驶；

液压泵，所述液压泵与所述第二输出端动力耦合连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，还包括：

储能装置；

控制器，所述控制器包括控制电路和DC/AC变换器，所述控制电路与所述发动机及所述储能装置电连接，所述DC/AC变换器的两端分别与所述储能装置及所述电机电连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，所述混合动力系统具有混动模式；

在所述混动模式，所述控制器设置为控制所述发动机工作，同时所述储能装置向所述电机供电且所述电机工作在电动模式，且所述动力切换装置的输入端与所述第一输出端或所述第二输出端动力耦合连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，所述电机具有发电模式，所述混合动力系统具有回收模式；

在所述回收模式，所述电机工作在发电模式，且所述动力切换装置的输入端与所述第一输出端或所述第二输出端动力耦合连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，还包括：

用于与外接电源电连接的插接头；

所述控制器还包括AC/DC变换器和AC/AC变换器，所述AC/DC变换器的两端分别与所述插接头及所述储能装置电连接，所述AC/AC变换器的两端分别与所述插接头及所述电机电连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，所述混合动力系统具有第二混动作业模式；

在所述第二混动作业模式，所述控制器设置为控制所述发动机工作，所述插接头向所述电机供电且所述电机工作在电动模式，且所述动力切换装置的输入端与所述第二输出端动力耦合连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，所述控制电路与所述液压泵电连接，且所述控制器设置为在所述电机工作且所述发动机停机，当所述控制电路确定所述液压泵的功率大于所述电机的额定功率时，控制所述发动机工作。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，所述动力源还包括变速器，所述发动机的输出端与所述变速器的输入端动力耦合连接，所述变速器的输出端与所述电机同轴连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，所述电机具有发电模式，所述混合动力系统具有充电模式；在所述充电模式，所述控制器设置为控制所述发动机和所述电机同时工作且所述电机工作在发电模式，所述变速器切换到空挡。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，所述动力源还包括变速器，所述发动机的输出端与所述电机同轴设置，所述电机的输出端，所述电机的输出端与所述变速器的输入端动力耦合连接，所述变速器的输出端与所述动力切换装置的输入端动力耦合连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，所述动力源还包括变速器，所述电机安装在所述变速器上。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，所述液压泵包括主油泵、齿轮泵、臂架泵至少其中之一。

根据本实用新型提供的一种作业机械的混合动力系统，所述动力切换装置包括分动箱或取力器。

本实用新型还提供一种作业机械，包括上述任一种所述的作业机械的混合动力系统。

本实用新型提供的作业机械的混合动力系统和作业机械，通过将电机与发动机连接，可以方便地实现混合动力输出，且通过动力切换装置的切换，可以方便地实现多种动力模式的切换，这样作业机械可以根据需求在多种模式下作业，且各种模式下能效均较高。

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混合动力系统的结构示意图之一；

图2是本实用新型提供的作业机械的混合动力系统的结构示意图之二；

图3是本实用新型提供的作业机械的混合动力系统的结构示意图之三；

图4是本实用新型提供的作业机械的混合动力系统控制流程示意图。

附图标记：

动力切换装置110，动力切换装置的输入端111，动力切换装置的第一输出端112，动力切换装置的第二输出端113，第一输入齿轮114a，第二输入齿轮114b，第一传动齿轮115，第二传动齿轮116，第一输出齿轮117，第二输出齿轮118，同步器119；

发动机121，变速器122，电机123；

传动轴131，驱动轴132；

臂架泵141，主油泵142，液压管路143，执行元件144；

控制器151，储能装置152，插接件153。

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。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

“比如”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1至图3描述本实用新型的作业机械的混合动力系统。

本实用新型实施例中的作业机械可以为泵车、汽车起重机、挖掘机、打桩机、混凝土机械、压路机、搅拌车、掘进机或消防车等作业机械。

如图1-图3所示，本实用新型实施例的作业机械的混合动力系统包括：动力切换装置110、动力源、驱动轴132和液压泵。

其中，动力切换装置110包括输入端111、第一输出端112和第二输出端113，第一输出端112与动力切换装置110的输入端111可选择性地接合，第二输出端113与动力切换装置110的输入端可选择性地接合。

需要说明的是，上述动力耦合连接表示部件之间可以实现动力的传输。

在一些实施例中，在动力切换装置110的输入端111与第一输出端112动力耦合连接的情况下，动力切换装置110的输入端111与第二输出端113断开，此时动力切换装置110的输入端111与第一输出端112之间可以传递动力；在动力切换装置110的输入端111与第二输出端113动力耦合连接的情况下，动力切换装置110的输入端111与第一输出端112断开，此时动力切换装置110的输入端111与第二输出端113之间可以传递动力。

在另一些实施例中，在动力切换装置110的输入端111与第一输出端112动力耦合连接时，动力切换装置110的输入端111与第二输出端113也可以动力耦合连接，此时从动力切换装置110的输入端111输入的动力可以分配给第一输出端112和第二输出端113。

动力切换装置可以包括分动箱或取力器。

如图1-图3所示，在一些实施例中，动力切换装置110可以包括：第一输入齿轮114a、第二输入齿轮114b、第一传动齿轮115、第二传动齿轮116、第一输出齿轮117、第二输出齿轮118和同步器119。

其中，第一输入齿轮114a和第二输入齿轮114b同轴固定连接，并与动力切换装置110的输入端111固定连接；第一输出齿轮117与第一输出端112固定连接；第一传动齿轮115与第二传动齿轮116同轴固定连接，第二传动齿轮116与第二输出齿轮118啮合，第二输出齿轮118与第二输出端113固定连接；同步器119用于控制第一输入齿轮114a与第一传动齿轮115啮合，或者同步器119用于控制第二输入齿轮114b与第一输出齿轮117啮合或动力耦合连接。

在同步器119同步第二输入齿轮114b与第一输出齿轮117时，输入端111与第一输出端112动力耦合连接；同步器119同步第一输入齿轮114a与第一传动齿轮115时，输入端111与第二输出端113动力耦合连接。

当然，动力切换装置110还可以为其他结构形式，包括但不限于行星齿轮机构，比如行星齿轮机构齿圈、太阳轮和行星架分别形成第一至第三端口，在实际作业时，通过锁止齿圈、太阳轮和行星架中的一个，可以实现另外两个的动力耦合连接；当然，也可以将齿圈、太阳轮和行星架中的两个作为混合输入，将另一个作为输出。

动力源包括发动机和电机123，电机123与发动机121连接，比如电机123与发动机121同轴连接。动力源的输出端与动力切换装置110的输入端111动力耦合连接。

发动机通过燃烧燃油实现动力输出，用于将化学能转换为机械能。

发动机121可以为柴油机和汽油机，对于作业机械可以选择柴油机，以提供更强的动力。

发动机的输出轴与电机123的电机轴可以同轴固定连接，连接方式包括但不限于：通过联轴器、花键或法兰等结构连接。

动力源还可以包括：变速器122。

电机123与发动机121的连接方式可以为直接连接，或者间接连接。

电机123与发动机的连接位置可以有多种，包括但不限于：发动机121的输出端或变速器122的输出端等，后面的实施例将会对此进行详细描述。

动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输出发动机121的动力或者电机123的动力，或者向动力切换装置110的输入端111混合输出发动机121的动力和电机123的动力。

驱动轴132用于驱动作业机械的底盘行驶，驱动轴132用于与作业机械的驱动桥动力耦合连接，作业机械的驱动桥可以包括差速器、左半轴和右半轴，驱动轴132用于与差速器的输入端动力耦合连接。

动力切换装置110的第一输出端112与驱动轴132动力耦合连接，连接方式包括但不限于：通过联轴器、花键或法兰等结构连接；或者如图1-图3所示，动力切换装置110的第一输出端112通过传动轴131与驱动轴132动力耦合连接，动力切换装置110的第一输出端112通过传动轴131的连接方式包括但不限于：通过联轴器、花键或法兰等结构连接，传动轴131与驱动轴132的连接方式包括但不限于：通过联轴器、花键或法兰等结构连接。

这样，在动力切换装置110的输入端111与第一输出端112动力耦合连接时，动力源的输出端可以驱动作业机械行车，且驱动力可以为发动机的动力或者电机123的动力，或者发动机和电机123的混合动力。

液压泵与动力切换装置110的第二输出端113动力耦合连接，液压泵可以用于驱动作业机械的上装作业系统，作业机械的上装作业系统用于执行作业机械的作业动作，对于不同的作业机械，其上装作业系统有差异，对应地，液压泵的结构也不同。

在作业机械为泵车的情况下，如图1-图3所示，液压泵可以包括臂架泵141和主油泵142，臂架泵141和主油泵142均与动力切换装置110的第二输出端113动力耦合连接。臂架泵141用于控制泵车的臂架展开或收起，主油泵142用于控制混凝土的泵送。主油泵142可以通过液压管路143与执行元件144相连。液压泵还可以包括齿轮泵，该齿轮泵用于驱动摆缸摆动，也可以用于驱动风扇散热。另外，在本申请的其他实施例中，液压泵还可以是主油泵、齿轮泵、臂架泵其中之一或其中之二或者三者都有。

在作业机械为汽车起重机的情况下，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。液压泵的输入端与动力切换装置110的第二输出端113动力耦合连接，液压泵可以为柱塞泵、内齿泵或外齿泵等。液压泵可以控制起幅机构、伸缩机构、卷扬机构和回转机构等。

可以理解的是，对于作业机械的行车动力和上装作业系统的动力来源，该作业机械的混合动力系统至少可以提供多种作业模式：

其一，燃油驱动模式。

无论是在行车或者上装作业系统作业的过程中，该作业机械的混合动力系统均可具有燃油驱动模式。

在行车时，发动机工作，同轴连接的电机123空转，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入发动机的动力，动力切换装置110的输入端111与第一输出端112动力耦合连接，驱动轴132被驱动。

在上装作业系统作业时，发动机工作，同轴连接的电机123空转，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入发动机的动力，动力切换装置110的输入端111与第二输出端113动力耦合连接，液压泵被驱动。

在燃油驱动模式下，发动机可以为行车或上装作业系统提高充足的动力，确保行车或上装作业系统能完成各种高功率作业需求。

其二，纯电驱动模式。

无论是在行车或者上装作业系统作业的过程中，该作业机械的混合动力系统均可具有纯电驱动模式。

在行车时，发动机停机，同轴连接的电机123工作，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入电机123的动力，动力切换装置110的输入端111与第一输出端112动力耦合连接，驱动轴132被驱动。

在上装作业系统作业时，发动机停机，同轴连接的电机123工作，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入电机123的动力，动力切换装置110的输入端111与第二输出端113动力耦合连接，液压泵被驱动。

在纯电驱动模式下，可以实现清洁作业，减少尾气排放，且在作业过程中，噪音较低。

其三，混合驱动模式。

无论是在行车或者上装作业系统作业的过程中，该作业机械的混合动力系统均可具有混合驱动模式。

在行车时，发动机工作，电机123工作，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入发动机及电机123的混合动力，动力切换装置110的输入端111与第一输出端112动力耦合连接，驱动轴132被驱动。

在上装作业系统作业时，发动机工作，电机123工作，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入发动机及电机123的混合动力，动力切换装置110的输入端111与第二输出端113动力耦合连接，液压泵被驱动。

在混合驱动作业模式下，通过两个动力源的驱动，可以避免用单一动力源驱动时动力不足，可以实现极大功率的输出，有效提高了作业机械的最大作业功率。

根据本实用新型实施例的作业机械的混合动力系统，通过将电机123与发动机连接，可以方便地实现混合动力输出，且通过动力切换装置110的切换，可以方便地实现多种动力模式的切换，这样作业机械可以根据需求在多种模式下作业，且各种模式下能效均较高。

在一些实施例中，如图1-图3所示，该混合动力系统可以包括：储能装置152和控制器151，控制器151包括控制电路和DC/AC变换器，控制电路和DC/AC变换器电连接，控制电路与发动机121及储能装置152电连接，DC/AC变换器的两端分别与储能装置152及电机123电连接。

上述电连接可以为无线连接或者通过线缆的有线连接。

控制电路用于控制DC/AC变换器、发动机、储能装置152和电机123。DC/AC变换器用于实现储能装置152与电机123之间的直流电和交流电的转换。

这样，该作业机械的混合动力系统可以在无外接电源时，切入纯电驱动模式或混合驱动模式。储能装置152可以为电池，比如铅蓄电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池或其他形式的电能存储结构。

在一些实施例中，如图1-图3所示，该混合动力系统可以包括：插接头，插接头用于与外接电源电连接。

控制器151包括AC/DC变换器和AC/AC变换器，AC/DC变换器的两端分别与插接头及储能装置152电连接，AC/AC变换器的两端分别与插接头及电机123电连接。

AC/DC变换器用于实现插接头与储能装置152之间的交流电和直流电的转换。AC/AC变换器用于实现插接头及电机123之间的交流电和交流电的转换。

插接件153可以包括插接公头或插接母头。

在将插接件153接上外接电源时，电机123可以直接消耗外接电源的电能，来驱动上装作业系统；在外接电源为市电时，该作业机械可以保持很长的连续作业时间，且作业过程清洁环保，噪音低。

在实际的作业过程中，可以预先给储能装置152充电，储能装置152充电的方式有多种，下面从两种实现的角度，进行说明：

其一，通过外接电源给储能装置152充电。

在该实施方式中，插接件153接上外接电源，通过控制器151的AC/DC变换器，可以给储能装置152充电。

其二，作业机械的能量回收。

在该实施方式中，电机123为电动发电机，换言之，电机123在接入电源时，可以输出动力，电机在接收动力输入时，可以发电。电机123的两种工作模式可以由控制器151控制切换。

电机123具有发电模式，混合动力系统具有回收模式，在回收模式，控制器151设置为控制电机123工作在发电模式，电机123发电，且动力切换装置110的输入端与第一输出端112或第二输出端113动力耦合连接。

回收模式包括第一回收模式和第二回收模式；

在第一回收模式，控制器151设置为控制电机123工作在发电模式，电机123发电，且动力切换装置110的输入端与第一输出端112动力耦合连接；

在第一回收模式，作业机械行车，发动机驱动驱动轴132转动，从而驱动作业机械行车，在踩刹车时，发动机可以不工作，驱动轴132将动力通过传动机构传递给电机123，电机123发电即可给储能装置152充电。

可以理解的是，通过同轴连接的电机123，可以方便地实现制动能量的回收，提高了能量利用效率，且不必设置单独的能量回收发电机123，电机123到制动能量之间传动路径短，回收效率高。

在第二回收模式，控制器151设置为控制发动机工作，控制电机123工作在发电模式，电机123发电，且动力切换装置110的输入端与第二输出端动力耦合连接。

在第二回收模式，作业机械的上装作业系统作业，发动机的输出功率大于液压泵的需求功率，则电机123切入发电模式，发动机同时驱动电机123发电及液压泵作业。

可以理解的是，通过同轴连接的电机123，可以方便地实现发动机输出的动力的分配，不必实现分支路传递，可以提高能量利用效率，且不必设置单独的能量回收发电机123，电机123到制动能量之间传动路径短，回收效率高。

本实用新型提供的混合动力系统可以实现以下多种工作模式，其中图4示出了以下的第一种至第八种工作模式，但本申请不限于这8种工作模式，例如能量回收模式，而且除了图4中例举的泵送工况外，还可以有其他作业工况。

其一，本实用新型提供的混合动力系统具有燃油行驶模式。

在燃油行驶模式，控制器151设置为控制发动机工作，同轴连接的电机123空转，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入发动机的动力，动力切换装置110的输入端111与第一输出端112动力耦合连接，驱动轴132被驱动。

其二，本实用新型提供的混合动力系统具有燃油作业模式。

在燃油作业模式，控制器151设置为控制发动机工作，同轴连接的电机123空转，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入发动机的动力，动力切换装置110的输入端111与第二输出端113动力耦合连接，液压泵被驱动。

其三，本实用新型提供的混合动力系统具有纯电行驶模式。

在纯电行驶模式，控制器151设置为控制发动机关闭，电机123由储能装置152供电，电机123工作，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入电机123的动力，动力切换装置110的输入端111与第一输出端112动力耦合连接，驱动轴132被驱动。

其四，本实用新型提供的混合动力系统具有第一纯电作业模式。

在第一纯电作业模式，控制器151设置为控制发动机关闭，电机123由储能装置152供电，电机123工作，动力源的输出端可以向动力切换装置110的第二输出端113输入电机123的动力，动力切换装置110的输入端111与第二输出端113动力耦合连接，液压泵被驱动。

其五，本实用新型提供的混合动力系统具有第二纯电作业模式。

在第二纯电作业模式，插接件153接入外接电源，控制器151设置为控制发动机关闭，电机123由外接电源供电，电机123工作，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入电机123的动力，动力切换装置110的输入端111与第二输出端113动力耦合连接，液压泵被驱动。

实用新型提供的混合动力系统具有混动模式，在混动模式，控制器设置为控制发动机工作，同时储能装置152向电机123供电，且电机123工作在电动模式，且动力切换装置110的输入端111与第一输出端112或第二输出端113动力耦合连接。电机123工作在电动模式时，电机123可以将电能转换为机械能。

混动模式可以包括混动行驶模式和第一混动作业模式。

其六，本实用新型提供的混合动力系统具有混动行驶模式。

在混动行驶模式，控制器151设置为控制发动机和电机123均工作，储能装置152向电机123供电，电机123工作在电动模式，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入混合动力，且动力切换装置110的输入端111与动力切换装置110的第一输出端112动力耦合连接，驱动轴132被驱动。

控制器151可以控制发动机、电机123的转速和功率，从而可以提高作业机械行驶的动力性和经济性。

其七，本实用新型提供的混合动力系统具有第一混动作业模式；

在第一混动作业模式，控制器151设置为控制发动机和电机123工作，储能装置152向电机123供电，电机123工作在电动模式，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入混合动力，且动力切换装置110的输入端111与动力切换装置110的第二输出端113动力耦合连接，液压泵被驱动。

控制器151可以控制发动机、电机123的转速和功率，使液压泵的输出功率满足上装作业系统(比如泵送系统)的作业需求，且储能装置152供电可以在接电不方便的区域完成作业。

其八，本实用新型提供的混合动力系统具有第二混动作业模式；

在第二混动作业模式，控制器151设置为控制发动机和电机123工作，与插接头连接的外接电源向电机123供电，电机123工作在电动模式，动力源的输出端可以向动力切换装置110的输入端111输入混合动力，且动力切换装置110的输入端111与动力切换装置110的第二输出端113动力耦合连接，液压泵被驱动。

控制器151可以控制发动机、电机123的转速和功率，使液压泵的输出功率满足上装作业系统(比如泵送系统)的作业需求，且外接电源供电可以确保长时间的作业。

其九，本实用新型提供的混合动力系统具有发电模式。

在发电模式，控制器151设置为控制发动机工作，且控制电机123进入发电模式，发动机驱动电机123发电，电机123发出的电量存储于储能装置152。控制电机123进入发电模式时，电机123用于将机械能转换为电能。

其十，本实用新型提供的混合动力系统具有充电模式。

在充电模式，插接件153接入外接电源，控制器151控制外接电源给储能装置152充电。

其十一，本实用新型提供的混合动力系统具有制动能回收模式。

在制动能回收模式，控制器151设置为控制发动机工作，控制电机123发电，且动力切换装置110的输入端与第一输出端112动力耦合连接；

作业机械行车，发动机121驱动驱动轴132转动，从而驱动作业机械行车，在踩刹车时，驱动轴132将动力通过传动机构传递给电机123，电机123发电即可给储能装置152充电。

可以理解的是，通过同轴连接的电机123，可以方便地实现制动能量的回收，提高了能量利用效率，且不必设置单独的能量回收发电机123，电机123到制动能量之间传动路径短，回收效率高。

在本申请中，电机在不工作时可以空转。

在上述任一实施例的基础上，下面再结合附图，描述本实用新型的三种实施例。

实施例一

如图1所示，动力源还可以包括变速器122，发动机121的输出端与变速器122的输入端动力耦合连接，变速器122的输出端与电机123同轴连接。

电机123具有发电模式，混合动力系统具有充电模式；在充电模式，控制器设置为控制发动机121、变速器122和电机123同时工作且电机123工作在发电模式。

在充电模式下，变速器122挂入目标挡位(非空挡)，驱动电机123发电，给储能装置152充电，动力切换装置110的输入端111与第二输出端113耦合，也即工作在泵送模式，此时液压泵可以空转不对外做功。

这样，该混合动力系统无需更改传统的发动机的内部连接结构，仅需在外部加装电机123即可，改装方便，且在进行制动能量回收时，动力传递路径短，回收效率高。

其中，电机123可以安装于变速器122上，可以安装于变速器122的箱体上。动力切换装置110可以安装于上装系统，该混合动力系统，只需要将底盘更换为混动底盘，上装系统可以基本不用变，因此更换简单，节省成本。而且由于设置了变速箱122，既可以在行驶工况实现变速，也可以在泵送工况实现变速。

实施例二

如图2所示，动力源还可以包括变速器122，发动机121的输出端通过电机123与变速器122的输入端动力耦合连接。发动机121与电机123同轴设置，电机123的输出端与变速器122的输入端动力耦合连接，变速器122的输出端与动力切换装置110的输入端111动力耦合连接。

换言之，发动机121的输出端与所述电机123的电机轴动力耦合连接，电机123的电机轴与变速器122的输入端动力耦合连接。

电机123具有发电模式，混合动力系统具有充电模式；在充电模式，控制器设置为控制发动机121和电机123同时工作且电机123工作在发电模式，变速器122切换到空挡。

对于这种混合动力系统，变速器122切换空挡后可直接用发动机121驱动电机123发电，将电能储存至动力储能装置152，整个发电过程中，混合动力系统无需对外做功，动力传递路径短，发电效率更高。

其中，电机123可以安装于变速器122上，可以安装于变速器122的箱体上。动力切换装置110可以安装于上装系统，该混合动力系统，只需要将底盘更换为混动底盘，上装系统可以基本不用变，因此更换简单，节省成本。而且由于设置了变速箱122，既可以在行驶工况实现变速，也可以在泵送工况实现变速。

实施例三

如图3所示，控制电路与液压泵电连接。比如图3中，控制器151的控制电路与臂架泵141和主油泵142电连接。

控制器151设置为在电机123工作且发动机停机，当控制电路确定液压泵的功率大于电机123的额定功率时，控制发动机工作。

这样，该混合动力系统可以自动切换到混动作业模式，实现发动机的自动介入。当然，用户也可以手动控制发动机工作，实现混动的手动切换。

对于这种混合动力系统，控制器151可以监测液压泵的工作状态，自动控制发动机介入，避免电机123工作模式下输出功率不足。

需要说明的是，在第一纯电作业模式，控制器151可以监测液压泵的功率大于电机123的额定功率，或者监测液压泵的增速大于目标值，可以控制混合动力系统切入第一混动作业模式。

在第二纯电作业模式，切入第二混动作业模式，制器可以监测液压泵的功率大于电机123的额定功率，或者监测液压泵的增速大于目标值，可以控制混合动力系统切入第二混动作业模式。

本实用新型还提供了一种作业机械。

本实用新型实施例中的作业机械可以为泵车、车载泵、汽车起重机、挖掘机、打桩机、混凝土机械、压路机、搅拌车、掘进机或消防车等作业机械。

本实用新型实施例的作业机械包括上述任一实施例的作业机械的混合动力系统。

根据本实用新型实施例的作业机械，通过将电机123与发动机同轴布置，可以方便地实现混合动力输出，且通过动力切换装置110的切换，可以方便地实现多种动力模式的切换，这样作业机械可以根据需求在多种模式下作业，且各种模式下能效均较高。

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 (14)

1.一种作业机械的混合动力系统，其特征在于，包括：

动力切换装置，所述动力切换装置包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述第一输出端和第二输出端均与所述动力切换装置的输入端可选择性地接合；

动力源，所述动力源包括发动机和与所述发动机连接的电机，所述动力源的输出端与所述动力切换装置的输入端动力耦合连接；

驱动轴，所述驱动轴与所述第一输出端动力耦合连接，所述驱动轴用于驱动底盘行驶；

液压泵，所述液压泵与所述第二输出端动力耦合连接。

2.根据权利要求1所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，还包括：

储能装置；

控制器，所述控制器包括控制电路和DC/AC变换器，所述控制电路与所述发动机及所述储能装置电连接，所述DC/AC变换器的两端分别与所述储能装置及所述电机电连接。

3.根据权利要求2所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统具有混动模式；

在所述混动模式，所述控制器设置为控制所述发动机工作，同时所述储能装置向所述电机供电且所述电机工作在电动模式，且所述动力切换装置的输入端与所述第一输出端或所述第二输出端动力耦合连接。

4.根据权利要求2所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，所述电机具有发电模式，所述混合动力系统具有回收模式；

在所述回收模式，所述电机工作在发电模式，且所述动力切换装置的输入端与所述第一输出端或所述第二输出端动力耦合连接。

5.根据权利要求2所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，还包括：

用于与外接电源电连接的插接头；

所述控制器还包括AC/DC变换器和AC/AC变换器，所述AC/DC变换器的两端分别与所述插接头及所述储能装置电连接，所述AC/AC变换器的两端分别与所述插接头及所述电机电连接。

6.根据权利要求5所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统具有第二混动作业模式；

在所述第二混动作业模式，所述控制器设置为控制所述发动机工作，所述插接头向所述电机供电且所述电机工作在电动模式，且所述动力切换装置的输入端与所述第二输出端动力耦合连接。

7.根据权利要求2所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，所述控制电路与所述液压泵电连接，且所述控制器设置为在所述电机工作且所述发动机停机，当所述控制电路确定所述液压泵的功率大于所述电机的额定功率时控制所述发动机工作。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，所述动力源还包括变速器，所述发动机的输出端与所述变速器的输入端动力耦合连接，所述变速器的输出端与所述电机同轴连接。

9.根据权利要求2-3和5-6中任一项所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，所述动力源还包括变速器，所述发动机与所述电机同轴设置，所述电机的输出端与所述变速器的输入端动力耦合连接，所述变速器的输出端与所述动力切换装置的输入端动力耦合连接。

10.根据权利要求9所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，所述电机具有发电模式，所述混合动力系统具有充电模式；

在所述充电模式，所述控制器设置为控制所述发动机和所述电机同时工作且所述电机工作在发电模式，所述变速器切换到空挡。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，所述动力源还包括变速器，所述电机安装在所述变速器上。

12.根据权利要求1-6中任一项所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，所述液压泵包括主油泵、齿轮泵、臂架泵至少其中之一。

13.根据权利要求1-6中任一项所述的作业机械的混合动力系统，其特征在于，所述动力切换装置包括分动箱或取力器。

14.一种作业机械，其特征在于，包括权利要求1-13中任一项所述的作业机械的混合动力系统。

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