CN217170453U - 多动力混合传动系统和电动轮设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多动力混合传动系统和电动轮设备。多动力混合传动系统包括：双发电机模组，双发电机模组包括结构相同的两个单发电机模块；电动轮模组；变流模组，每个单发电机模块与变流模组电连接，变流模组又与电动轮模组电连接。由此，采用两个小功率的单发电机模块替代相关技术中的一个大功率发电机模块，能够降低购置成本，缩短供货周期，降低维修保养成本。

Description

多动力混合传动系统和电动轮设备

技术领域

本实用新型涉及电动轮设备技术领域，尤其是涉及到一种多动力混合传动系统和电动轮设备。

背景技术

大型矿山由于产能需要，通常使用大吨位电动轮设备(如电动轮矿用自卸车)。目前大吨位的电动轮设备，具有载重大、自重大、体积大、功率大等特点，其动力系统通常采用大功率的单发电机模块，单发电机模块设备较大型化、价格昂贵，国内外可供选择厂商和设备型号少，存在断供和垄断风险，且供货周期长，维修保养成本高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种多动力混合传动系统和电动轮设备，采用两个小功率的单发电机模块替代相关技术中的一个大功率发电机模块，能够降低购置成本，缩短供货周期，降低维修保养成本。

依据本实用新型的第一方面，提供了一种多动力混合传动系统，包括：双发电机模组，双发电机模组包括结构相同的两个单发电机模块；电动轮模组；变流模组，每个单发电机模块与变流模组电连接，变流模组又与电动轮模组电连接。

进一步地，多动力混合传动系统还包括：能量存储模组，与变流模组电连接，用于存储和/或供给能量。

进一步地，多动力混合传动系统还包括：电阻栅模组，与变流模组电连接。

进一步地，单发电机模块包括：散热器、内燃机、发电机和安装架，散热器、内燃机、发电机依次串联连接，并沿第一方向依次安装在安装架上；其中，由散热器至发电机的方向，单发电机模块的宽度变小。

依据本实用新型的第二方面，提供了一种电动轮设备，包括：车架总成，以及第一方面任一项的多动力混合传动系统，多动力混合传动系统与车架总成直接或间接连接。

进一步地，任一单发电机模块与车架总成可拆卸连接。

进一步地，车架总成包括沿第二方向相对设置的两个车架纵梁，车架纵梁包括沿第一方向相对设置的前端和后端，多动力混合传动系统设置在两个车架纵梁之间的内部，双发电机模组靠近车架纵梁的前端设置，电动轮模组靠近车架纵梁的后端设置；其中，两个车架纵梁靠近前端的部分围成前宽后窄的安装空间，双发电机模组的外部形状与安装空间的形状相匹配。

进一步地，两个单发电机模块沿车架总成的第一中心线对称分布，第一中心线与第一方向平行；沿车架纵梁的前端至后端的方向，两个单发电机模块呈V型设置，且单发电机模块的散热器位于V型的开口端。

进一步地，每个单发电机模块包括第二中心线，第二中心线平行于单发电机模块的散热器至发电机的方向，第二中心线与第一中心线之间的夹角大于0°并小于等于20°。

本实用新型实施例提供的多动力混合传动系统和电动轮设备，利用结构相同的两个单发电机模块均与变流模组电连接，以替换相关技术中的一个较大型化单发电机模块为电动轮模组提供电能，从而保证双发电机模组的总输出电功率足够，以确保电动轮设备能够正常运行。由于两个结构相同的单发电机模块替代相关技术中的较大型化一个单发电机模块，与相关技术中的一个较大型化单发电机模块相比，本实用新型中的每个单发电机模块的功率、体积、尺寸均较小，成本较低，且其内部部件结构尺寸较小，进而能够避免国内外对大功率单发电机模块的技术垄断，使得较多的厂商能够提供满足本实用新型实施例提供的单发电机模块以及相关的配件，扩大了单发电机模块及其配件的供货商，进而能够缩短供货周期，且体积较小的两个单发电机模块与相关技术中的较大型化的单发电机模块相比，能够分别进行安装和维修，进而便于安装和维修，有利于节约维换件成本，适于推广应用。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中：

图1示出了本实用新型的一个实施例提供的电动轮设备的结构示意图；

图2示出了本实用新型的一个实施例提供的电动轮设备的部分结构示意图；

图3示出了本实用新型的一个实施例提供的多动力混合传动系统的结构示意图；

图4示出了本实用新型的一个实施例提供的单发电机模块的结构示意图。

其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100多动力混合传动系统，110双发电机模组，120单发电机模块，121散热器，122内燃机，123发电机，124安装架，125第二中心线，130电动轮模组，140变流模组，150能量存储模组，160电阻栅模组，200车架总成，210车架纵梁，211第一中心线，300驾驶室，400护栏，500车箱，600后桥总成，700燃油系统，800前桥总成，900液压系统，1000举升系统。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面实用新型的具体实施例的限制。

下面参照图1至图4描述根据本实用新型的一些实施例提供的多动力混合传动系统100和电动轮设备。其中，电动轮设备包括多动力混合传动系统100，多动力混合传动系统100为电动轮设备提供动力。其中，电动轮设备可以为电动轮矿用自卸车，或满足要求的其他设备，例如，本实用新型实施例提供的电动轮设备可以为大吨位电动轮矿用自卸车。

其中，大型矿山由于产能需要，通常使用大吨位电动轮设备，其具有载重大、自重大、体积大、功率大等特点。动力系统一般采用单发电机模块，由于单发电机模块采用的发动机、发电机和散热器等零部件功率较大，设备较大型化，国内外可提供对应的成熟机型的厂商和机型较少，且存在零部件价格昂贵，供货周期长，维修换件成本高，配件供货周期长等问题，同时可能存在技术垄断风险。

有鉴于此，如图3和图4所示，本实用新型第一方面的实施例，提供了一种多动力混合传动系统100，包括：双发电机模组110，双发电机模组110包括结构相同的两个单发电机模块120；电动轮模组130；变流模组140，每个单发电机模块120与变流模组140电连接，变流模组140又与电动轮模组130电连接。

其中，利用结构相同的两个单发电机模块120均与变流模组140电连接，以替换相关技术中的一个较大型化单发电机模块为电动轮模组130提供电能，从而保证双发电机模组110的总输出电功率足够，以确保电动轮设备能够正常运行。由于两个结构相同的单发电机模块120替代相关技术中的一个较大型化单发电机模块，与相关技术中的一个较大型化单发电机模块相比，本实用新型中的每个单发电机模块120的体积和尺寸较小，成本较低，功率较小，且其内部部件结构尺寸较小，进而能够避免国内外对大功率单发电机模块的技术垄断，使得较多的厂商能够提供满足本实用新型实施例提供的单发电机模块120以及相关的配件，扩大了单发电机模块120及其配件的供货商，进而能够缩短供货周期，且体积较小的两个单发电机模块120与相关技术中的较大型化的单发电机模块相比，能够分别进行安装和维修，进而便于安装和维修，有利于节约维换件成本，适于推广应用。

进一步地，组成双发电机模组110的两个单发电机模块120的结构相同，使得两个单发电机模块120的配件可以通用，有利于进一步节约多动力混合传动系统100的维修换件成本。

进一步地，变流模组140用于将两个单发电机模块120的电能合流，并将不稳定的交流电转换为稳定的电流，用于电动轮模组130的驱动或能量存储回收。

在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中，如图3所示，多动力混合传动系统100还包括能量存储模组150，能量存储模组150与变流模组140电连接，用于存储和/或供给能量。具体地，能量存储模组150可以包括动力电池，动力电池与变流模组140电连接，这样，在电动轮设备低功率消耗时，如电动轮设备下坡缓行、制动或减速阶段，利用动力电池能够进行能量回收并储存；在整合大功率需求时，如电动轮设备在上坡阶段，动力电池可以作为功能部件，对电动轮模组130进行动力补充，以辅助电动轮模组130动作，从而达到降低油耗并提高动力性的目的。

进一步地，能量存储模组150为可替换件，如双发电机模组110提供的总功率足够的情况下，即两个单发电机模块120共同提供的功率满足电动轮设备各种工况行驶需求时，可以不设置能量存储模组150，以简化多动力混合传动系统100的结构，减小多动力混合传动系统100的体积，降低多动力混合传动系统100的成本。在双发电机模组110提供的总功率不能够满足电动轮设备各种工况行驶需求时，可以增设能量存储模组150，以确保电动轮设备能够正常运行，且有利于节约能源，降低油耗。

在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中，如图3所示，多动力混合传动系统100还包括电阻栅模组160，电阻栅模组160与变流模组140电连接，用于消耗多余的电能。电阻栅模组160用于在电动轮设备下坡缓行、或制动时，将超出能量存储模组150回收能力范围的电能进行消耗。

在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中，如图3所示，双发电机模组110和电动轮模组130沿第一方向分布在第一中心线211的两侧，第一中心线211为车架总成210与第一方向平行的中心线；流其中，第一方向如图2所示的前后方向，如电动轮设备的前后方向，第二方向如图2所示的左右方向，如电动轮设备的左右方向。

在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中，如图4所示，单发电机模块120包括散热器121、内燃机122、发电机123和安装架124。其中，散热器121、内燃机122、发电机123依次串联连接，并沿第一方向依次安装在安装架124上，使得单发电机模块120作为一个整体，能够独立进行运输和拆装，进而便于运输和安装。

进一步地，由于本实用新型实施例利用两个单发电机模块120替代一个较大型的单发电机模块，因此，每个单发电机模块120的功率较小，每个单发电机模块120中的散热器121、内燃机122、发电机123的尺寸均与相关技术中的大型化的单发电机模块中的对应部件的尺寸小，因此，利用安装架124将单发电机模块120中的散热器121、内燃机122、发电机123集成在一起，体积较小，重量较轻，使得单发电机模块120作为一个整体，能够独立拖拽、吊装，进而便于运输和安装。如利用安装架124可以将单发电机模块120快速安装在车架总体上，或者，从车架总成200上拆卸下来。

进一步地，由散热器121至发电机123的方向，单发电机模块120的宽度变小，也就是说，单发电机模块120呈一端宽另一端窄的梯形结构，这样的设置，使得单发电机模块120的外形能够尽量与车架总成200的安装空间相匹配，以使双发电机模组110能够较充分地容纳在安装空间内，减小电动轮设备的体积。

进一步地，多动力混合传动系统100包括控制模组或控制模组内置变流模组140中，这样，在整个电动轮设备在低功率需求时，利用控制模组采用一定的控制策略，使内燃机122在最佳燃油经济性转速工作，从而能够大幅降低油耗。

本实用新型实施例提供的多动力混合传动系统100，包含动力部分、驱动部分、能量回收部分，动力部分包括双发电机模组110，利用两个结构相同的单发电机模块120构成双动力系统，且采用电驱动。每个单发电机模块120为一个独立的模块，包括内燃机122、发电机123、冷却系统、进气系统、排气系统等。驱动系统包括变流模组140、电阻栅模组160、电动轮模组130等；变流模组140包括变流器，变流器用于将两个单发电机模块120的电能合流，并将不稳定的交流电转换为稳定的电流，用于电动轮模组130的驱动或能量存储回收。能量回收部分包括能量存储模组150，如能量存储模组150为动力电池，利用动力电池完成动力的回收存储，回收设备下坡、制动和减速时的能量，储存在电池中，上坡时辅助电动轮驱动。电阻栅模组160用于设备下坡缓行制动时，超出动力电池回收能力范围电能的消耗。

本实用新型第二方面的实施例，如图1和图2所示，提供了一种电动轮设备，包括：车架总成200，以及第一方面任一项的多动力混合传动系统100，多动力混合传动系统100与车架总成200直接或间接连接。由于电动轮设备包括第一方面任一项的多动力混合传动系统100，因此，具有上述多动力混合传动系统100的全部有益技术效果，在此不再一一赘述。

进一步地，任一单发电机模块120与车架总成200可拆卸连接，即每个单发电机模块120可作为一个整体，单独吊装、运输和装配，即每个单发电机模块120可以单独安装在车架总成200上，或从车架总成200上拆卸下来，便于装配和维修。

在本实用新型提供的一些可能实现的实施例中，如图2所示，车架总成200包括沿第二方向相对设置的两个车架纵梁210，如两个车架纵梁210沿电动轮设备的左右方向布置，车架纵梁210包括沿第一方向相对设置的前端和后端，如前端和后端沿电动轮设备的前后方向布置。多动力混合传动系统100设置在两个车架纵梁210之间的内部，双发电机模组110靠近车架纵梁210的前端设置，电动轮模组130靠近车架纵梁210的后端设置，这样的设置，使得电动轮模组130正好位于车架总成200的后部分，便于与电动轮设备的后桥连接，且能够使多动力混合传动系统100较为合理的布置在车架总成200上。

其中，两个车架纵梁210靠近前端的部分围成前宽后窄的安装空间，双发电机模组110的外部形状与安装空间的形状相匹配，也就是说，双发电机模组110的整体外形也大致为前宽后窄的形状，这样，使得双发电机模组110能够充分利用两个车架纵梁210围成的容纳空间进行布置，并不会增加电动轮设备的整车体积。

在上述实施例中，如图2所示，车架总成200包括第一中心线211，第一中心线211与第一方向平行，即第一中心线211位于两个车架纵梁210之间，沿设备的前后方向延伸，第一中心线211中的任一点到两个车架纵梁210的距离相等。两个单发电机模块120沿第一中心线211对称分布，能够使两个单发电机模块120合理、均匀地分布在两个纵梁围成的安装空间内，进而有利于提高设备重心的稳定性。

其中，沿车架纵梁210的前端至后端的方向，即沿电动轮设备的前后方向，两个单发电机模块120呈V型设置，且单发电机模块120的散热器121位于V型的开口端，即单发电机模块120的散热器121靠近车架纵梁210的前端设置。由于单发电机模块120由散热器121至发电机123的方向，呈前宽后窄的梯形结构，因此，将尺寸较宽的散热器121靠近V型的开口端设置，尺寸较窄的发电机123靠近V型的尖端设置，并将两个单发电机模块120呈V型设置，有利于进一步减小双发电机模组110的整体尺寸，使得双发电机模组110的整体形状与两个车架纵梁210围成的安装空间相匹配，使得设备的结构紧凑，以较大程度减小设备的整体尺寸。

在上述实施例中，如图2所示，每个单发电机模块120包括第二中心线125，第二中心线125平行于单发电机模块120中的散热器121至发电机123的方向，第二中心线125与第一中心线211之间的夹角大于0°并小于等于20°，即图2中的α满足0°＜α≤20°，以确保双发电机模组110作为整体能够合理地安装在两个纵梁围成的容纳空间内，使得整个设备的结构紧凑，并能够保证整车的宽度。

进一步地，如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的电动轮设备，还包括驾驶室300和车箱500，二者按前后方向设置在车架总成200上，车箱500用于容纳物料。驾驶室300附近设置有护栏400或其他覆盖件，以确保驾驶室300的安全性，提高驾驶人员的人身安全。其中，车架总成200的后端连接有后桥总成600，车架总成200的前端连接有前桥总成800，车架总成200上还连接有燃油系统700，以为内燃机122提供原料。车架总成200还设置有液压系统900和举升系统1000，举升系统1000用于使车箱500抬升或下落，以实现自动卸料或正常行驶。

本实用新型提供的电动轮设备，如图1至图4所示，通过改变相关技术中的电动轮设备采用的单发电机模块的技术方案，采用相互独立的两个单发电机模块120组成双发电机模组110，从而保证双发电机模组110的总发电功率足够。该技术方案可以避免国外大功率内燃机122的技术垄断，且可以大幅降低主机的采购成本，同时，通过控制模组调整控制策略，可以提高燃油的经济性，如在设备低功率需求时，采用一定的控制策略使内燃机122在最佳燃油经济性转速工作，从而大幅降低油耗。另外加装能量存储模组150，如加装动力电池，在低功率消耗和下坡缓行阶段进行能量回收并储存，在整合大功率需求时可以作为能量供给，从而达到降低油耗并提高动力性的目的。

本实用新型提供的包括多动力混合传动系统的电动轮设备，采用两个小功率的单发电机模块120替代相关技术中的大功率发电机模块，能够降低购置成本，便于维修，降低油耗，避免国外技术垄断。

同时，为了更好的利用结构空间，双发电机模组110的布置方式同车架纵梁210一样采用前宽后窄的V形夹角方式布置，即双发电机模组110的整体外形尺寸与车架总成200的两个车架纵梁210围成的安装空间相匹配，能够有效的利用结构空间，使整个设备的结构更为紧凑，保证整车宽度。

本实用新型的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系，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；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。

在本实用新型的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本实用新型中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多动力混合传动系统，其特征在于，包括：

双发电机模组，所述双发电机模组包括结构相同的两个单发电机模块；

电动轮模组；

变流模组，每个所述单发电机模块与所述变流模组电连接，所述变流模组又与所述电动轮模组电连接。

2.根据权利要求1所述的多动力混合传动系统，其特征在于，还包括：

能量存储模组，与所述变流模组电连接，用于存储和/或供给能量。

3.根据权利要求2所述的多动力混合传动系统，其特征在于，还包括：

电阻栅模组，与所述变流模组电连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的多动力混合传动系统，其特征在于，所述单发电机模块包括：

散热器、内燃机、发电机和安装架，所述散热器、所述内燃机、所述发电机依次串联连接，并沿第一方向依次安装在所述安装架上；

其中，由所述散热器至所述发电机的方向，所述单发电机模块的宽度变小。

5.一种电动轮设备，其特征在于，包括：

车架总成，以及

如权利要求1至4中任一项所述的多动力混合传动系统，所述多动力混合传动系统与所述车架总成直接或间接连接。

6.根据权利要求5所述的电动轮设备，其特征在于，

任一所述单发电机模块与所述车架总成可拆卸连接。

7.根据权利要求5所述的电动轮设备，其特征在于，

所述车架总成包括沿第二方向相对设置的两个车架纵梁，所述车架纵梁包括沿第一方向相对设置的前端和后端，所述多动力混合传动系统设置在所述两个车架纵梁之间的内部，所述双发电机模组靠近所述车架纵梁的前端设置，所述电动轮模组靠近所述车架纵梁的后端设置；

其中，两个所述车架纵梁靠近前端的部分围成前宽后窄的安装空间，所述双发电机模组的外部形状与所述安装空间的形状相匹配。

8.根据权利要求7所述的电动轮设备，其特征在于，

两个所述单发电机模块沿所述车架总成的第一中心线对称分布，所述第一中心线与所述第一方向平行；

沿所述车架纵梁的前端至后端的方向，两个所述单发电机模块呈V型设置，且所述单发电机模块的散热器位于所述V型的开口端。

9.根据权利要求8所述的电动轮设备，其特征在于，

每个所述单发电机模块包括第二中心线，所述第二中心线平行于所述单发电机模块的散热器至发电机的方向，所述第二中心线与所述第一中心线之间的夹角大于0°并小于等于20°。

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