CN218228653U - 动力系统及作业机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及作业机械技术领域，提供一种动力系统及作业机械。动力系统包括：发动机和作业电机，发动机与作业电机连接，用于驱动作业电机转动；分动装置，输入端与作业电机的输出端连接，分动装置的不同输出端分别用于与作业装置及行驶系统连接；储能电池，与作业电机连接，用于为作业电机提供电能和/或储存作业电机产生的电能。本实用新型提供的动力系统利用作业电机和分动装置分别为行驶系统和作业装置提供动力，相对于现有技术中的动力系统，减少了作业电机的数量，从而能够减少控制器的数量，并且控制系统只需控制一个作业电机即可，控制相对简单，因此本实用新型提供的动力系统能够达到节省硬件成本和控制成本的效果。

Description

动力系统及作业机械

技术领域

本实用新型涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种动力系统及作业机械。

背景技术

现有技术中的作业机械的动力系统需要满足行驶工况及作业工况两种工况。为了减少污染，现有技术中的动力系统通常为混合动力系统，混合动力系统通常包括发动机、第一电机、第二电机和动力电池。发动机与第一电机直连，第一电机与液压泵等作业装置连接，用于驱动作业装置运行。第二电机与行驶系统连接，用于驱动行驶系统运行。第一电机和第二电机均与动力电池连接，动力电池用于为第一电机和第二电机提供电能。

现有技术中的动力系统在行驶工况和作业工况由两个电机分别提供动力，并且需要由两个控制器分别控制两个电机，导致控制系统较为复杂，电控成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种动力系统及作业机械，用以解决现有技术中动力系统的控制系统冗余复杂，电控成本较高的缺陷，实现节省硬件成本与控制成本的效果。

本实用新型提供一种动力系统，用于为作业机械的作业装置和所述作业机械的行驶系统提供动力，所述动力系统包括：

发动机和作业电机，所述发动机与所述作业电机连接，用于驱动所述作业电机转动；

分动装置，输入端与所述作业电机的输出端连接，所述分动装置的不同输出端分别用于与所述作业装置及所述行驶系统连接；

储能电池，与所述作业电机连接，用于为所述作业电机提供电能和/或储存所述作业电机产生的电能。

根据本实用新型提供的一种动力系统，还包括第一离合器，所述发动机通过所述第一离合器与所述作业电机连接。

根据本实用新型提供的一种动力系统，还包括第二离合器，所述分动装置通过所述第二离合器与所述作业装置连接。

根据本实用新型提供的一种动力系统，还包括第三离合器，所述分动装置通过所述第三离合器与所述行驶系统连接。

根据本实用新型提供的一种动力系统，还包括整流配电模块，所述整流配电模块与所述作业电机连接，所述整流配电模块用于与电网连接并为所述作业电机供电。

本实用新型还提供一种作业机械，包括底盘、作业装置及如上所述的动力系统，所述底盘包括行驶系统，所述作业装置、所述发动机、所述作业电机及所述储能电池均设置在所述底盘上。

根据本实用新型提供的一种作业机械，还包括上装平台，所述上装平台设置在所述底盘上，所述作业装置、所述发动机和所述作业电机均设置在所述上装平台上。

根据本实用新型提供的一种作业机械，还包括底盘传动装置，所述分动装置通过所述底盘传动装置与所述行驶系统连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械，还包括机械传动装置，所述分动装置通过所述机械传动装置与所述作业装置连接。

根据本实用新型提供的一种作业机械，所述作业装置包括液压泵。

本实用新型提供的动力系统，通过发动机与作业电机连接，能够利用发动机直接驱动作业电机转动。通过设置与作业电机连接的储能电池，能够利用储能电池为作业电机提供电能以驱动作业电机转动，从而无需发动机提供动力或者减小发动机的功率，进而达到节能减排的效果。另外，储能电池能够储存作业电机产生的电能，达到回收能源和节省能源的效果。通过设置分动装置，使得作业电机转动的过程中可以通过分动装置分别为行驶系统和作业装置提供动力。

如此设置，相对于现有技术中动力系统采用两个电机分别为行驶系统和作业装置提供动力，导致动力系统的控制系统具有冗余复杂的问题，本实用新型提供的动力系统利用作业电机和分动装置为行驶系统和作业装置提供动力，相对于现有技术中的动力系统，减少了作业电机的数量，从而能够减少控制器的数量，并且控制系统只需控制一个作业电机即可，控制相对简单，因此本实用新型提供的动力系统能够达到节省硬件成本和控制成本的效果。

本实用新型提供的作业机械，由于包含了本实用新型提供的动力系统，因此同时包含了动力系统的上述所有优点。

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是本实用新型实施例中提供的动力系统的结构示意图。

附图标记：

1、发动机；2、作业装置；3、行驶系统；4、作业电机；5、分动装置；6、储能电池；7、第一离合器；8、第二离合器；9、第三离合器；10、整流配电模块；11、电网；12、底盘传动装置；13、机械传动装置。

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。

现有技术中作业机械的动力系统通常为混合动力系统。混合动力系统通常包括发动机、第一电机、第二电机和动力电池。发动机与第一电机直连，第一电机与液压泵等作业装置连接，用于驱动作业装置运行。第二电机与行驶系统连接，用于驱动行驶系统运行。第一电机和第二电机均与动力电池连接，动力电池能够驱动第一电机和第二电机转动。现有技术中的这种动力系统在行驶工况和作业工况由两个电机分别提供动力，并且两个电池需要由两个控制器分别控制，导致控制系统较为复杂，电控成本较高。为了解决现有技术中动力系统的电控成本较高的问题，本实用新型实施例中提供了一种动力系统及作业机械。

下面结合图1描述本实用新型实施例中提供的动力系统。

动力系统用于为作业机械的作业装置2和作业机械的行驶系统3提供动力。具体来说，动力系统包括发动机1、作业电机4、分动装置5和储能电池6。

其中，发动机1与作业电机4连接，用于驱动作业电机4转动。可选地，发动机1的输出轴与作业电机4的输入端连接，以使发动机1转动时能够驱动作业电机4转动。例如，发动机1的输出轴与作业电机4的电机轴的一端连接。可选地，发动机1包括但不限于内燃机。

分动装置5的输入端与作业电机4的输出端。例如，分动装置5的输入端与作业电机4的电机轴远离发动机1的一端连接。分动装置5的不同输出端分别用于与作业装置2和行驶系统3连接。即，分动装置5用于将作业电机4提供的动力分别传输至作业装置2和行驶系统3。例如，分动装置5包括但不限于分动器和分动箱。作业装置2包括液压泵，即分动装置5的一个输出端与液压泵连接，用于驱动液压泵转动，以使液压泵能够为作业机械的液压系统提供动力。

储能电池6与作业电机4连接，用于为作业电机4提供电能和/或储存作业电机4产生的电能。

本实用新型实施例中提供的动力系统，通过发动机1与作业电机4连接，能够利用发动机1直接驱动作业电机4转动。通过设置与作业电机4连接的储能电池6，能够利用储能电池6为作业电机4提供电能以驱动作业电机4转动，从而无需发动机1提供动力或者减小发动机1的输出功率，进而达到节能减排的效果。另外，储能电池6能够储存作业电机4产生的电能，达到回收能源和节省能源的效果。通过设置分动装置5，使得作业电机4转动的过程中可以通过分动装置5分别为行驶系统3和作业装置2提供动力。

如此设置，相对于现有技术中动力系统采用两个电机分别为行驶系统3和作业装置2提供动力，导致动力系统的控制系统存在冗余复杂的问题，本实用新型实施例中提供的动力系统利用作业电机4和分动装置5为行驶系统3和作业装置2提供动力，相对于现有技术中的动力系统，减少了作业电机4的数量，从而能够减少控制器的数量，并且控制系统只需控制一个作业电机4即可，控制相对简单，因此本实用新型提供的动力系统能够达到节省硬件成本和控制成本的效果。

在本实用新型提供的一些实施例中，动力系统还包括整流配电模块10。整流配电模块10与作业电机4连接，整流配电模块10用于与电网11连接并为作业电机4供电。整流配电模块10用于将电网11提供的交流电转换成直流电从而为作业电机4提供电能。例如，整流配电模块10包括整流器和与整流器连接的变压器。变压器改变电网11提供的交流电的电压，再由整流器将交流电变成可供作业电机4使用的直流电。即变压器用于与电网11连接，整流器用于与作业电机4连接。

如此设置，在作业工况下，当有足够功率的电网11供电时，可以将整流配电模块10与电网11连接，为作业电机4提供电能，无需采用发动机1提供动力或者能够减小发动机1的输出功率，从而达到减少排放的效果。

在本实用新型提供的一些实施例中，动力系统还包括第一离合器7。发动机1通过第一离合器7与作业电机4连接，即第一离合器7的一端与发动机1的输出端连接，第一离合器7的第二端与作业电机4的输入端连接。可选地，第一离合器7可以包括结合状态、断开状态以及半联动状态，并且第一离合器7的初始状态为结合状态。

通过设置第一离合器7，在利用储能电池6或者电网11驱动作业电机4转动时，可以将第一离合器7断开，使得作业电机4无需在作业过程中驱动发动机1转动，从而能够避免发动机1转动产生内耗的问题，达到节省能源的效果。

在本实用新型提供的一些实施例中，动力系统还包括第二离合器8。分动装置5通过第二离合器8与作业装置2连接，即第二离合器8的一端与分动装置5的输出端连接，第二离合器8的第二端与作业装置2连接。可选地，第二离合器8与分动装置5的直接输出端连接，以提高作业装置2所在传动路线的传动效率，从而提高作业装置2的作业效率。可选地，第二离合器8包括结合状态和断开状态，并且第二离合器8的初始状态为断开状态。

通过设置第二离合器8，在利用发动机1驱动行驶系统3时，可以将第二离合器8断开，使得发动机1无需在行驶过程中驱动作业装置2运行，从而能够避免作业装置2运行产生内耗的问题，达到节省能源的效果。

在本实用新型提供的一些实施例中，动力系统还包括第三离合器9。分动装置5通过第三离合器9与行驶系统3连接，即第三离合器9的一端与分动装置5的输出端连接，第三离合器9的另一端与行驶系统3连接。可选地，第三离合器9与分动装置5的分动输出端连接。可选地，第三离合器9包括结合状态和断开状态，并且第三离合器9的初始状态为断开状态。

通过设置第三离合器9，可以在作业工况下，将第三离合器9断开，使得作业机械的行驶系统3和作业装置2互不影响。

当然，上述各个实施例中的特征还可以进行结合，例如本实用新型提供的一些实施例中，动力系统包括发动机1、作业电机4、分动装置5、储能电池6、第一离合器7、第二离合器8、第三离合器9及整流配电模块10。

其中，发动机1通过第一离合器7与作业电机4连接，第一离合器7能够将发动机1和作业电机4连接和断开。分动装置5的输入端与作业电机4的输出端连接，分动装置5的不同输出端分别通过第二离合器8与作业装置2连接，以及通过第三离合器9与行驶系统3连接。储能电池6与作业电机4连接，用于为作业电机4提供电能和/或储存作业电机4产生的电能。整流配电模块10与作业电机4连接，整流配电模块10用于与电网11连接并为作业电机4供电。

本实用新型实施例提供的动力系统具有八种运行模式。

第一种运行模式为纯燃油行驶模式，其中，发动机1工作，第一离合器7和第三离合器9闭合，第二离合器8断开。发动机1提供的动力经过第一离合器7、作业电机4、分动装置5、第三离合器9传递至行驶系统3，以驱动行驶系统3运行。在行驶过程中作业电机4能够将多余的能量储存于储能电池6内进行回收。

第二种运行模式为纯电行驶模式，其中，发动机1不工作，作业电机4在储能电池6的电能驱动下工作，第一离合器7和第二离合器8断开，第三离合器9闭合。作业电机4提供的动力经过分动装置5和第三离合器9传递至行驶系统3，以驱动形式系统运行。作业电机4在行驶过程中具备能量回收功能，以将能量储存于储能电池6。

第三种运行模式为并联混动行驶模式，其中，发动机1工作，同时作业电机4在储能电池6的电能驱动下工作。第一离合器7和第三离合器9闭合，第二离合器8断开。作业电机4提供的动力经过分动装置5和第三离合器9传递至行驶系统3，以驱动形式系统运行。同时，发动机1提供的动力经过第一离合器7、作业电机4、分动装置5、第三离合器9传递至行驶系统3，以驱动行驶系统3运行。即，发动机1和作业电机4共同输出功率，驱动行驶系统3运行。作业电机4在行驶过程中具备能量回收功能，以将能量储存于储能电池6。

第四种运行模式为纯燃油作业模式，其中，发动机1工作，作业电机4不工作。第一离合器7和第二离合器8闭合，第三离合器9断开。发动机1提供动力经过第一离合器7、作业电机4、分动装置5及第二离合器8传递至作业装置2，以驱动作业装置2运行。在发动机1有功率剩余时，可以通过作业电机4给储能电池6充电。

第五种为纯插电作业模式，其中，整流配电模块10与电网11连接，电网11通过整流配电模块10为作业电机4提供电能，驱动作业电机4转动。第一离合器7和第三离合器9断开，第二离合器8闭合。作业电机4提供的动力经过分动装置5、第二离合器8传递至作业装置2，以驱动作业装置2运行。

第六种为纯电作业模式，其中，发动机1不工作，作业电机4在储能电池6提供电能的驱动下转动。第一离合器7和第三离合器9断开，第二离合器8闭合。作业电机4提供的动力经过分动装置5、第二离合器8传递至作业装置2，以驱动作业装置2运行。

第七种为插电并联混动作业模式，其中，整流配电模块10与电网11连接，电网11通过整流配电模块10为作业电机4提供电能，驱动作业电机4转动。同时，发动机1工作。第一离合器7和第二离合器8闭合，第三离合器9断开。作业电机4提供的动力经过分动装置5、第二离合器8传递至作业装置2，以驱动作业装置2运行。同时，发动机1提供动力经过第一离合器7、作业电机4、分动装置5及第二离合器8传递至作业装置2，以驱动作业装置2运行。即，作业电机4和发动机1共同输出功率，驱动作业装置2运行。

第八种为电池并联混动作业模式，其中，发动机1工作。同时，作业电机4在储能电池6提供电能的驱动下转动。第一离合器7和第二离合器8闭合，第三离合器9断开。作业电机4提供的动力经过分动装置5、第二离合器8传递至作业装置2，以驱动作业装置2运行。同时，发动机1提供动力经过第一离合器7、作业电机4、分动装置5及第二离合器8传递至作业装置2，以驱动作业装置2运行。即，作业电机4和发动机1共同输出功率，驱动作业装置2运行。

本实用新型提供的实施例中还提供一种作业机械。

具体而言，作业机械包括底盘、作业装置2和如上所述的动力系统。底盘包括行驶系统3，作业装置2、发动机1、作业电机4及储能电池6均设置在底盘上。

需要说明的是，作业机械包含了动力系统，同时也就包含了动力系统的所有优点，此处不再赘述。

同时需要说明的是，作业机械包括但不限于卡车、起重机和泵车。

需要说明的是，行驶系统3属于现有技术中的内容，通常包括车架、悬挂和车轮等，对此不再赘述。

在本实用新型提供的一些实施例中，作业机械还包括上装平台。例如，上装平台可以是由型材焊接而成的框架结构，主要作为支撑平台和作业平台。上装平台设置在底盘上，具体而言，上装平台安装在底盘的车架的顶部。作业装置2、发动机1和作业电机4均设置在上装平台上，即作业装置2、发动机1和作业电机4均通过上装平台间接地设置在底盘上。如此设置，使得底盘的空间更大，从而能够在底盘上布置更大容量的储能电池6，以提升作业机械的纯电作业能力和纯电行驶里程。

在本实用新型提供的一些实施例中，作业机械还包括底盘传动装置12，分动装置5通过底盘传动装置12与行驶系统3连接。如此设置，更便于将分动装置5的动力传递至行驶系统3上。例如，底盘传动装置12可以包括变速器和万向传动装置等。

在本实用新型提供的一些实施例中，作业机械还包括机械传动装置13。分动装置5通过机械传动装置13与作业装置2连接。如此设置，更便于将分动装置5的动力传递至作业装置2上。例如，机械转动装置可以包括变速箱或者联轴器。

在本实用新型提供的一些实施例中，作业装置2包括液压泵。

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)

1.一种动力系统，其特征在于，用于为作业机械的作业装置(2)和所述作业机械的行驶系统(3)提供动力，所述动力系统包括：

发动机(1)和作业电机(4)，所述发动机(1)与所述作业电机(4)连接，用于驱动所述作业电机(4)转动；

分动装置(5)，输入端与所述作业电机(4)的输出端连接，所述分动装置(5)的不同输出端分别用于与所述作业装置(2)及所述行驶系统(3)连接；

储能电池(6)，与所述作业电机(4)连接，用于为所述作业电机(4)提供电能和/或储存所述作业电机(4)产生的电能。

2.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，还包括第一离合器(7)，所述发动机(1)通过所述第一离合器(7)与所述作业电机(4)连接。

3.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，还包括第二离合器(8)，所述分动装置(5)通过所述第二离合器(8)与所述作业装置(2)连接。

4.根据权利要求1所述的动力系统，其特征在于，还包括第三离合器(9)，所述分动装置(5)通过所述第三离合器(9)与所述行驶系统(3)连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的动力系统，其特征在于，还包括整流配电模块(10)，所述整流配电模块(10)与所述作业电机(4)连接，所述整流配电模块(10)用于与电网(11)连接并为所述作业电机(4)供电。

6.一种作业机械，其特征在于，包括底盘、作业装置(2)及如权利要求1-5任一项所述的动力系统，所述底盘包括行驶系统(3)，所述作业装置(2)、所述发动机(1)、所述作业电机(4)及所述储能电池(6)均设置在所述底盘上。

7.根据权利要求6所述的作业机械，其特征在于，还包括上装平台，所述上装平台设置在所述底盘上，所述作业装置(2)、所述发动机(1)和所述作业电机(4)均设置在所述上装平台上。

8.根据权利要求6所述的作业机械，其特征在于，还包括底盘传动装置(12)，所述分动装置(5)通过所述底盘传动装置(12)与所述行驶系统(3)连接。

9.根据权利要求6所述的作业机械，其特征在于，还包括机械传动装置(13)，所述分动装置(5)通过所述机械传动装置(13)与所述作业装置(2)连接。

10.根据权利要求6所述的作业机械，其特征在于，所述作业装置(2)包括液压泵。

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