WO2011153867A1

WO2011153867A1 - 混合动力电动清洗车

Info

Publication number: WO2011153867A1
Application number: PCT/CN2011/072445
Authority: WO
Inventors: 卜伟; 刘洋; 邹克林; 付立荣; 罗芳; 秦华; 晏刚
Original assignee: 长沙中联重工科技发展股份有限公司; 湖南中联重科专用车有限责任公司
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2011-04-02
Publication date: 2011-12-15
Also published as: CN101798801B; CN101798801A

Description

混合动力电动清洗车

技术领域

本发明涉及道路清洗设备领域，具体地，涉及一种混合动力电动清洗车。背景技术

在城市内工作的道路清洗车，进行清洗作业时，一般处于车速较低的状态，其启动、停止、怠速、加速、制动等行车工况比较频繁，且发动机始终处于高油耗、高排放的低效率区。

传统清洗车的水泵是通过底盘变速箱的齿轮传动来进行驱动的，水泵的转速与后车轮转速形成了一定的速比关系，即水泵的转速与清洗车的行驶速度成正比，水泵的转速不能单独控制。进行清洗作业时，遇到较脏的路面，就需要提高水泵的转速来增加清洗的水压和水流量。但是，随着水泵转速的提高，车速必然也会增大，这样又降低了清洗的效果。反之，遇到较干净的地段，需要提高车速来提高清洗的效率，但是水泵转速也提高，增加了用水量，也就降低了清洗的效率。因此，这种清洗车不论路面实际情况如何，一般都是以同一车速进行作业，不能根据实际情况灵活地兼顾清洗效果和清洗效率。

另有一种清洗车，为解决上述问题，增加一台柴油发动机用来驱动水泵，虽然水泵转速可以单独控制，但是柴油发动机具有体积大、结构复杂等特点，在车体的有限空间中布置不方便，且柴油发动机的排放污染十分严重，转速控制不很精准，使用和维护成本较高，噪音大，难以满足环境质量的要求。

综上所述，在日益追求环境质量的今天，负责城市清洁的清洗车必须克服自身的缺陷，在满足使用要求的基础上同时满足保证环境质量的要求。发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，提供一种结构简单紧凑、成本低廉、环保性好、控制灵活方便、清洗效果好的混合动力电动清洗车。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种混合动力电动清洗车，包括底盘以及固定于底盘上的清洗机构、水箱，所述底盘由驱动电机驱动，所述清洗机构由水泵驱动组件驱动，所述驱动电机与动力电池的输出端相连，所述动力电池的输入端与充电机构相连，所述充电机构包括相连的发动机和发电机。

作为本发明的进一步改进：

所述驱动电机的输出端通过主变速箱、传动轴以及主减速器与底盘上车轮相连，所述水泵驱动组件为水泵电机，所述水泵电机的输出端通过联轴器与清洗机构中的水泵相连，所述水泵电机的输入端与动力电池相连。所述驱动电机的驱动电机控制器、发电机的发电机控制器、水泵电机的变频器均通过高压配电箱与动力电池相连。

所述水泵驱动组件包括依次相连的副离合器和副变速箱，所述驱动电机输出端经分动箱后一路通过主变速箱、传动轴以及主减速器与底盘上车轮相连，另一路与副离合器的输入端相连，所述副变速箱输出端通过联轴器与清洗机构中的水泵相连，所述副变速箱的变速机构通过控制油缸与液压单元相连。所述驱动电机的驱动电机控制器、发电机的发电机控制器均通过高压配电箱与动力电池相连。

所述底盘上设有副车架，所述副车架上设有箱体，所述箱体包括前、后两段，在靠车头的前段中安装发动机和发电机，在靠车尾的后段中安装动力电池。

所述箱体的前段内壁上布置有消音棉，所述箱体的前、后段之间填充隔热材料。

所述发动机前端安装有冷却器，所述冷却器的进出水管分别与发动机进出水口连接，所述冷却器与发动机之间安装有两个以上的电动风扇。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的混合动力电动清洗车，改变了水泵的驱动方式，水泵的控制更加灵活、方便，使清洗车能根据不同路况采取不同的工作方式。混合动力电动清洗车的主动力源是电力，燃油是辅助动力源，当电力不足时，辅助动力源为主动力系统提供能量，维持清洗车的运转。这种新的动力形式克服了传统燃油清洗车和电动清洗车的缺点，清洗车既能在纯电动模式下作业，具有纯电动清洗车的零排放、低噪音的优点，又能在混合动力模式下作业，对动力电池进行及时充电，完全突破了续驶里程对电动清洗车使用的限制，延长了动力电池的使用寿命，扩展了电动清洗车的使用范围。附图说明

图 1是本发明具体施例 1的原理示意图；

图 2是本发明具体施例 1的主视结构示意图;

图 3是本发明具体施例 2的原理示意图；

图 4是本发明具体施例 2的俯视结构示意图。附图标记说明

1、主离合器； 2、主变速箱； 3、传动轴； 4、动力电池； 5、水箱； 6、喷雾装置； 7、尾箱； 8、爬梯； 9、水泵； 10、水泵电机； 11、角喷头； 12、联轴器； 13、发动机； 14、驱动电机控制器； 15、驱动电机； 16、冷却器； 17、电动风扇； 18、高压配电箱； 19、底盘大梁； 20、发电机控制器； 21、喷水架； 22、驾驶室； 23、整车控制器； 24、变频器； 25、副车架； 26、箱体； 27、主减速器； 28、后轮； 29、隔热材料； 30、消音棉； 31、发电机； 32、低压配电箱； 33、飞轮壳； 34、副离合器； 35、副变速箱； 36- 控制油缸； 37、液压单元； 38、分动箱。具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。实施例 1 : 如图 1和图 2所示，本发明混合动力电动清洗车为一种具备燃油和电力两种动力的清洗车，其行走和水泵工作由两台电机分别驱动。该混合动力电动清洗车，包括底盘以及固定于底盘上的清洗机构、水箱 5，底盘由驱动电机 15驱动，清洗机构由水泵驱动组件驱动，驱动电机 15与动力电池 4的输出端相连，动力电池 4的输入端与充电机构相连，充电机构包括相连的发动机 13和发电机 31。驱动电机 15的输出端通过主变速箱 2、传动轴 3 以及主减速器 27与底盘上车轮相连，水泵驱动组件为一水泵电机 10，水泵电机 10的输出端通过联轴器 12与清洗机构中的水泵 9相连，水泵电机 10的输入端与动力电池 4相连。底盘上设有尾箱 7和爬梯 8。

本实施例中，副车架 25固定在驾驶室 22后面的底盘大梁 19 (参见图

4) 上，副车架 25两侧下部各有一个箱体，水泵 9安装在副车架 25的左侧下部的箱体内，发电机控制器 20、低压配电箱 32 (参见图 4) 安装在副车架 25的右侧下部的箱体内，充分利用安装空间，使部件的布置更加合理。水泵 9通过联轴器 12与水泵电机 10连接，水泵电机 10通过变频器 24与动力电池 4连接，动力电池 4向水泵电机 10供电，水泵电机 10单独直联驱动水泵 9，减少了传动损失，变频器 24控制水泵 9转速，控制方便且效率高。副车架 25上部连接有箱体 26，箱体 26包括前、后两段，在靠车头的前段安装了发动机 13和发电机 31，发动机 13驱动发电机 31运转发电，向动力电池 4、驱动电机 15、水泵电机 10供电；在靠车尾的后段安装了动力电池 4，在动力电池 4的上部安装了高压配电箱 18、整车控制器 23、变频器 24。本发明将高压配电箱 18与低压配电箱 32分隔开，从而减少了电气干扰。箱体 26的前段内壁上布置有消音棉 30，用于消除发动机 13运转时产生的噪音；箱体前、后段之间填充隔热材料 29，用来防止前段的发动机 13运转产生的高温影响后段的电气设备正常工作。发动机 13前端安装有冷却器 16，冷却器 16的进出水管与发动机 13进出水口连接；冷却器 16 与发动机 13之间安装有两个电动风扇 17，电动风扇 17根据发动机 13的温度高低自动起停，节约能量。发动机 13与发电机 31通过飞轮壳 33连接，从而结构简单，轴向尺寸小。高压配电箱 18将发电机控制器 20、动力电池 4、变频器 24、驱动电机控制器 14连接在一起，实现电流能量的输送。水箱 5安装在箱体 26后部，固定在底盘大梁 19上。清洗机构的喷水架 21安装在清洗车的前部，其上布置了间隔均匀的一系列喷头；喷水架 21后部左右各装有一个角喷头 11 ; 喷雾装置 6固定在水箱 5后部顶上；水泵 9通过管路与喷水架 21上的喷头、角喷头 11及喷雾装置 6连接；喷水架 21可以上下移动，使喷头离地面的高度可变，可以左右偏摆，适应不同的作业需要。驱动电机 15安装在驾驶室 22下部，与底盘上的主离合器 1连接，通过主变速箱 2、传动轴 3、主减速器 27驱动后轮 28行走，其驱动电机控制器 14安装在驱动电机 15上部，驱动电机 15通过驱动电机控制器 14与动力电池 4连接，动力电池 4向驱动电机 15提供电力，实现纯电动行走。

本实施例中，其行走和水泵工作由两台电机分别驱动，作业时相互独立，水泵电机 10是由变频器 24控制，可以根据路况很精确的调节不同的水泵转速，满足不同的清洗要求。

实施例 2: 如图 3和图 4所示，该混合动力电动清洗车，包括底盘以及固定于底盘上的清洗机构、水箱 5，底盘由驱动电机 15驱动，清洗机构由水泵驱动组件驱动，驱动电机 15与动力电池 4的输出端相连，动力电池 4 的输入端与充电机构相连，充电机构包括相连的发动机 13和发电机 31。水泵驱动组件包括依次相连的副离合器 34和副变速箱 35，驱动电机 15输出端经分动箱 38后一路通过主变速箱 2、传动轴 3以及主减速器 27与底盘上车轮相连，另一路与副离合器 34的输入端相连，副变速箱 35输出端通过联轴器 12与清洗机构中的水泵 9相连，副变速箱 35的变速机构通过控制油缸 36与液压单元 37相连。

实施例 2与实施例 1的区别在于水泵 9的驱动方式不同，增加一台分动箱 38，连接在驱动电机 15与主离合器 1、副离合器 34之间，副离合器 34连接副变速箱 35，再通过联轴器 12与水泵 9连接。工作中，转场时，断开副离合器 34，动力从驱动电机 15经分动箱 38、主离合器 1、主变速箱 2、传动轴 3、主减速器 27驱动后轮 28行走；进行作业时，主离合器 1与副离合器 34接合，动力从驱动电机 15经分动箱 38分成两路，一路驱动行走，一路经副离合器 34、副变速箱 35、联轴器 12驱动水泵 9，根据不同的路面情况，改变副变速箱 35的档位，即可改变水泵 9转速，副变速箱 35 的换挡执行机构是控制油缸 36，液压单元 37为其提供动力。

本发明采用上述两种技术方案后，清洗车的行走和水泵工作均由电机驱动，实施例 1中使用电气方式控制水泵 9的转速，实施例 2中使用机械结构实现对水泵 9的控制。

当动力电池 4的容量充足时，实施例 1和实施例 2均可在纯电动模式下进行行走和清洗作业，此时具有零排放和低噪音的优点；当动力电池 4 的容量下降到一定程度，为使动力电池 4不至于过放电，整车控制器 23自动启动发电机组进行发电，供行走和清洗作业使用，多余的电力对动力电池 4充电，此时的发电机组输出功率恒定，且工作在高效率、低排放、低噪音的转速区域，对整车的燃油经济性和排放性能十分有利；当动力电池 4 充电完成后，发电机组自动停止运行。

采用本技术方案的混合动力电动清洗车工作一天，其纯电动工作模式可占 50% , 其余的工作时间启动发电机组，以最经济的状态驱动行走和清洗作业，并对动力电池 4充电，可延长动力电池 4的使用寿命，也可解决纯电动清洗车一次充电续驶里程短的缺点，克服每天的工作时间和工作量受到电量限制，影响车辆使用的缺陷。

此技术方案既解决了清洗车水泵的独立控制问题，又降低了燃油发动机的排放污染及噪音问题，还使清洗车的作业时间和作业距离不受电池容量的限制。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，均应视为本发明的保护范围。

Claims

权利要求

1、一种混合动力电动清洗车，包括底盘以及固定于底盘上的清洗机构和水箱（5)，其特征在于：所述底盘由驱动电机（15) 驱动，所述清洗机构由水泵驱动组件驱动，所述驱动电机（15) 与动力电池（4) 的输出端相连，所述动力电池（4) 的输入端与充电机构相连，所述充电机构包括相连的发动机（13) 和发电机（31)。

2、根据权利要求 1所述的混合动力电动清洗车，其特征在于：所述驱动电机（15) 的输出端通过主变速箱（2)、传动轴（3) 以及主减速器（27) 与底盘上车轮相连，所述水泵驱动组件为水泵电机（10)，所述水泵电机（10) 的输出端通过联轴器（12) 与清洗机构中的水泵（9) 相连，所述水泵电机 (10) 的输入端与所述动力电池（4) 相连。

3、根据权利要求 1所述的混合动力电动清洗车，其特征在于：所述水泵驱动组件包括依次相连的副离合器（34) 和副变速箱（35)，所述驱动电机（15) 输出端经分动箱（38) 后一路通过主变速箱（2)、传动轴（3) 以及主减速器（27) 与底盘上车轮相连，另一路与副离合器（34) 的输入端相连，所述副变速箱（35) 输出端通过联轴器（12) 与清洗机构中的水泵（9) 相连，所述副变速箱（35)的变速机构通过控制油缸（36)与液压单元（37) 相连。

4、根据权利要求 1或 3所述的混合动力电动清洗车，其特征在于：所述驱动电机（15) 的驱动电机控制器（14)、发电机（31) 的发电机控制器 (20) 均通过高压配电箱（18) 与动力电池（4) 相连。

5、根据权利要求 2所述的混合动力电动清洗车，其特征在于：所述驱动电机（15 ) 的驱动电机控制器（14)、发电机（31 ) 的发电机控制器（20)、水泵电机（10) 的变频器（24) 均通过高压配电箱（18 ) 与动力电池（4) 相连。

6、根据权利要求 1或 2或 3所述的混合动力电动清洗车，其特征在于：所述底盘上设有副车架（25 )，所述副车架（25 ) 上设有箱体（26)，所述箱体（26)包括前、后两段，在靠车头的前段中安装所述发动机（13 ) 和发电机（31 )，在靠车尾的后段中安装所述动力电池（4)。

7、根据权利要求 6所述的混合动力电动清洗车，其特征在于：所述箱体（26) 的前段内壁上布置有消音棉（30)，所述箱体（26) 的前、后段之间填充隔热材料（29)。

8、根据权利要求 1或 2或 3所述的混合动力电动清洗车，其特征在于：所述发动机（13 ) 前端安装有冷却器（16)，所述冷却器（16) 的进出水管分别与发动机（13 ) 的进出水口连接，所述冷却器（16) 与发动机（13 ) 之间安装有两个以上的电动风扇（17)。