CN105799501B - 分离轴式双动力混合的工程车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分离轴式双动力混合的工程车，其包括：前轮电驱动***，其通过电力驱动方式为前轮提供动力；后轮机械传动***，其通过机械传动方式为后轮提供动力；整车控制器，其与所述前轮电驱动***和所述后轮机械传动***电连接，所述整车控制器设置为：当工程车的车速小于设定阈值时，所述整车控制器控制所述前轮电驱动***为前轮提供动力，且所述后轮机械传动***为后轮提供动力；当不小于时，所述前轮电驱动***不为前轮提供动力，而所述后轮机械传动***为后轮提供动力，本发明克服了车辆在重车启步、爬坡等工况下行驶困难的难题，避免了后轮机械传动***因燃料燃烧不充分引起的环境污染问题。

Description

分离轴式双动力混合的工程车
技术领域
本发明涉及工程车技术领域。更具体地说，本发明涉及一种分离轴式双动力混合的工程车。
背景技术
传统的工程车的动力***，多为后轮机械驱动，工程车常应用于特殊的短距离循环运输，且工况恶劣，特别是当车辆重载启步、重载爬坡，湿滑道路行驶时，因动力不足或附着力不足，车辆很难正常行驶，司机只得挂低档或猛踩油门；同时，在车辆动力足够却不能正常行驶的情况下，发动机燃油效率很低，会给环境造成污染。
近年来电动汽车技术在我国公路车上得到日益广泛的应用，但由于受制于电池材料、充电桩等条件的限制，目前的新能源汽车最得宠的仅为小吨位商用车，而商品化的重型纯电动车大吨位专用车辆尚未报道和出现。
因此，亟需开发一种节能环保油电混合动力驱动的工程车，改变传统的动力传输方式，调整整车布置和匹配的合理性，减少环境污染，提高工程车的功率利用率。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种分离轴式双动力混合的工程车，其通过在工程车的前部设置为两前轮提供动力的前轮电驱动***、后部设置为两后轮提供动力的后轮机械传动***，实现双动力驱动，同时设置了整车控制器，其能够根据工程车的车速对前轮电驱动***输出命令，当工程车处于低速时，整车控制器控制前轮电驱动***为工程车的两前轮提供动力，相反则不提供动力，从而克服了车辆在重车启步、爬坡等工况下行驶困难的难题，避免了后轮机械传动***因燃料燃烧不充分引起的环境污染问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种分离轴式双动力混合的工程车，其包括：
前轮电驱动***，其通过电力驱动方式为前轮提供动力；
后轮机械传动***，其通过机械传动方式为后轮提供动力；
整车控制器，其与所述前轮电驱动***和所述后轮机械传动***电连接，所述整车控制器设置为：当工程车的车速小于设定阈值时，所述整车控制器控制所述前轮电驱动***为前轮提供动力，且所述后轮机械传动***为后轮提供动力；当不小于时，所述前轮电驱动***不为前轮提供动力，而所述后轮机械传动***为后轮提供动力。
优选的是，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述前轮电驱动***包括与工程车两前轮动力连接的前驱动桥、通过变速装置与所述前驱动桥连接的主电机以及与所述主电机电连接的电机管理单元，所述电机管理单元与所述整车控制器电连接，所述电机管理单元控制所述主电机输出动力，并通过所述变速装置驱动所述前驱动桥的转动，从而实现为工程车的两前轮提供动力。
优选的是，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述后轮机械转动***包括与工程车两后轮动力连接的后驱动桥、通过变速箱与所述后驱动桥连接的发动机以及与所述发动机电连接的发动机管理单元，所述发动机输出动力通过所述变速箱驱动所述后驱动桥的转动，从而实现为工程车的两后轮提供动力，所述发动机管理单元与所述整车控制器电连接，所述发动机管理单元采集所述发动机的转速和扭矩信号，将转速和扭矩信号转化为代表工程车车速的数值，并将车速数值传递给所述整车控制器。
优选的是，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述整车控制器还与制动***电连接，所述制动***采集制动踏板的踩踏深度信号并发送至所述整车控制器，当所述踩踏深度信号落入预设范围阈值时，所述整车控制器控制所述电机管理单元将所述主电机转换为发电机，以使前轮带动所述前驱动桥转动，从而带动发电机的转子转动并进行发电。
优选的是，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述制动踏板一侧设有位移传感器，以检测所述制动踏板的踩踏深度信号，并将所述踩踏深度信号转化为电压信号，当所述电压信号为0～5V时，所述整车控制器控制所述电机管理单元将所述主电机转换为发电机，以使前轮带动所述前轮驱动桥转动，从而带动发电机的转子转动并进行发电。
优选的是，所述的分离轴式双动力混合的工程车，还包括：
充电***，其包括与所述电机管理单元电连接的电池包、与所述电池包和所述整车控制器电连接的电池充放电管理单元、与所述电池包电连接的外充插电器以及与所述外充插电器电连接的充电桩和受电***，所述电池充放电管理单元采集所述电池包剩余电量信号，并将电量信号传递给所述整车控制器。
优选的是，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述变速箱附设有取力装置，其与第一液压泵和第二液压泵连接，所述第一液压泵驱动举升***，所述第二液压泵驱动转向***。
优选的是，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述制动***与空压机连接。
优选的是，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述电机控制器由主控芯片DSP及其***存储器、锁存器、电容和电阻组成。
优选的是，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述设定阈值为0～20km/h。
本发明至少包括以下有益效果：
第一、本发明通过在工程车的前部设置为两前轮提供动力的前轮电驱动***、后部设置为两后轮提供动力的后轮机械传动***，实现双动力驱动，同时设置了整车控制器，其能够根据工程车的车速对前轮电驱动***输出命令，当工程车处于低速时，整车控制器控制前轮电驱动***为工程车的两前轮提供动力，相反则不提供动力，从而克服了车辆在重车启步、爬坡等工况下行驶困难的难题，避免了后轮机械传动***因燃料燃烧不充分引起的环境污染问题，提高了工程车的功率利用率；
第二、前轮电驱动***和后轮机械传动***中各自设置单独的驱动桥，即为双轴驱动机构，分别为工程车的前轮和后轮提供动力，无需进行动力源的切换，工程车正常运行时由后轮机械传动***给后轮提供动力，前轮为从动，当工程车在重车启步、爬坡等工况导致车速低，动力不足时，启用前轮电驱动***为前轮提供动力，提高车速，同时避免了因燃料燃烧不充分引起的环境污染问题；
第三、通过制动***与整车控制器的电连接，使得整车控制器能够及时获取制动踏板的踩踏深度信号，从而判断工程车的运行情况，如信号落入代表刹车的预设范围阈值时，整车控制器控制电机管理单元将主电机转换为发电机，以使前轮带动所述前驱动桥转动，从而带动发电机的转子转动并进行发电，将刹车制产生的动能转换为电能储存于电池包中，实现能量回馈，同时，避免制动能转换为热能导致车轮的温度升高的问题，环保节能；电池包不仅为前轮电驱动***的电源，也可以为工程车中的空调、车灯等设备提供电量；
第四、充电***中充电桩和受电***均可对电池包进行充电，充电桩为功率高、充电速度较快且可移动的电源，受电***可为电池包提供稳定的电流，电池充放电管理单元能够采集电池包中剩余电量信号，并及时将信号传递给整车控制器，整车控制器根据车速、电池包中剩余电量和制动踩踏频率信号的整体情况发出相应的指令，保证工程车的正常运行，及时为工程车的前轮提供动力和将制动能转换为电能储存。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的各部件连接示意图；
图2为本发明的另一种各部件连接示意图；
图3为本发明所述的工程车的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，并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发明的限制。
如图1～3所示，本发明提供一种分离轴式双动力混合的工程车，其包括：
前轮电驱动***，其通过电力驱动方式为前轮提供动力；
后轮机械传动***，其通过机械传动方式为后轮提供动力；
整车控制器1，其与所述前轮电驱动***和所述后轮机械传动***电连接，所述整车控制器1设置为：当工程车的车速小于设定阈值时，所述整车控制器1控制所述前轮电驱动***为前轮提供动力，且所述后轮机械传动***为后轮提供动力；当不小于时，所述前轮电驱动***不为前轮提供动力，而所述后轮机械传动***为后轮提供动力。
在上述技术方案中，本发明通过在工程车的前部设置为两前轮提供动力的前轮电驱动***、后部设置为两后轮提供动力的后轮机械传动***，实现双动力驱动，同时设置了整车控制器1，其能够根据工程车的车速对前轮电驱动***输出命令，当工程车处于低速时，整车控制器1控制前轮电驱动***为工程车的两前轮提供动力，相反则不提供动力，从而克服了车辆在重车启步、爬坡等工况下行驶困难的难题，避免了后轮机械传动***因燃料燃烧不充分引起的环境污染问题，提高了工程车的功率利用率。
在另一种技术方案中，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述前轮电驱动***包括与工程车两前轮动力连接的前驱动桥24、通过变速装置23与所述前驱动桥24连接的主电机22以及与所述主电机22电连接的电机管理单元21，所述电机管理单元21与所述整车控制器1电连接，所述电机管理单元21控制所述主电机22输出动力，并通过所述变速装置23驱动所述前驱动桥24的转动，从而实现为工程车的两前轮提供动力，主电机输出的动力带动前驱动桥中齿轮组的转动，进一步传动至两前轮，降低对电机管理单元的控制***的要求。
如图2所示，所述前轮电力驱动***的另一种技术方案为：所述前轮电机驱动***包括与工程车两前轮动力连接的断开式驱动桥27、一对轮边减速器26、一对轮边电机25以及电机管理单元21，一对轮边减速器26和一对轮边电机25分别设置在两前轮与断开式驱动桥27之间，一个轮边减速器26与一个前轮和一个轮边电机25连接，一对轮边电机25均与电机管理单元21电连接，轮边电机25输出动力通过轮边减速器26为同侧的前轮提供动力，两个前轮由各自相邻的轮边电机通过轮边减速器输出动力，为前轮的转动提供动力，断开式驱动桥将两个前轮的驱动装置断开，使得各自互不干扰。
在另一种技术方案中，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述后轮机械转动***包括与工程车两后轮动力连接的后驱动桥33、通过变速箱32与所述后驱动桥33连接的发动机以及与所述发动机电连接的发动机管理单元31，所述发动机输出动力通过所述变速箱32驱动所述后驱动桥33的转动，从而实现为工程车的两后轮提供动力，所述发动机管理单元31与所述整车控制器1电连接，所述发动机管理单元31采集所述发动机的转速和扭矩信号，将转速和扭矩信号转化为代表工程车车速的数值，并将车速的数值传递给所述整车控制器1，整车控制器1根据车速判断是否启用前轮电驱动***为前轮提供动力。
前轮电驱动***和后轮机械传动***中各自设置单独的驱动桥，即为双轴驱动机构，分别为工程车的前轮和后轮提供动力，无需进行动力源的切换，工程车正常运行时由后轮机械传动***给后轮提供动力，前轮为从动，当工程车在重车启步、爬坡等工况导致车速低，动力不足时，启用前轮电驱动***为前轮提供动力，提高车速，同时避免了因燃料燃烧不充分引起的环境污染问题。
在另一种技术方案中，所述的工程车分离轴式双动力混合的工程车，所述整车控制器1还与制动***6电连接，所述制动***6采集制动踏板的踩踏深度信号并发送至所述整车控制器1，当所述踩踏深度信号落入预设范围阈值时，所述整车控制器1控制所述电机管理单元21将所述主电机22转换为发电机，以使前轮带动所述前驱动桥24转动，从而带动发电机的转子转动并进行发电。
在另一种技术方案中，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述制动踏板一侧设有位移传感器，以检测所述制动踏板的踩踏深度信号，并将所述踩踏深度信号转化为电压信号，当所述电压信号为0～5V时，所述整车控制器1控制所述电机管理单元21将所述主电机22转换为发电机，以使前轮带动所述前轮驱动桥转动，从而带动发电机的转子转动并进行发电。
整车控制器1通过制动***6与整车控制器1的电连接，使得整车控制器1能够及时获取制动踏板的踩踏深度信号，从而判断工程车的运行情况，如深度信号落入代表刹车的预设范围阈值时，即转化的电压信号为0～5V时，说明工程车为刹车状态，此时整车控制器1控制电机管理单元21将主电机22转换为发电机，以使前轮带动前驱动桥24转动，从而带动发电机的转子的转动并进行发电，将刹车制动产生的动能转换为电能储存于电池包42中，实现能量回馈，同时，避免过多的动能转换为热能导致车轮的温度升高的问题，环保节能；电池包42不仅为前轮电驱动***的电源，也可以为工程车中的空调、车灯等设备提供电量。
在另一种技术方案中，所述的分离轴式双动力混合的工程车，还包括：
充电***，其包括与所述电机管理单元21电连接的电池包42、与所述电池包42和所述整车控制器1电连接的电池充放电管理单元41、与所述电池包42电连接的外充插电器43以及与所述外充插电器43电连接的充电桩44和受电***5，所述电池充放电管理单元41采集所述电池包42剩余电量信号，并将信号传递给所述整车控制器1。充电***中充电桩44和受电***5均可对电池包42进行充电，充电桩44为功率高、充电速度较快且可移动的电源，受电***5可为电池包42提供稳定的电流，电池充放电管理单元41能够采集电池包42中剩余电量信号，并及时将电量信号传递给整车控制器1，整车控制器1根据车速、电池包42中剩余电量和制动踩踏频率信号的整体情况发出相应的指令，保证工程车的正常运行，及时为工程车的前轮提供动力和将制动能转换为电能储存。
在另一种技术方案中，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述变速箱附设有取力装置34，其与第一液压泵7和第二液压泵8连接，所述第一液压泵7驱动举升***71，所述第二液压泵8驱动转向***81。
在另一种技术方案中，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述制动***6与空压机61连接。
在另一种技术方案中，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述电机控制器由主控芯片DSP及其***存储器、锁存器、电容和电阻组成。
在另一种技术方案中，所述的分离轴式双动力混合的工程车，所述设定阈值为
0～20km/h。
如图3所示，本发明所述的分离轴式双动力混合的工程车的前部为驾驶室，后部的货箱10的前端在举升油缸9的带动下，可抬起或落下，电池包42安装在后车架上。
简述本发明的工作流程：当工程车在起步时，发动机输出动力通过变速箱32驱动后驱动桥33的转动，为两后轮提供转动的动力，发动机管理单元31及时采集发动机的转速和扭矩信号，将信号转换为工程车的车速数值，并将数值传递给整车控制器1，工程车刚起步车速小于设定阈值，此时，整车控制器1向电机管理单元21输出命令，电机管理单元21控制主电机22输出动力，将电能转换为动能，并通过变速装置23驱动前驱动桥24的转动，为两前轮提供转动动力，从而实现油电混合驱动；当工程车载重或爬坡行驶车速小于设定阈值时，整车控制器1箱电机管理单元21输出命令，电机管理单元21控制主电机22输出动力，为两前轮提供转动动力；当工程车的车速达到设定阈值以上时，整车控制器1向电机管理单元21输出命令，电机管理单元21控制主电机22不输出动力，不为两前轮提供转动动力，即此时为机械单驱动；整车控制器1还与制动***6电连接，制动踏板的一侧设置有位移传感器，以检测踩踏深度信号，并将踩踏深度信号转化为电压信号，进而将电压信号及时传递给整车控制器1，判断工程车的运行情况，当电压信号为0～5V时，相对应的踩踏深度信号即落入代表刹车的预设范围阈值时，整车控制器1控制电机管理单元21将主电机22转换为发电机，工程车两前轮从动的转动带动前驱动桥24的转动，从而带动发电机的转子转动，将刹车制动过程中产生的动能转换为电能并储存于电池包42中，实现能量回馈，整车控制器1与电池充放电管理单元41电连接，及时获取电池包42中剩余电量的信号，并根据情况作出相应的指令。电池包42中的电量来源主要是主电机22转换为发电机将制动能转换为电能的储存的电量和从充电桩44和受电***5中获取的电量。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种分离轴式双动力混合的工程车，其特征在于，其包括：
前轮电驱动***，其通过电力驱动方式为前轮提供动力；
后轮机械传动***，其通过机械传动方式为后轮提供动力；
整车控制器，其与所述前轮电驱动***和所述后轮机械传动***电连接，所述整车控制器设置为：当工程车的车速小于设定阈值时，所述整车控制器控制所述前轮电驱动***为前轮提供动力，且所述后轮机械传动***为后轮提供动力；当不小于时，所述前轮电驱动***不为前轮提供动力，而所述后轮机械传动***为后轮提供动力；
所述前轮电驱动***包括与工程车两前轮动力连接的前驱动桥、通过变速装置与所述前驱动桥连接的主电机以及与所述主电机电连接的电机管理单元，所述电机管理单元与所述整车控制器电连接，所述电机管理单元控制所述主电机输出动力，并通过所述变速装置驱动所述前驱动桥的转动，从而实现为工程车的两前轮提供动力；所述后轮机械转动***包括与工程车两后轮动力连接的后驱动桥、通过变速箱与所述后驱动桥连接的发动机以及与所述发动机电连接的发动机管理单元，所述发动机输出动力通过所述变速箱驱动所述后驱动桥的转动，从而实现为工程车的两后轮提供动力，所述发动机管理单元与所述整车控制器电连接，所述发动机管理单元采集所述发动机的转速和扭矩信号，将转速和扭矩信号转化为代表工程车车速的数值，并将车速的数值传递给所述整车控制器；
所述整车控制器还与制动***电连接，所述制动***采集制动踏板的踩踏深度信号并发送至所述整车控制器，当所述踩踏深度信号落入预设范围阈值时，所述整车控制器控制所述电机管理单元将所述主电机转换为发电机，以使前轮带动所述前驱动桥转动，从而带动发电机的转子转动并进行发电；
所述制动踏板一侧设有位移传感器，以检测所述制动踏板的踩踏深度信号，并将所述踩踏深度信号转化为电压信号，当所述电压信号为0～5V时，所述整车控制器控制所述电机管理单元将所述主电机转换为发电机，以使前轮带动所述前轮驱动桥转动，从而带动发电机的转子转动并进行发电。
2.如权利要求1所述的分离轴式双动力混合的工程车，其特征在于，还包括：
充电***，其包括与所述电机管理单元电连接的电池包、与所述电池包和所述整车控制器电连接的电池充放电管理单元、与所述电池包电连接的外充插电器以及与所述外充插电器电连接的充电桩和受电***，所述电池充放电管理单元采集所述电池包剩余电量信号，并将电量信号传递给所述整车控制器。
3.如权利要求2所述的分离轴式双动力混合的工程车，其特征在于，所述变速箱附设有取力装置，其与第一液压泵和第二液压泵连接，所述第一液压泵驱动举升***，所述第二液压泵驱动转向***。
4.如权利要求3所述的分离轴式双动力混合的工程车，其特征在于，所述制动***与空压机连接。
5.如权利要求4所述的分离轴式双动力混合的工程车，其特征在于，所述电机控制器由主控芯片DSP及其***存储器、锁存器、电容和电阻组成。
6.如权利要求5所述的分离轴式双动力混合的工程车，其特征在于，所述设定阈值为0～20km/h。
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