CN106740040A - 一种辅助电驱动液压平板车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助电驱动液压平板车，具有降低发动机功率，减少有害气体排放，降低噪音污染，节省能源的优点，弥补现有单纯液压驱动或单纯电驱动平板车的不足。其技术方案为：安装有减速箱以及直流电机驱动的车轮，也有由液压马达驱动的车轮，通过专门的动力管理***，可实现根据载荷和坡度，自动切换液压驱动、电驱动或电液联合驱动模式，重载时用液压***驱动，轻载时用电驱动，重载爬坡时由液压马达和电机共同驱动。

Description

一种辅助电驱动液压平板车

技术领域

本发明涉及混合动力平板车运输车领域，尤其涉及平板车行走驱动***。

背景技术

液压传动过程是液压泵将发动机的机械能转换成液压能,液压能经液压油路传递到液压马达,液压马达将液压能转换成机械能,驱动车轮的转动。液压传动通过管路内的高压油传递动力,省去了变速箱、传动轴具有压力保护功能,各液压元件和控制装置可以分置安装,空间适应性强,布局灵活,被广泛应用于平板车上。单纯通过液压泵驱动时，车辆行驶中的噪音较大，液压元件损坏导致漏油，污染环境的概率也将增大。还有为了满足短时的重载爬坡需要，装机功率通常较大。

由蓄电池给电动机供电，从而驱动车轮。当车辆运行时间较短的情况，可通过充电桩充电，车辆产生的废气很少。长距离行驶中也需用搭载的发动机驱动发电机充电续航距离长，与传统的单纯由液压驱动的平板车相比节省油耗。环境方面，被排出的二氧化碳(CO2)和大气污染物质(NO2)有害气体减少。另外只使用电动机驱动时，可在有安静性要求的深夜工作和住宅区附近的场所使用。然而传统电动平板车包括蓄电池、车桥、减速箱，由于单纯依靠电机驱动，因安装空间及装机功率决定了牵引力较小。

常规的鼓式制动器受热后直径会增大，刹车容易衰退，反应慢，刹车力不易控制，不易高频率动作，维修不方便。而盘式制动器反应灵敏，易于操控，易于散热，速度稳定，涉水稳定，集成度高，故障低，维修方便。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种辅助电驱动液压平板车，具有降低发动机功率，减少有害气体排放，降低噪音污染，节省能源的优点，弥补现有单纯液压驱动或单纯电驱动平板车的不足。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种辅助电驱动液压平板车，包括司机室、第一液压驱动桥、电驱动桥、摆动轴、蓄电池组、第二液压驱动桥、车架、制动桥、升降油缸、电控箱、转向油缸、发动机、发电机、液压泵组，车架是平板车的承载平台，蓄电池组发出的电能传递给电驱动桥内的车轮电机，经过多级减速后放大输出扭矩后带动车轮旋转，摆动轴用于支撑电驱动桥并能够让电驱动桥沿轴向摆动一定的角度范围，制动桥具备行车制动和驻车制动功能，升降油缸使车架上升或下降，转向油缸在司机的转向角度要求下驱动各组车轮转过相应角度，发动机用于驱动液压泵组转动，将液压能传递给液压马达后完成对车轮的驱动，发电机通过发动机的飞轮盘带动旋转，产生电能，为蓄电池组充电。

根据本发明的辅助电驱动液压平板车的一实施例，每一个液压驱动桥中均包含减速箱和液压马达，从油泵传递过来的油液经过液压马达传递扭矩至减速箱，最终传递到车轮上，从而驱动车轮转动。

根据本发明的辅助电驱动液压平板车的一实施例，电驱动桥包含钢圈、轮胎、第一螺栓、第二螺栓、桥壳、第三螺栓、车轮电机和摆动轴孔，其中钢圈用于固定轮胎和最终驱动车辆行驶，轮胎用于整车的支撑并带动车辆行驶，第一螺栓和第二螺栓用于连接电驱动桥与车轮电机后端的法兰，桥壳用于保护车轮电机并对车轮提供支撑力，第三螺栓用于连接钢圈与车轮电机前端的法兰盘，车轮电机为直流电机，摆动轴孔安装于摆动轴上，绕摆动轴旋转一定的角度。

根据本发明的辅助电驱动液压平板车的一实施例，车轮电机内整合了行星减速箱，放大扭矩后再驱动车轮旋转。

根据本发明的辅助电驱动液压平板车的一实施例，制动桥内置结构紧凑的盘式制动器。

根据本发明的辅助电驱动液压平板车的一实施例，平板车还包括：

电控箱，其内装有控制液压泵及马达的转速与排量的控制器、控制驱动电机的控制器、负责切换液压驱动和电力驱动的控制器、控制蓄电池组充放电的控制器以及通讯设备。

根据本发明的辅助电驱动液压平板车的一实施例，液压泵组包括闭式泵和开式泵，闭式泵给液压马达提供油源，与马达组成闭式***，实现车轮的驱动，开式泵负责给升降油缸和转向油缸提供液压油源。

根据本发明的辅助电驱动液压平板车的一实施例，控制器中还设有动力管理***，根据驱动工况、车速、功率来控制平板车进入驻车充电模式、电动轮驱动模式、液压马达单独驱动模式、以及液压马达驱动和辅助电动轮驱动模式。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明的平板车安装有减速箱以及直流电机驱动的车轮，也有由液压马达驱动的车轮，通过专门的动力管理***，可实现根据载荷和坡度，自动切换液压驱动、电驱动或电液联合驱动模式，重载时用液压***驱动，轻载时用电驱动，重载爬坡时由液压马达和电机共同驱动。相较于现有技术，本发明能有效节约能源，提高牵引力及爬坡能力。

附图说明

图1A和1B示出了本发明的辅助电驱动液压平板车的一实施例的结构图。

图2示出了本发明的电驱动桥的示意图。

图3示出了本发明的动力管理***的控制流程图。

具体实施方式

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1A和1B示为本发明的辅助电驱动液压平板车总图。在本发明的辅助电驱动液压平板车的构成中，司机室1为司机驾驶平板车的空间，该平板车前后各有一个司机室，司机室内有方向盘、行驶速度踏板、制动器踏板、触摸屏等。液压驱动桥2中包含减速箱和液压马达，从油泵传递过来的液压能经过液压马达和减速箱后，最终传递到车轮上，从而驱动车轮转动。电驱动桥3包含桥壳和适用于车轮的电动机，该电动机集成了适用于车轮的行星减速箱，轮毂减速箱为行星减速箱，一端的法兰盘与车圈连接，另一端的法兰盘与电驱动桥壳连接。摆动轴4用于支撑电驱动桥3，并可以让电驱动桥3沿轴向摆动一定角度范围，可以克服路面横向不平坦因素。蓄电池组5放出的电能传递给电动机，电动机经过多级减速后，放大其输出扭矩后带动车轮旋转。蓄电池组5采用27块25.6V蓄电池串联，其内储存电能，蓄电池组5用于驱动电机旋转，其可用外接电源充电或车载发电机充电。车架6是平板车的承载平台，边梁为工字型结构，通过横梁连接在一起，整体强度高。制动桥7内置结构紧凑的盘式制动器，具备行车制动和驻车制动功能。升降油缸8可使车架上升或下降一定高度，可以完成承载货物的抬起和放下动作，而且其在行驶时，遇到路面凹凸不平时，可以通过各油缸的伸缩调节，保持车架水平，起到减震作用。电控箱9内装有控制液压泵及马达的转速与排量的控制器、控制驱动电机的控制器、负责切换液驱和电驱的控制器、控制蓄电池组充放电的控制器以及(CAN总线)通讯设备等，可以很好的控制整个平板车的运行。转向油缸10的作用为司机的转向角度要求，驱动各组车轮转过相应的角度，一遍通过各种弯道。发动机11主要用于驱动液压泵组转动，把液压能传递给液压马达，完成车轮的驱动，同时可为蓄电池组进行充电。发电机12通过发动机的飞轮盘带动旋转，可产生电能，给蓄电池组供电。液压泵组13包括闭式泵和开式泵，闭式泵给液压马达提供油源，与马达组成闭式***，实现车轮的驱动。开式泵则负责给升降油缸和转向油缸提供液压油源。

图2示为电驱动桥的示意图。在电驱动桥中，钢圈31用于固定轮胎和最终驱动车辆行驶。轮胎32提供了整车的支撑，并带动车辆行驶。螺栓33、34用于连接车桥与车轮电机后端的法兰，起连接作用。桥壳35保护车轮电机，并对车轮提供支撑力。螺栓36用于连接车圈与车轮电机前端的法兰盘。车轮电机37为直流电机，可以提供较大的扭矩，其内整合了行星减速箱，扭矩被放大后，再驱动车轮旋转。摆动轴孔38安装于摆动轴4上，可绕摆动轴4旋转一定角度。

当平板车空载或轻载工作时，由司机切换到由车轮电机驱动模式，踏板的位移作为控制器的输入信号，并由控制器转化为数字信号输出，控制蓄电池输出所需的电流，使电机按照希望的速度旋转，从而驱动车轮转动。当平板车重载工作时，由司机切换到液压马达驱动模式，此时踏板位移作为控制器的输入信号，并由控制器转化为数字信号输出，控制闭式液压泵的排量及转速，同时控制液压马达的排量，提供平板车需要的牵引力及速度。当平板车遇到较大坡度时，车轮电机37会由控制器自动启动，此时蓄电池车轮电机37供电，使车轮电机37提供额外的爬坡牵引力。

当遇到弯路或特殊的道路，司机操作驾驶室1内的方向盘，作为平板车转向角度的输入信号，控制器按照对应的转向模式，分别控制各转向油缸的伸缩，此时由开式液压泵给转向油缸供油，各油缸的动作，使得各组车轮完成相应的转角。

平板车行驶过程中升降油缸保持在中间位置，当遇到凹凸路面，各油缸可以自适应的进行伸缩。当起升货物时，升降油缸需在司机的控制下，降到指定高度后，此时由开式液压泵给升降油缸供油，再行驶到货物的底下，司机控制各升降油缸按照相同的速度伸出，货物被水平的缓慢的抬起，直到升降油缸升到中间位置。此时，液压马达转动驱动平板车行驶。当到达目的地时，可以等待其它起吊设备来完成货物的吊装，或控制各升降油缸同时伸出到合适的位置，然后，平板车行驶到货架指定位置，升降油缸再收缩，缓慢放下货物。

空载或轻载的平板车行驶，由控制器内的动力管理***分析车速＞Vmin，且所需功率＜Pmin，经特定的算法运算后，确定驱动模式为电动轮驱动模式，此时由蓄电池给车轮电机供电，平板车由车轮电机驱动，由于蓄电池可以通过发动机上的发电机充电，或通过外接独立充电设备进行充电，有效利用了清洁能源，减少了柴油的消耗，同时也降低了因液压油泄露而污染环境的概率，并且降低了空载行驶中的噪音。

平板车在重载或满载时，由动力管理***分析车速＜Vmin，且所需功率<Pmax，经特定的算法运算后，确定驱动模式为液压马达驱动模式。由于液压马达的输出扭矩较大，所以可以给平板车较大的牵引力。

平板车在重载爬坡时，由动力管理***分析车速＜Vmin，且所需功率>Pmax，经特定的算法运算后，确定驱动模式为液压马达驱动和电动轮驱动共同驱动的模式。由于液压马达的输出扭矩较大，再加上电动轮的驱动扭矩，使得平板车获得最大的牵引力。车轮电机还可以增大平板车的爬坡力，在平板车重载爬坡时可以辅助液压马达驱动整车的行驶。

总的来说，本发明的平板车主要包括液压驱动桥和电机驱动桥，液压驱动桥与减速箱的安装法兰连接，减速箱上装有液压马达，减速箱的输出端与两个钢圈螺栓连接，通过油泵转动带动减速箱，减速箱带动钢圈转动，从而实现车辆的行驶。

内置减速机构的车轮电机，并设计了试用于车轮电机的车桥结构，方便电机的接线及其检查。该电机体积小，扭矩大，与减速箱紧凑的集成一体，通过合理选择减速箱速比，发大电机的输出扭矩，降低发动机转速，可以满足平板车轻载快速行驶的要求。在空车及轻载行驶时，切换到电驱动模式，由蓄电池供电，蓄电池可以通过充电桩进行快速充电，也可以通过车载电机进行慢充。当重载和爬坡时需要切换到液压马达单独驱动模式，当平板车遇到坡度大的坡时，电驱动可作为辅助动力。

动力由柴油机带动油泵，通过液压管路，把高压油送到驱动马达的高压口。柴油发动机还同时给蓄电池组充电。踩油门时会根据档位的选择，把踏板的位移量转换为数字信号，分配给控制液压马达的比例多路阀，从而控制液压马达输出对应的扭矩及转速。或者把数字信号送给电机的控制器，同步控制电机转动。

特殊开发专用于平板车的动力管理***。当平板车在空载、轻载、重载爬坡时，由动力管理***分析车速、爬坡度及功率等，经特定的算法运算后，确定驱动模式为液压马达驱动模式或电动轮驱动模式，以及电动轮驱动模式辅助液压马达驱动模式。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (8)

1.一种辅助电驱动液压平板车，其特征在于，包括司机室、第一液压驱动桥、电驱动桥、摆动轴、蓄电池组、第二液压驱动桥、车架、制动桥、升降油缸、电控箱、转向油缸、发动机、发电机、液压泵组，车架是平板车的承载平台，蓄电池组发出的电能传递给电驱动桥内的车轮电机，经过多级减速后放大输出扭矩后带动车轮旋转，摆动轴用于支撑电驱动桥并能够让电驱动桥沿轴向摆动一定的角度范围，制动桥具备行车制动和驻车制动功能，升降油缸使车架上升或下降，转向油缸在司机的转向角度要求下驱动各组车轮转过相应角度，发动机用于驱动液压泵组转动，将液压能传递给液压马达后完成对车轮的驱动，发电机通过发动机的飞轮盘带动旋转，产生电能，为蓄电池组充电。

2.根据权利要求1所述的辅助电驱动液压平板车，其特征在于，每一个液压驱动桥中均包含减速箱和液压马达，从油泵传递过来的液压能经过液压马达和减速箱后最终传递到车轮上，从而驱动车轮转动。

3.根据权利要求1所述的辅助电驱动液压平板车，其特征在于，电驱动桥包含钢圈、轮胎、第一螺栓、第二螺栓、桥壳、第三螺栓、车轮电机和摆动轴孔，其中钢圈用于固定轮胎和最终驱动车辆行驶，轮胎用于整车的支撑并带动车辆行驶，第一螺栓和第二螺栓用于连接电驱动桥与车轮电机后端的法兰，桥壳用于保护车轮电机并对车轮提供支撑力，第三螺栓用于连接钢圈与车轮电机前端的法兰盘，车轮电机为直流电机，摆动轴孔安装于摆动轴上，绕摆动轴旋转一定的角度。

4.根据权利要求3所述的辅助电驱动液压平板车，其特征在于，车轮电机内整合了行星减速箱，放大扭矩后再驱动车轮旋转。

5.根据权利要求1所述的辅助电驱动液压平板车，其特征在于，制动桥内置结构紧凑的盘式制动器。

6.根据权利要求1所述的辅助电驱动液压平板车，其特征在于，平板车还包括：

电控箱，其内装有控制液压泵及马达的转速与排量的控制器、控制驱动电机的控制器、负责切换液压驱动和电力驱动的控制器、控制蓄电池组充放电的控制器以及通讯设备。

7.根据权利要求1所述的辅助电驱动液压平板车，其特征在于，液压泵组包括闭式泵和开式泵，闭式泵给液压马达提供油源，与马达组成闭式***，实现车轮的驱动，开式泵负责给升降油缸和转向油缸提供液压油源。

8.根据权利要求6所述的辅助电驱动液压平板车，其特征在于，控制器中还设有动力管理***，根据驱动工况、车速、功率来控制平板车进入驻车充电模式、电动轮驱动模式、液压马达单独驱动模式、以及液压马达驱动和辅助电动轮驱动模式。