CN202609873U - 油电混合动力堆高机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种油电混合动力堆高机，包括：包括举升油缸、液压马达、发电机、变频器和电池；重物在工作中产生的势能驱动所述举升油缸产生液压能，所述液压能驱动所述液压马达，所述液压马达驱动所述发电机发电，所述发电机产生的电能存储于所述电池内，所述变频器可调整所述液压马达的转速。通过本实用新型的技术方案，将门架下降时的势能以电能的形式进行回收再利用，实现了节能的目的，而且势能的回收与行走的驱动采用同轴并联式结构，对整车的布局改动很小，节约了成本。

Description

油电混合动力堆高机

技术领域

本实用新型涉及一种堆高机，具体而言，涉及一种可回收和利用门架势能的并联式油电混合动力堆高机。

背景技术

空箱集装箱堆高机是一种集装箱周期性搬运和堆垛的作业设备，在工作过程中需要频繁起动制动和起吊集装箱上下升降。吊具下降过程中大部分势能白白消耗，没有回收利用，能量浪费严重。作业工程中，整车启动频繁，导致发动机效率低下，行驶油耗较高。

传统的并联油电混合动力(如公交车、轿车)都是采用ISG电机(ISG电机代表发电机和电动机一体的电机)回收制动能量，并储存在电池中，电池放电ISG电机当电动机使，为车提够驱动力，ISG电机发电时回收制动能或储存发动机过剩的能量。但是传统的都是回收制动能量，汽车刹车距离长，下坡等工况都合适为电池充电，但堆高机速度低，刹车距离很短，为电池充电困难。

堆高机门架势能采用电能回收的方案目前没有专利也没有产品推出。可以借鉴场桥的方案：门架采用卷扬和钢丝绳做举升，电动机驱动。主要缺点：钢丝绳子可靠性问题，国外品牌成本高，国内产品不耐用，门架较高更换困难，且堆高机的微动性能差。

因此，针对上述背景技术需要解决以下技术问题：

1.以电能的形式回收门架下降的势能；

2.门架下降的速度要求可控制；

3.门架下降采用节流的模式，发热严重；

4.堆高机制动能量回收困难，结构和传统方式不同，要进行改进；

5.提高堆高机的微动性能。

实用新型内容

为解决上述技术问题至少之一，本实用新型提供了一种油电混合动力堆高机。

本实用新型提供的油电混合动力堆高机，包括：举升油缸、液压马达、发电机；

重物在工作中产生的势能驱动所述举升油缸产生液压能，所述液压能驱动所述液压马达，所述液压马达驱动所述发电机发电。

在该技术方案中，通过将液压马达和发电机连接，可以对门架下降时的势能进行回收再利用，避免了门架下降过程中势能白白消耗而造成浪费，可以降低堆高机的能量消耗，节约成本。

优选地，还包括变频器，所述变频器可调整所述液压马达的转速。

在该技术方案中，通过变频器进行调速，可以控制液压马达的转速从而可以控制门架下降的速度，且取消了传统的节流阀，发热量大幅减小，避免***过热。

优选地，还包括：发动机、离合器、电机、变速箱、电池和驱动桥；所述发动机、离合器、电机和变速箱依此连接，所述变速箱的输出轴与所述驱动桥相连，将所述发动机和/或电机的动力传递给所述驱动桥，从而，驱动所述驱动桥工作；所述电池可储存所述发电机发电产生的电能，并能利用所储存的电能驱动所述电机。

在该技术方案中，势能回收与行走驱动采用同轴并联式结构，传动***基本布局不变，电机和离合器可以直接串联到原有的发动机和变速箱之间，对整车的布局改动很小，节约了成本；此外，因采用了离合器，使整车的微动性能更好。

优选地，还包括液压泵，所述变速箱与所述液压泵主轴机械连接，驱动所述液压泵旋转，所述液压泵驱动所述举升油缸。该技术方案中，采用发动机和电机共同驱动的变速箱驱动液压泵，进而驱动举升油缸工作，可以重复利用部分能量，进一步得到节能的目。

优选地，所述电机为ISG电机。在该技术方案中，采用ISG电机，可以对堆高机的制动能进行回收，尤其是在长距离刹车时效果更为明显，进一步实现了节能的目的。

优选地，所述液压马达为定量马达，所述离合器为自动离合器。在该技术方案中，采用定量马达，通过调节变频器即可实现液压马达的转速变化，从而调整门架的下降速度，而不需采用变量马达，降低了成本；采用自动离合器，简化了操作，并使得整车的微动性能更好。

优选地，还包括换向阀，所述换向阀使所述举升油缸可选择地与所述液压泵或者所述液压马达连接。在该技术方案中，采用换向阀实现举升油缸的工作和势能的存储，控制方便，可根据工况和需要进行控制，成本低，易于实现。

优选地，所述换向阀为两位四通换向电磁阀。在该技术方案中，两位四通电磁换向阀控制灵活，可以通过控制两位四通电磁阀中电磁铁是否得电而使得两位四通电磁阀处于不同位置。当电磁铁不得电时，两位四通电磁阀处于使得举升油缸与液压泵油路连接的位置；当电磁铁得电时，两位四通电磁阀处于使得举升油缸与液压马达油路连接的位置。因此，可以实现远程控制和自动控制，提高控制精度和控制的灵活性。

优选地，在所述液压马达的入口和油箱之间还设置有溢流阀。该技术方案中，使用溢流阀，可以有效地避免马达中压力过大而产生安全隐患，提高了***的可靠性。

优选地，在所述液压马达的出口处还设置有过滤器。在该技术方案中，可以过滤***中油液内的异物，使门架势能回收***的油液更清洁，延长了***的使用寿命，减少了***的故障。

综上所述，本实用新型将门架下降时的势能以电能的形式进行回收再利用，实现了节能的目的，而且势能的回收与堆高机的行走的驱动采用同轴并联式结构，传动***基本布局不变，对整车的布局改动很小，节约了成本，且在发动机和电机之间设置了离合器，使得整车的微动性能更好。

附图说明

图1是根据实用新型实施例的油电混合动力堆高机的原理示意图。

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。

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，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1是根据实用新型实施例的油电混合动力堆高机的原理示意图。

本实用新型提供的油电混合动力堆高机，包括举升油缸6、液压马达7和发电机8；重物在工作中产生的势能驱动所述举升油缸6产生液压能，所述液压能驱动所述液压马达7，所述液压马达7驱动所述发电机8发电。

在该技术方案中，通过将液压马达7和发电机8连接，可以对门架下降时的势能进行回收再利用，避免了门架下降过程中势能白白消耗而造成浪费，可以降低堆高机的消耗，节约成本。

优选地，还包括变频器9，所述变频器9可调节所述液压马达7的转速。

在该技术方案中，通过变频器9进行调速，可以控制液压马达7的转速从而可以控制门架下降的速度，且取消了传统的节流阀，发热量大幅减小，避免***过热。

优选地，还包括发动机1、离合器2、电机3、变速箱4、电池10和驱动桥12；所述发动机1、离合器2、电机3和变速箱4依此连接，所述变速箱4的输出轴与所述驱动桥12相连，将所述发动机1和/或电机3的动力传递给所述驱动桥12，从而，驱动所述驱动桥12工作；电池10储存发电机8发电产生的电能，并可利用所储存的电能驱动所述电机3。

在该技术方案中，在实现本技术方案的过程中，势能回收与行走驱动采用同轴并联式结构，传动***基本布局不变，电机3和离合器2可以直接串联到原有的发动机1和变速箱4之间，对整车的布局改动很小，节约了成本；而且采用了离合器2，使整车的微动性能更好。

在上述方案中，需要说明的是，本实用新型对储存发电机发电所产生的电能的电能储存元件不作限制，使用其它电能储存元件(如：超级电容)代替电池储存发电机发电所产生的电能，能够起到储存电能并利用储存的电能驱动所述电机3的技术效果，是本领域普通技术人员可以预见的，因此，使用任一种储存电能并能利用电能输出功率的元件，均应该在本实用新型的保护范围之内。

优选地，还包括液压泵5，所述变速箱4与所述液压泵5主轴机械连接，驱动所述液压泵5旋转，所述液压泵5驱动所述举升油缸6。该技术方案中，采用发动机1和电机3共同驱动的变速箱4来驱动液压泵，进而驱动举升油缸6工作，可以重复利用部分能量，进一步得到节能的目。

其中，所述电机3可以是普通电机，也可以为ISG电机。使用普通电机，则不回收制动能，可以简化***的结构，降低成本，而且电池10的电能完全来自门架重力势能的回收，电机3不发电，程序控制更简单；采用ISG电机，可以对制动能进行回收，然后以电能的形式储存在电池10中，尤其是在长距离刹车时效果更为明显，进一步实现了节能的目的。

优选地，所述液压马7达为定量马达，所述离合器2为自动离合器。在该技术方案中，采用定量马达7，通过调节变频器9即可实现液压马达的转速变化，从而调整门架的下降速度，而不需采用变量马达，降低了成本；采用自动离合器，简化了操作，并使得整车的微动性能更好。

优选地，还包括换向阀11；所述换向阀11使举升油缸6可选择地与所述液压泵5或者所述液压马7达连接。在该技术方案中，采用换向阀11实现举升油缸6的工作和势能的存储，控制方便，可根据工况和需要进行控制，成本低，易于实现。

优选地，换向阀11为两位四通换向电磁阀。在该技术方案中，两位四通电磁换向阀控制灵活，而且可以实现远程控制和自动控制，提高控制精度和控制的灵活性。本实施例中，该两位四通电磁换向阀11的工作过程是：电磁铁通电，则两位四通电磁换向阀11左位工作，此时，举升油缸6与液压马达7连通，从而回收门架下降的势能；当电磁铁停止通电，则两位四通电磁换向阀11右位工作，此时，举升油缸6与液压泵5连通，实现举升油缸的正常工作，这种情况下，若电池10控制电机3也工作的话，则变速箱4由电机3和/或发动机1驱动，从而液压泵也就由电机3和/或发动机1驱动，从而可以将回收的门架势能再用于举升油缸6的工作，可节约能源。

优选地，在液压马达7的入口和油箱13之间还设置有溢流阀14。该技术方案中，使用溢流阀14，可以有效地避免液压马达7中压力过大而产生安全隐患，提高了***的可靠性。

优选地，在液压马达7的出口处还设置有过滤器15。在该技术方案中，可以过滤***中油液内的异物，使门架势能回收***的油液更清洁，延长了***的使用寿命，减少了***的故障。

根据上述技术方案，以电机3为ISG电机为例，本实用新型所提供的油电混合动力堆高机的在各个工况实现方式可以具体如下：

ISG电机启动走行模式：启动车时，电池10放电驱动ISG电机3，待整车启动后，发动机1开始做功，继续行走。发动机1尽量保持在最经济工作转速区内，如果能量有多余，则ISG电机3发电并储存在电池10中；

电机助力模式：在需要大扭矩工况(爬坡、快速动车)时，ISG电机3和发动机1同时工作，瞬间达到最大的输出扭矩；

纯电动模式：短距离低速行驶时，离合器2断开，电池10驱动电机3单独工作；

门架势能回收：门架下降时，液压马达7带动发电机8工作，电能储存在电池10中；

制动能回收：长距离刹车时，车的惯性力带动ISG电机3转动，ISG电机3发电并储存在电池10中。

上述以ISG电机为例所描述的堆高机的各种工况，在采用普通电机时，则电机3不发电、没有制动能的回收，仅能够实现门架势能的回收，但是结构和控制程序更简单，可降低成本，其他模式与上述ISG相同，不再赘述。

综上，本实用新型上述将门架下降时的重力势能以电能的形式进行回收再利用，实现了节能的目的，而且势能的回收与行走驱动采用同轴并联式结构，传动***基本布局不变，对整车的布局改动很小，节约了成本。

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 (10)

1.一种油电混合动力堆高机，其特征在于，包括：

包括举升油缸(6)、液压马达(7)和发电机(8)；

重物在工作中产生的势能驱动所述举升油缸(6)产生液压能，所述液压能驱动所述液压马达(7)，所述液压马达(7)驱动所述发电机(8)发电。

2.根据权利要求1所述的油电混合动力堆高机，其特征在于，

还包括变频器(9)，所述变频器可调整所述液压马达(7)的转速。

3.根据权利要求2所述的油电混合动力堆高机，其特征在于，

还包括：发动机(1)、离合器(2)、电机(3)、变速箱(4)和驱动桥(12)、电池(10)；

所述发动机(1)、离合器(2)、电机(3)和变速箱(4)依此连接，所述变速箱(4)的输出轴与所述驱动桥(12)相连，将所述发动机(1)和/或电机(3)的动力传递给所述驱动桥(12)，驱动所述驱动桥(12)工作；

所述电池(10)可储存所述发电机(8)发电产生的电能；

所述电池(10)可驱动所述电机(3)。

4.根据权利要求2所述的油电混合动力堆高机，其特征在于，

还包括液压泵(5)，所述变速箱(4)与所述液压泵(5)主轴机械连接，驱动所述液压泵(5)旋转，所述液压泵(5)驱动所述举升油缸(6)。

5.根据权利要求1至4任一所述的油电混合动力堆高机，其特征在于，

所述电机(3)为ISG电机。

6.根据权利要求3或4所述的油电混合动力堆高机，其特征在于，

所述液压马达(7)为定量马达，所述离合器(2)为自动离合器。

7.根据权利要求4所述的油电混合动力堆高机，其特征在于，

还包括换向阀(11)，所述换向阀(11)使所述举升油缸(6)可选择地与所述液压泵(5)或者所述液压马达(7)连接。

8.根据权利要求7所述的油电混合动力堆高机，其特征在于，

所述换向阀(11)为两位四通换向电磁阀。

9.根据权利要求7所述的油电混合动力堆高机，其特征在于，

在所述液压马达(7)的入口和油箱(13)之间还设置有溢流阀(14)。

10.根据权利要求7所述的油电混合动力堆高机，其特征在于，

在所述液压马达(7)的出口处还设置有过滤器(15)。

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