CN215793204U - 一种适用于工程机械的增程行驶、并联作业动力*** - Google Patents

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李海海
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Abstract

本实用新型提供一种适用于工程机械的增程行驶、并联作业动力***，包括上装作业***和行车***，上装作业***包括发动机、第一离合器、上装电机、液压泵和作业装置，上装电机内集成有第二离合器；行车***包括动力电池以及依次连接的第一电机控制器、行驶电机、变速箱和车桥；上装作业***电机通过第二电机控制器连接到动力电池，行车***电机通过第一电机控制器连接到动力电池；上装作业***具有并联作业模式以及单一作业模式；行车***具有增程行驶模式。本实用新型降低了工程车辆的油耗，降低了发动机的尾气排放后处理成本，缩小了***体积。

Description

一种适用于工程机械的增程行驶、并联作业动力***
技术领域
本实用新型属于工程车辆技术领域，具体涉及一种适用于工程机械的增程行驶、并联作业动力***。
背景技术
传统工程机械车辆行驶和作业需要两套动力源，通常采用两台发动机实现，一台用于底盘行驶，一台用于上装作业。而采用两台发动机，工程机械油耗量较大，用户的节油述求非常强烈；同时，发动机的尾气排放后处理成本高，后处理***体积增大，布置比较困难。
而如果行驶和作业均采用纯电方案，必须搭载较多的电池，存在电池成本高，作业电机功率大，自身搭载的电池无法满足长时间作业，而外部电源容易受到限制等问题，不太适合工程机械使用场景。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种适用于工程机械的增程行驶、并联作业动力***以解决以上问题。
本实用新型提供了如下的技术方案：
一种适用于工程机械的增程行驶、并联作业动力***，包括上装作业***和行车***；
所述上装作业***包括依次连接的发动机、第一离合器、上装电机、液压泵和作业装置，所述上装电机内集成有第二离合器；
所述行车***包括动力电池以及依次连接的第一电机控制器、行驶电机、变速箱和车桥；
所述上装作业***的上装电机通过第二电机控制器连接到动力电池，行车***的行驶电机通过第一电机控制器连接到动力电池；
所述上装作业***具有由所述发动机和所述上装电机并联驱动液压泵的并联作业模式、以及由所述发动机或者上装电机单独驱动液压泵的单一作业模式；所述上装电机还具有发电模式，所述发电模式为：所述发动机驱动所述上装电机发电，使所述上装电机为动力电池供电；
所述行车***具有增程行驶模式，该增程行驶模式为：所述发动机与所述上装电机连接成增程器后与所述第二电机控制器依次连接，为所述行驶电机发电。
优选的，所述行车***还包括充电机，所述充电机由供电网接入后与所述动力电池并联，所述充电机可为所述动力电池和/或所述上装电机供电。
优选的，所述上装***还包括第三离合器，所述第三离合器安装于所述上装电机与所述液压泵之间。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的行车***取消了发动机，采用电机驱动，降低了油耗，降低了发动机的尾气排放后处理成本，缩小了***体积。
上装作业***由发动机耦合上装电机，在工程车辆行驶时，发动机和电机构成增程器，为行车***的行驶电机供电，驱动车辆行驶；当工程车辆作业时，发动机和电机构成并联混动***，驱动液压泵作用于作业装置，实现工程作业。本***取代了行驶和作业均采用纯电的方案，搭载的电池数量少，可满足长时间作业，不易受电网限制，适合工程机械使用场景。
行车***包括动力电池以及依次连接的第一电机控制器、行驶电机、变速箱和车桥。上装作业***发动机、上装电机、第二电机控制器构成增程器与动力电池连接。车辆增程行驶时，增程器根据动力电池SOC状态等参数，按整车功率请求进行发电，满足行驶需求。
本实用新型的上装作业***包括依次连接的发动机、第一离合器、上装电机、液压泵和作业装置，上装电机内集成有第二离合器。上装作业***具有并联作业模式和单一作业模式。
并联作业模式和单一作业模式下，第三离合器处于接合状态。
并联作业模式中，第一离合器和第二离合器均处于接合状态，发动机与上装电机共同驱动液压泵。再一种情况为，上装电机处于发电模式，发动机的部分动力用于驱动液压泵，另一部分驱动上装电机发电，进而给动力电池充电。
单一作业模式中的一种情况为，第一离合器和第二离合器分别处于分离状态和接合状态，发动机停机，上装电机由动力电池供电而处于电动模式，由上装电机单独驱动液压泵；另一种情况为，第一离合器和第二离合器分别处于接合状态和分离状态，上装电机不工作，上装电动机单独驱动液压泵。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型的结构示意图；
图中标记为：1.发动机；2.第一离合器；3.上装电机；4.第三离合器；5.液压泵；6.作业装置；7.第二离合器；8.动力电池；9.第一电机控制器；10.行驶电机；11.变速箱；12.车桥；13.第二电机控制器；14.充电机。
具体实施方式
如图1所示，一种适用于工程机械的增程行驶、并联作业动力***，包括上装作业***和行车***。本***由发动机1耦合上装电机3，在工程车辆行驶时，发动机1和上装电机3构成增程器，为行车***的行驶电机供电，驱动车辆行驶；当工程车辆作业时，发动机1和上装电机3构成并联混动***，驱动液压泵5作用于作业装置，实现工程作业。
具体地，上装作业***包括依次连接的发动机1、第一离合器2、上装电机3、第三离合器4、液压泵5和作业装置6，上装电机3内集成有第二离合器7。
行车***包括动力电池8以及依次连接的第一电机控制器9、行驶电机10、变速箱11和车桥12。
行车***还包括充电机14，供电网连接充电机14，充电机14与动力电池8并联，充电机14可为动力电池8和/或上装电机3供电。
上装作业***具有由发动机1和上装电机3并联驱动液压泵的并联作业模式、以及由发动机1或者上装电机3单独驱动液压泵的单一作业模式；上装电机3还具有并联发电模式，并联发电模式为：发动机1同时驱动液压泵5、且驱动上装电机3发电，使上装电机3为动力电池8充电；
行车***具有增程行驶模式，该增程行驶模式为：发动机1与上装电机3连接成增程器后与第二电机控制器13连接，为行驶电机10发电。
本实施例中各模式之间的切换由控制第一离合器2、第二离合器7、第三离合器4的状态以及控制第一电机控制器9和第二电机控制器13的工作模式来实施。
上装作业***根据上装电机3空载损耗确定是否配置第二离合器7，如果上装电机3的空载损耗较小，可取消第二离合器7。上装作业***根据液压泵5的空载损耗确定是否配置第三离合器4，如果液压泵5的空载损耗较小，可取消第三离合器4。
下面介绍本***的工作原理。
1.行驶工况下：
第一离合器2和第二离合器7均处于接合状态，第三离合器4处于分离状态。发动机1与上装电机3构成增程器，增程器依次通过第二电机控制器13、第一电机控制器9连接到行驶电机10，驱动行驶电机10运转而驱动车辆行驶。增程器根据动力电池SOC状态等参数，按整车功率请求进行发电，满足行驶需求。
2.作业工况下：
第三离合器4一直处于接合状态；
2.1当不可连接外部供电网时
a)第一离合器2和第二离合器7均处于接合状态，上装电机3处于电动模式，发动机1与上装电机3共同驱动液压泵5，上装电机3的电力来源于动力电池8；
b)第一离合器2和第二离合器7均处于接合状态，上装电机3处于发电模式，发动机1的部分动力用于驱动液压泵5，另一部分动力驱动上装电机3发电，进而为动力电池8充电；
c)第一离合器2处于分离状态，第二离合器7处于接合状态，发动机1停机，上装电机3处于电动模式，上装电机3单独驱动液压泵5，上装电机3的电力来源于动力电池8；
d)第一离合器2处于接合状态，第二离合器7处于分离状态，上装电机3不工作，发动机1单独驱动液压泵5。
2.2当可以接外部供电网时
a)第一离合器2和第二离合器7均处于接合状态，上装电机3处于电动模式，发动机1与上装电机3共同驱动液压泵5，上装电机3的电力来源于外部供电网；
b)第一离合器2处于分离状态，第二离合器7处于接合状态，发动机1停机，上装电机3处于电动模式，上装电机3单独驱动液压泵5，上装电机3的电力来源于外部供电网；
c)第一离合器2处于分离状态，第二离合器7处于接合状态，发动机1停机，上装电机3处于电动模式，上装电机3单独驱动液压泵5，上装电机3的电力优先使用充电机的(即来源于外部供电网)，不足部分由动力电池8补充；
d)第一离合器2处于分离状态，第二离合器7处于接合状态，发动机1停机，上装电机3处于电动模式，上装电机3单独驱动液压泵5，上装电机3的电力来源于充电机14(即来源于外部供电网)，同时外部电网通过充电机14为动力电池充电。
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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。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 (3)

1.一种适用于工程机械的增程行驶、并联作业动力***，包括上装作业***和行车***，其特征在于，
所述上装作业***包括依次连接的发动机、第一离合器、上装电机、液压泵和作业装置，所述上装电机内集成有第二离合器；
所述行车***包括动力电池以及依次连接的第一电机控制器、行驶电机、变速箱和车桥；
所述上装作业***的上装电机通过第二电机控制器连接到动力电池，行车***的行驶电机通过第一电机控制器连接到动力电池；
所述上装作业***具有由所述发动机和所述上装电机并联驱动液压泵的并联作业模式、以及由所述发动机或者上装电机单独驱动液压泵的单一作业模式；所述上装电机还具有发电模式，所述发电模式为：所述发动机驱动所述上装电机发电，使所述上装电机为动力电池供电；
所述行车***具有增程行驶模式，该增程行驶模式为：所述发动机与所述上装电机、第二电机控制器连接成增程器后，为所述行车***发电。
2.根据权利要求1所述的适用于工程机械的增程行驶、并联作业动力***，其特征在于，所述行车***还包括充电机，所述充电机接入供电网后与所述动力电池并联，所述充电机可为所述动力电池和/或所述上装电机供电。
3.根据权利要求1所述的适用于工程机械的增程行驶、并联作业动力***，其特征在于，所述上装***还包括第三离合器，所述第三离合器安装于所述上装电机与所述液压泵之间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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