JP7508731B2 - 液冷式電動フォークリフトの一体化動力システム - Google Patents

Description

本発明は、電動工業車両の技術分野に関し、具体的には液冷式電動フォークリフトの一体化動力システムに関する。

中国の工業車両市場の成長する余地は大きく、特に電動フォークリフト市場は巨大なポテンシャルを持っている。経済の持続的発展に伴い、電動フォークリフトの駆動及び液圧動力システムに対する要求がさらに高くなっている。

従来の電動フォークリフト駆動及び液圧動力システムの技術手段は単一で、駆動モータと前車軸減速機とを用いて走行動力ユニットをなし、オイルポンプモータとオイルポンプとを用いて液圧動力ユニットをなし、駆動モータコントローラ及びオイルポンプモータコントローラを分けて配置し、モータコントローラユニットをなすことがほとんどである。その動力システム全体は、広範囲に分散して配置する方法を採用し、走行動力ユニットが車体の前車軸に配置され、液圧動力ユニットが車体の中部又は後部に配置され、モータコントローラユニットが車体の中部又は後部に配置される。当該システムの走行動力ユニット及び液圧動力ユニットは、いずれもモータコントローラユニットとの距離が遠く、接続ケーブルが長く、車両全体の組み立てに不利である。長いケーブルにより、コストが増加し、電気エネルギーの使用効率に影響を及ぼし、最終的に、車両全体のエネルギー消費が大幅に増加することになる。駆動及び液圧動力システムが広範囲に分散して配置される状態では、その放熱方法も比較的複雑で効率が低い。ユニットごとに、単独に冷却又は放熱を行う必要がある。しかも、その多くは自然熱伝導放熱又は強制空冷放熱であるため、構造が複雑で、放熱効果が薄く、コストが大幅に増加する。

以上から、システムのコストを下げ、システムの効率を向上させるように、電動フォークリフトの駆動及び液圧動力システムは、構造が高度に一体化され、集中的な配置及び効果的な放熱を実現できる一体化動力システムが求められていることが明らかである。

上記の技術的問題を克服するために、本発明は、液冷式電動フォークリフトの一体化動力システムを提供することを目的とする。

本発明の目的は、以下の技術的解決手段によって実現される。

液冷式電動フォークリフトの一体化動力システムは、一体型伝動ギアボックスと、駆動モータと、オイルポンプモータと、一体型モータコントローラと、オイルポンプと、車両全体コントローラとを含んでいる。

前記一体型伝動ギアボックスは、駆動モータ伝動機構とオイルポンプモータ伝動機構とを含んでいる。一体型伝動ギアボックスの内部に配置された前記駆動モータ伝動機構は、複数組の平行に配置された歯車軸を含んでいる。各組の歯車軸における、対となる歯車が互いに噛合し、第一段入力歯車軸に第１のスプラインが設けられており、第１の出力歯車軸に差動装置が配置されている。前記駆動モータ伝動機構の各歯車軸はいずれも軸受を介して一体型伝動ギアボックスの筐体に配置されている。一体型伝動ギアボックスの内部に配置された前記オイルポンプモータ伝動機構は、複数組の平行に配置された歯車軸を含み、各組の歯車軸における、対となる歯車が互いに噛合し、第一段入力歯車軸と最終段出力歯車軸に第２のスプラインと第３のスプラインがそれぞれ設けられている。前記オイルポンプモータ伝動機構の各歯車軸はいずれも軸受を介して一体型伝動ギアボックスの筐体に配置されている。

前記駆動モータは駆動モータの後部カバーにある取付ボルトを介して一体型伝動ギアボックスの側面に固定されており、前記駆動モータの出力軸がスプラインを介して前記駆動モータ伝動機構における第一段入力歯車軸の第１のスプラインに連結されている。

前記オイルポンプモータはオイルポンプモータの後部カバーにある取付ボルトを介して一体型伝動ギアボックスの側面に固定され、前記オイルポンプモータの出力軸がスプラインを介して前記オイルポンプモータ伝動機構における第一段入力歯車軸の第２のスプラインに連結されている。

前記一体型モータコントローラは、駆動モータ、オイルポンプモータ及び一体型伝動ギアボックスの上部に固定して取り付けられている。

前記オイルポンプは一体型伝動ギアボックスの側面に固定して取り付けられ、前記オイルポンプの入力軸は、スプラインを介して前記オイルポンプモータ伝動機構における最終段出力歯車軸の第３のスプラインに連結されている。

一体型モータコントローラの上部カバーに固定して取り付けられた前記車両全体コントローラは、ワイヤーハーネスによって一体型モータコントローラに電気的に接続されている。前記車両全体コントローラは、フォークリフトの各作動信号並びに動力組電池状態及び要求信号を受信することによって、前記一体化動力システムを協調制御する。具体的な制御方法は以下の通りである。

第１工程：前記車両全体コントローラが、フォークリフト駆動需要信号及び液圧作動需要信号、並びに組電池管理システムの状態及び要求信号からの情報を受け取る。駆動需要信号は、アクセルペダル信号、ブレーキペダル信号及びギアスイッチ信号の情報を含んでいる。液圧作動需要信号は、持上電位差計信号、傾斜スイッチ信号及び関連属具信号の情報を含んでいる。組電池管理システムの状態及び要求信号は、組電池の電池状態情報、温度情報、電流電圧情報及び放電率許容情報のバス情報を含んでいる。
第２工程：前記車両全体コントローラが、前記フォークリフト駆動需要信号及び液圧作動需要信号、並びに組電池管理システムの状態及び要求信号からの情報を処理する。優先的に、前記組電池管理システムの状態及び要求信号の情報に基づいて、受け取った前記フォークリフト駆動需要信号及び液圧作動需要信号の情報を処理する。需要に応じて、量によって、駆動及び液圧動力システムに必要な動力を提供する。前記車両全体コントローラは、フォークリフトの運行及び作業状態に基づき、低圧電源及び制御ワイヤーハーネスによって、一体型モータコントローラに対し駆動制御指令及び液圧制御指令をそれぞれ出力し、駆動モータコントローラとオイルポンプモータコントローラを協調制御し、電流を出力する。
第３工程：前記駆動モータコントローラは、一体型モータコントローラの筐体の内部に設けられている、駆動モータと駆動モータコントローラとの間の高圧接続及び低圧接続によって、駆動モータを制御する。前記オイルポンプモータコントローラは、一体型モータコントローラの筐体の内部に設けられている、オイルポンプモータとオイルポンプモータコントローラとの間の高圧接続及び低圧接続によって、オイルポンプモータを制御する。前記駆動モータの動力は、駆動モータ伝動機構によって外向きに駆動動力を出力する。前記オイルポンプモータの動力は、オイルポンプモータ伝動機構によってオイルポンプまで出力され、前記オイルポンプが高圧油源を液圧作動システムまで出力する。電動フォークリフトの駆動運行及び液圧方向転換並びに電動フォークリフトの各種の液圧伝動の実行作動を最終的に実現する。

さらに、本発明の解決手段として、一体型モータコントローラは、駆動モータコントローラとオイルポンプモータコントローラとを含んでいる。前記駆動モータコントローラの三相結線部と前記駆動モータの後部カバーにある三相結線部とが、一体型モータコントローラの筐体の内部において銅ブスバーによって直接接続されている。前記駆動モータコントローラの低圧信号結線部と前記駆動モータの後部カバーにある低圧信号結線部とが、一体型モータコントローラの筐体の内部においてプラグインコネクタによって直接接続されている。前記オイルポンプモータコントローラの三相結線部と前記オイルポンプモータの後部カバーにある三相結線部とが、一体型モータコントローラの筐体の内部において銅ブスバーによって直接接続されている。前記オイルポンプモータコントローラの低圧信号結線部と前記オイルポンプモータの後部カバーにある低圧信号結線部とが、一体型モータコントローラの筐体の内部においてプラグインコネクタによって直接接続されている。

さらに、本発明の解決手段として、前記駆動モータの筐体の内部に第１の放熱水路が設けられ、駆動モータの後部カバーに第１の放熱水路の第１の入水口及び第１の出水口が設けられている。前記オイルポンプモータの筐体の内部に第２の放熱水路が設けられ、オイルポンプモータの後部カバーに第２の放熱水路の第２の出水口が設けられ、オイルポンプモータの前部カバーに第２の放熱水路の第２の入水口が設けられている。前記一体型モータコントローラの底部に第３の放熱水路が設けられ、一体型モータコントローラの一側に第３の放熱水路の第３の入水口及び第３の出水口が設けられている。前記一体型モータコントローラの一側の第３の出水口と前記オイルポンプモータの前部カバーにある第２の入水口とが第１の放熱管路によって接続され、前記オイルポンプモータの後部カバーにある第２の出水口と前記駆動モータの後部カバーにある第１の入水口とが第２の放熱管路によって接続されている。前記一体型モータコントローラの一側の第３の入水口と外部冷却システムの出水口とが第３の放熱管路によって接続されている。前記駆動モータの後部カバーにある第１の出水口と外部冷却システムの入水口とが第４の放熱管路によって接続されている。

さらに、本発明の解決手段として、前記駆動モータ伝動機構は、平行に配置されている、第１の入力軸と第２の軸と第３の軸と第１の出力軸とを含んでいる。前記第１の入力軸、第２の軸、第３の軸及び第１の出力軸は、いずれも軸受を介して一体型伝動ギアボックスの筐体に固定して取り付けられている。前記第１の入力軸に入力軸歯車が固定して連結され、第２の軸に１段減速被動歯車及び２段減速主動歯車が固定して連結され、第３の軸に２段減速被動歯車及び３段減速主動歯車が固定して連結され、第１の出力軸に第１の出力歯車軸が固定して連結されている。前記入力軸歯車と１段減速被動歯車とは動力が伝わるように噛合し、２段減速主動歯車と２段減速被動歯車とは動力が伝わるように噛合し、３段減速主動歯車と第１の出力歯車軸上歯車とは動力が伝わるように噛合している。前記第１の入力軸に第１のスプラインが設けられており、第１の出力軸に差動装置が配置されている。

さらに、本発明の解決手段として、前記オイルポンプモータ伝動機構は、平行に配置されている、第２の入力軸と第２の出力軸とを含んでいる。前記第２の入力軸及び第２の出力軸は、いずれも軸受を介して一体型伝動ギアボックスの筐体に固定して取り付けられている。前記第２の入力軸に入力軸歯車が固定して連結され、第２の出力軸に出力軸歯車が固定して連結されている。前記入力軸歯車と出力軸歯車とは動力が伝わるように噛合する。前記第２の入力軸と第２の出力軸に第２のスプラインと第３のスプラインがそれぞれ設けられている。

さらに、本発明の解決手段として、前記一体型モータコントローラに直流高圧正負極コネクタと低圧制御信号の信号コネクタとが配置されている。前記一体型モータコントロー
ラの上部カバーに検査修理取り外し蓋板が配置され、検査修理取り外し蓋板の下に蓋開けスイッチが配置されている。

さらに、本発明の解決手段として、前記一体型伝動ギアボックスに、フォークリフト駆動アクスルハウジングに連結されている取付フランジ、並びにフォークリフトの車体に連結されている、二種類の取り付けて固定することを補助する第１のボルト孔及び第２のボルト孔が設けられている。

さらに、本発明の解決手段として、液冷式電動フォークリフトの一体化動力システムの制御方法は、以下の工程を含む。

第１工程：車両全体コントローラが、フォークリフト駆動需要信号及び液圧作動需要信号、並びに組電池管理システムの状態及び要求信号などからの情報を受け取る。駆動需要信号は、アクセルペダル信号、ブレーキペダル信号及びギアスイッチ信号などの情報を含んでいる。液圧作動需要信号は、持上電位差計信号、傾斜スイッチ信号及び関連属具信号などの情報を含んでいる。組電池管理システムの状態及び要求信号は、組電池の電池状態情報、温度情報、電流電圧情報及び放電率許容情報などのバス情報を含んでいる。
第２工程：前記車両全体コントローラが、前記フォークリフト駆動需要信号及び液圧作動需要信号、並びに組電池管理システムの状態及び要求信号などからの情報を処理する。優先的に、前記組電池管理システムの状態及び要求信号などの情報に基づいて、受け取った前記フォークリフト駆動需要信号及び液圧作動需要信号の情報を処理する。需要に応じて、量によって、駆動及び液圧動力システムに必要な動力を提供する。前記車両全体コントローラは、フォークリフトの運行及び作業状態に基づき、低圧電源及び制御ワイヤーハーネスによって、一体型モータコントローラに対し駆動制御指令及び液圧制御指令をそれぞれ出力し、駆動モータコントローラとオイルポンプモータコントローラを協調制御し、電流を出力する。
第３工程：前記駆動モータコントローラは、一体型モータコントローラの筐体の内部に設けられている、駆動モータと駆動モータコントローラとの間の高圧接続及び低圧接続によって、駆動モータを制御する。前記オイルポンプモータコントローラは、一体型モータコントローラの筐体の内部に設けられている、オイルポンプモータとオイルポンプモータコントローラとの間の高圧接続及び低圧接続によって、オイルポンプモータを制御する。前記駆動モータの動力は、駆動モータ伝動機構によって外向きに駆動動力を出力する。前記オイルポンプモータの動力は、オイルポンプモータ伝動機構によってオイルポンプまで出力され、前記オイルポンプが高圧油源を液圧作動システムまで出力する。電動フォークリフトの駆動運行及び液圧方向転換並びに電動フォークリフトの各種の液圧伝動の実行作動を最終的に実現する。

本発明の有益な効果は下記の通りである。

本発明は、電動フォークリフトの動力システムを高度に一体化し、配置をコンパクトにし、構造上において全体を１つのまとまったものとして完全に一体化する。分散して配置する必要がなくなり、構造が簡単で、車両全体の組み立てが便利になり、動力システムの一体化度及び信頼性を大幅に向上させる。

本発明によって、電動フォークリフトの駆動及び液圧一体化動力システムからモータとモータコントローラとの間の外部接続ケーブルが完全に省かれる。ケーブルの長さを大幅に短くしたことにより、組立て及び取付けの工程が少なくなると同時に、長過ぎるケーブルによって発生する抵抗を減らし、動力システムの運行効率が向上する。これと同時に、外部接続ケーブルを省くことによって、車両全体の絶縁安全及び電気安全の性能を上げ、電動フォークリフトの安全に作業できる時間を延長できる。

本発明は、一体型直列接続水路が設けられた液冷放熱形式を採用し、モータ及びモータコントローラを強制的に液冷放熱させ、電動フォークリフトの駆動及び液圧一体動力システムの温度上昇を大幅に低下させる。これにより、一体化動力システムの信頼性を向上させ、使用寿命を延長し、さらに厳しい電動フォークリフトの使用要求を満たせる。

以下、図面と併せて本発明についてさらに説明する。
図１は本発明における液冷式電動フォークリフトの一体化動力システムの全体構造である。 図２は本発明における液冷式電動フォークリフトの一体化動力システムの全体概略図である。 図３は本発明における液冷式電動フォークリフトの一体化動力システムの全体底面図である。 図４は本発明における液冷式電動フォークリフトの一体化動力システムの全体側面図である。 図５は本発明における一体型伝動ギアボックスの構造概略図である。 図６は本発明における駆動モータ伝動機構の構造概略図である。 図７は本発明におけるオイルポンプモータ伝動機構の構造概略図である。 図８は本発明の制御実行概略図である。

以下、本発明の実施形態の図面と併せて、本発明の実施形態における技術的解決手段について、明確且つ全面的に説明する。記載される実施形態が本発明の実施形態の一部にすぎず、すべての実施形態ではないことは明らかである。本発明の実施形態に基づいて、当業者が創造的な労働をしていない前提で得た他の実施形態はすべて本発明の保護範囲に属する。

図１－８に示すように、液冷式電動フォークリフトの一体化動力システム及びその制御方法は、一体型伝動ギアボックス１と、駆動モータ９と、オイルポンプモータ６と、一体型モータコントローラ１３と、オイルポンプ１１と、車両全体コントローラ２とを含んでいる。

一体型伝動ギアボックス１は、駆動モータ伝動機構１０００とオイルポンプモータ伝動機構１１００とを含んでいる。一体型伝動ギアボックス１の内部に配置されている駆動モータ伝動機構１０００は、複数組の平行に配置されている歯車軸を含んでいる。各組の歯車軸における対となる歯車が互いに噛合しており、第１の第一段入力歯車軸１００３に第１のスプライン１００１が設けられており、第１の出力歯車軸１００９に差動装置１００８が配置されている。駆動モータ伝動機構１０００の各歯車軸はいずれも軸受を介して一体型伝動ギアボックス１の筐体１１１０に配置されている。一体型伝動ギアボックス１の内部に配置されているオイルポンプモータ伝動機構１１００は、複数組の平行に配置されている歯車軸を含み、各組の歯車軸における対となる歯車が互いに噛合しており、第２の第一段入力歯車軸１１０３と第２の最終段出力歯車軸１１０４に第２のスプライン１１０１と第３のスプライン１１０５がそれぞれ設けられている。オイルポンプモータ伝動機構１１００の各歯車軸は、いずれも軸受を介して一体型伝動ギアボックス１の筐体１１１０に配置されている

駆動モータ９は駆動モータの後部カバーにある取付ボルトを介して一体型伝動ギアボックス１の側面に固定されており、駆動モータ９の出力軸がスプラインを介し駆動モータ伝動機構１０００における第１の第一段入力歯車軸１００３の第１のスプライン１００１に
連結されている。

オイルポンプモータ６はオイルポンプモータの後部カバーにある取付ボルトを介して一体型伝動ギアボックス１の側面に固定されており、オイルポンプモータ６の出力軸がスプラインを介してオイルポンプモータ伝動機構１１００における第２の第一段入力歯車軸１１０３の第２のスプライン１１０１に連結されている。

一体型モータコントローラ１３は、駆動モータ９、オイルポンプモータ６及び一体型伝動ギアボックス１の上部に固定して取り付けられている。

オイルポンプ１１は、一体型伝動ギアボックス１の側面に固定して取り付けられており、オイルポンプ１１の入力軸は、スプラインを介してオイルポンプモータ伝動機構１１００における第２の最終段出力歯車軸１１０４の第３のスプライン１１０５に連結されている。

一体型モータコントローラ１３の上部カバーに固定して取り付けられた車両全体コントローラ２は、ワイヤーハーネスによって一体型モータコントローラ１３に電気的に接続されている。車両全体コントローラ２は、フォークリフトの各作動信号並びに動力組電池状態及び要求信号を受信することによって、前記一体型動力システムを協調制御する。具体的な制御方法は以下の通りである。

第１工程：車両全体コントローラ２が、フォークリフト駆動需要信号３００及び液圧作動需要信号３０１、並びに組電池管理システムの状態及び要求信号３０２などからの情報を受け取る。駆動需要信号３００は、アクセルペダル信号、ブレーキペダル信号及びギアスイッチ信号などの情報を含んでいる。液圧作動需要信号３０１は、持上電位差計信号、傾斜スイッチ信号及び関連属具信号などの情報を含んでいる。組電池管理システムの状態及び要求信号３０２は、組電池の電池状態情報、温度情報、電流電圧情報及び放電率許容情報などのバス情報を含んでいる。
第２工程：車両全体コントローラ２が、フォークリフト駆動需要信号３００及び液圧作動需要信号３０１、並びに組電池管理システムの状態及び要求信号３０２などからの情報を処理する。優先的に、前記組電池管理システムの状態及び要求信号３０２などの情報に基づいて、受け取ったフォークリフト駆動需要信号３００及び液圧作動需要信号３０１の情報を処理する。需要に応じて、量によって、駆動及び液圧動力システムに必要な動力を提供する。車両全体コントローラ２は、フォークリフトの運行及び作業状態に基づき、低圧電源及び制御ワイヤーハーネスによって、一体型モータコントローラ１３に対し駆動制御指令及び液圧制御指令をそれぞれ出力し、駆動モータコントローラとオイルポンプモータコントローラを協調制御し、電流を出力する。
第３工程：前記駆動モータコントローラは、一体型モータコントローラ１３の筐体の内部に設けられている、駆動モータ９と駆動モータコントローラとの間の高圧接続及び低圧接続によって、駆動モータ９を制御する。前記オイルポンプモータコントローラは、一体型モータコントローラ１３の筐体の内部に設けられている、オイルポンプモータ６とオイルポンプモータコントローラとの間の高圧接続及び低圧接続によって、オイルポンプモータ６を制御する。駆動モータ９の動力は、駆動モータ伝動機構１０００によって外向きに駆動動力を出力する。オイルポンプモータ６の動力は、オイルポンプモータ伝動機構１１００によってオイルポンプ１１まで出力され、オイルポンプ１１が高圧油源を液圧作動システムまで出力する。電動フォークリフトの駆動運行及び液圧方向転換並びに電動フォークリフトの各種の液圧伝動の実行作動を最終的に実現する。

一体型モータコントローラ１３は、駆動モータコントローラ９１とオイルポンプモータコントローラ６１とを含んでいる。駆動モータコントローラ９１の三相結線部と駆動モー
タ９の後部カバーにある三相結線部とが、一体型モータコントローラ１３の筐体の内部において銅ブスバーによって直接接続されている。駆動モータコントローラ９１の低圧信号結線部と駆動モータ９の後部カバーにある低圧信号結線部とが、一体型モータコントローラ１３の筐体の内部においてプラグインコネクタによって直接接続されている。オイルポンプモータコントローラ６１の三相結線部とオイルポンプモータ６の後部カバーにある三相結線部とが、一体型モータコントローラ１３の筐体の内部において銅ブスバーによって直接接続されている。オイルポンプモータコントローラ６１の低圧信号結線部とオイルポンプモータ６の後部カバーにある低圧信号結線部とが、一体型モータコントローラ１３の筐体の内部においてプラグインコネクタによって直接接続されている。

駆動モータ９の筐体の内部に第１の放熱水路が設けられ、駆動モータ９の後部カバーに第１の放熱水路の第１の入水口８０及び第１の出水口８が設けられている。オイルポンプモータ６の筐体の内部に第２の放熱水路が設けられ、オイルポンプモータ６の後部カバーに第２の放熱水路の第２の出水口６０が設けられ、オイルポンプモータ６の前部カバーに第２の放熱水路の第２の入水口６１が設けられている。一体型モータコントローラ１３の底部に第３の放熱水路が設けられ、一体型モータコントローラ１３の一側に第３の放熱水路の第３の入水口１２及び第３の出水口１２０が設けられている。一体型モータコントローラ１３の一側の第３の出水口１２０とオイルポンプモータ６の前部カバーにある第２の入水口６１とが第１の放熱管路５によって接続され、オイルポンプモータ６の後部カバーにある第２の出水口６０と駆動モータ９の後部カバーにある第１の入水口８０とが第２の放熱管路７によって接続されている。一体型モータコントローラ１３の一側の第３の入水口１２と外部冷却システムの出水口とが第３の放熱管路によって接続されている。駆動モータ９の後部カバーにある第１の出水口８と外部冷却システムの入水口とが第４の放熱管路によって接続されている。これによって、モータとモータコントローラとが放熱水路に直列接続されているサイクルが形成される。

駆動モータ伝動機構１０００は、平行に配置されている、第１の入力歯車軸１００３と第２の軸１００５と第３の軸１００６と第１の出力軸とを含んでいる。第１の入力軸１００３、第２の軸１００５、第３の軸１００６及び第１の出力軸は、いずれも軸受を介して一体型伝動ギアボックス１の筐体１１１０に固定して取り付けられている。第１の入力歯車軸１００３に入力軸歯車１００２が固定して連結され、第２の軸１００５に１段減速被動歯車１００４及び２段減速主動歯車１０１１が固定して連結され、第３の軸１００６に２段減速被動歯車１００７及び３段減速主動歯車１０１０が固定して連結され、第１の出力軸に第１の出力歯車軸１００９が固定して連結されている。入力軸歯車１００２と１段減速被動歯車１００４とは動力が伝わるように噛合し、２段減速主動歯車１０１１と２段減速被動歯車１００７とは動力が伝わるように噛合し、３段減速主動歯車１０１０と第１の出力歯車軸１００９上歯車とは動力が伝わるように噛合している。第１の入力歯車軸１００３に第１のスプライン１００１が設けられており、第１の出力軸に差動装置１００８が配置されている。オイルポンプモータ伝動機構１１００は、平行に配置されている第２の入力歯車軸１１０３及び第２の出力歯車軸１１０４を含んでいる。第２の入力歯車軸１１０３及び第２の出力歯車軸１１０４は、いずれも軸受を介して一体型伝動ギアボックス１の筐体１１１０に固定して取り付けられている。第２の入力歯車軸１１０３に入力軸歯車１１０２が固定して連結されており、第２の出力歯車軸１１０４に出力軸歯車１１０６が固定して連結されている。入力軸歯車１１０２と出力軸歯車１１０６とは動力が伝わるように噛合する。第２の入力歯車軸１１０３と第２の出力歯車軸１１０４に第２のスプライン１１０１と第３のスプライン１１０５がそれぞれ設けられている。駆動モータ伝動機構１０００の入力軸の第１のスプライン１００１とオイルポンプモータ伝動機構１１００の入力軸の第２のスプライン１１０１は、一体型伝動ギアボックス１の動力入力接続口とされている。駆動モータ伝動機構１０００の出力軸にある差動装置１００８は一体型伝動ギアボックス１の駆動動力出力接続口とされている。オイルポンプモータ伝動機構１１００の出力軸の第３のスプライン１１０５は一体型伝動ギアボックス１の液圧動力出力接続口とされている。

一体型モータコントローラ１３には、直流高圧正負極コネクタ３と低圧制御信号の信号コネクタ４とが配置されている。一体型モータコントローラ１３の上部カバーに検査修理取り外し蓋板１０が配置されており、検査修理取り外し蓋板１０の下に蓋開けスイッチが配置されている。検査修理取り外し蓋板１０を開けると、三相ワイヤーハーネス接続ボルトと低圧制御ワイヤーハーネスコネクタを簡単に取り外すだけで、一体型モータコントローラ１３を駆動モータ９及びオイルポンプモータ６と分離することができるので、取り外ししやすい。それと同時に、検査修理取り外し蓋板１０の下に配置されている蓋開けスイッチは、帯電操作時にシステム高圧を遮断でき、操作時の電気的安全を保証する。

一体型伝動ギアボックス１に、フォークリフト駆動アクスルハウジングに連結されている取付フランジ１０１、並びにフォークリフトの車体に連結されている、二種類の取り付けて固定することを補助する第１のボルト孔１０２及び第２のボルト孔１０３が設けられている。フォークリフトの車体に連結されている、二種類の取り付けて固定することを補助する第１のボルト孔１０２及び第２のボルト孔１０３は、フォークリフトの実際の取付け状態によっていずれかを選んでよい。これにより、前記一体型動力システムの取付け適応性が向上する。

液冷式電動フォークリフトの一体化動力システムの制御方法は、以下の工程を含む。

第１工程：車両全体コントローラ２が、フォークリフト駆動需要信号３００及び液圧作動需要信号３０１、並びに組電池管理システムの状態及び要求信号３０２などからの情報を受け取る。駆動需要信号３００は、アクセルペダル信号、ブレーキペダル信号及びギアスイッチ信号などの情報を含んでいる。液圧作動需要信号３０１は、持上電位差計信号、傾斜スイッチ信号及び関連属具信号などの情報を含んでいる。組電池管理システムの状態及び要求信号３０２は、組電池の電池状態情報、温度情報、電流電圧情報及び放電率許容情報などのバス情報を含んでいる。
第２工程：車両全体コントローラ２が、フォークリフト駆動需要信号３００及び液圧作動需要信号３０１、並びに組電池管理システムの状態及び要求信号３０２などからの情報を処理する。優先的に、前記組電池管理システムの状態及び要求信号３０２などの情報に基づいて、受け取ったフォークリフト駆動需要信号３００及び液圧作動需要信号３０１の情報を処理する。需要に応じて、量によって、駆動及び液圧動力システムに必要な動力を提供する。車両全体コントローラ２は、フォークリフトの運行及び作業状態に基づき、低圧電源及び制御ワイヤーハーネスによって、一体型モータコントローラ１３に対し駆動制御指令及び液圧制御指令をそれぞれ出力し、駆動モータコントローラとオイルポンプモータコントローラを協調制御し、電流を出力する。
第３工程：前記駆動モータコントローラは、一体型モータコントローラ１３の筐体の内部に設けられている、駆動モータ９と駆動モータコントローラとの間の高圧接続及び低圧接続によって、駆動モータ９を制御する。前記オイルポンプモータコントローラは、一体型モータコントローラ１３の筐体の内部に設けられている、オイルポンプモータ６とオイルポンプモータコントローラとの間の高圧接続及び低圧接続によって、オイルポンプモータ６を制御する。駆動モータ９の動力は、駆動モータ伝動機構１０００によって外向きに駆動動力を出力する。オイルポンプモータ６の動力は、オイルポンプモータ伝動機構１１００によってオイルポンプ１１まで出力され、オイルポンプ１１が高圧油源を液圧作動システムまで出力する。電動フォークリフトの駆動運行及び液圧方向転換並びに電動フォークリフトの各種の液圧伝動の実行作動を最終的に実現する。

本発明の作動原理は以下の通りである。本発明は、電動フォークリフトの動力システム
を高度に一体化し、配置をコンパクトにし、構造上において全体を１つのまとまったものとして完全に一体化する。分散して配置する必要がなくなり、構造が簡単で、車両全体の組み立てが便利になり、動力システムの一体化度及び信頼性を大幅に向上させる。これと同時に、本発明によって、電動フォークリフトの駆動及び液圧一体化動力システムからモータとモータコントローラとの間の外部接続ケーブルが完全に省かれる。ケーブルの長さを大幅に短くしたことにより、組立て及び取付けの工程が少なくなると同時に、長過ぎるケーブルによって発生する抵抗を減らし、動力システムの運行効率が向上する。これと同時に、外部接続ケーブルを省くことによって、車両全体の絶縁安全及び電気安全の性能を上げ、電動フォークリフトの安全に作業できる時間を延長できる。また、本発明は、一体型直列接続水路が設けられた液冷放熱形式を採用し、モータ及びモータコントローラを強制的に液冷放熱させ、電動フォークリフトの駆動及び液圧一体動力システムの温度上昇を大幅に低下させる。これにより、一体化動力システムの信頼性を向上させ、使用寿命を延長し、さらに厳しい電動フォークリフトの使用要求を満たせる。

本明細書の記載において、「１つの実施例」、「例」及び「具体的な例」など、参考のため記載された用語は、当該実施例又は例と併せて説明された具体的な特徴、構造、材料又は特色が本発明の少なくとも１つの実施例又は例に含まれていることを意味する。本明細書において、上記用語による概略的な記載は同じ実施例又は例を指しているとは限らない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特色が１つ又は複数の実施例若しくは例において、適切は方法によって組み合わせて良い。

以上の内容は、本発明について例を挙げ、説明するためのものである。記載された具体的な実施例を当業者が様々な変更、補充技術又は類似する方法で代替しても、発明から逸脱しない、又は本特許請求の範囲を超えないものは、すべて本発明の保護範囲に属するべきである。

Claims (5)

1. 液冷式電動フォークリフトの一体化動力システムであって、一体型伝動ギアボックス（１）と、駆動モータ（９）と、オイルポンプモータ（６）と、一体型モータコントローラ（１３）と、オイルポンプ（１１）と、車両全体コントローラ（２）とを含んでおり、
   前記一体型伝動ギアボックス（１）は、駆動モータ伝動機構（１０００）とオイルポンプモータ伝動機構（１１００）とを含んでおり、前記一体型伝動ギアボックス（１）の内部に配置されている前記駆動モータ伝動機構（１０００）は、複数組の平行に配置されている歯車軸を含んでおり、各組の歯車軸における対となる歯車が互いに噛合しており、第１の入力歯車軸（１００３）に第１のスプライン（１００１）が設けられており、第１の出力歯車軸（１００９）に差動装置（１００８）が配置されており、前記駆動モータ伝動機構（１０００）の各歯車軸はいずれも軸受を介して前記一体型伝動ギアボックス（１）の筐体（１１１０）に配置されており、前記一体型伝動ギアボックス（１）の内部に配置されているオイルポンプモータ伝動機構（１１００）は、複数組の平行に配置されている歯車軸を含み、各組の歯車軸における対となる歯車が互いに噛合しており、第２の入力歯車軸（１１０３）と第２の出力歯車軸（１１０４）に第２のスプライン（１１０１）と第３のスプライン（１１０５）がそれぞれ設けられており、前記オイルポンプモータ伝動機構（１１００）の各歯車軸は、いずれも軸受を介して前記一体型伝動ギアボックス（１）の前記筐体（１１１０）に配置されており、
   前記駆動モータ（９）は前記駆動モータ（９）の後部カバーにある取付ボルトを介して前記一体型伝動ギアボックス（１）の側面に固定されており、前記駆動モータ（９）の出力軸がスプラインを介し前記駆動モータ伝動機構（１０００）における前記第１の入力歯車軸（１００３）の前記第１のスプライン（１００１）に連結されており、
   前記オイルポンプモータ（６）は前記オイルポンプモータ（６）の後部カバーにある取付ボルトを介して前記一体型伝動ギアボックス（１）の側面に固定されており、前記オイルポンプモータ（６）の出力軸がスプラインを介して前記オイルポンプモータ伝動機構（１１００）における前記第２の入力歯車軸（１１０３）の前記第２のスプライン（１１０１）に連結されており、
   前記一体型モータコントローラ（１３）は、前記駆動モータ（９）、前記オイルポンプモータ（６）及び前記一体型伝動ギアボックス（１）の上部に固定して取り付けられており、
   前記オイルポンプ（１１）は、前記一体型伝動ギアボックス（１）の側面に固定して取り付けられており、前記オイルポンプ（１１）の入力軸は、スプラインを介して前記オイルポンプモータ伝動機構（１１００）における前記第２の出力歯車軸（１１０４）の前記第３のスプライン（１１０５）に連結されており、
   前記一体型モータコントローラ（１３）の上部カバーに固定して取り付けられた前記車両全体コントローラ（２）は、ワイヤーハーネスによって前記一体型モータコントローラ（１３）に電気的に接続されており、前記車両全体コントローラ（２）は、フォークリフトの各作動信号並びに動力組電池状態及び要求信号を受信することによって、前記一体化動力システムを協調制御し、具体的な制御方法は、
   前記車両全体コントローラ（２）が、フォークリフト駆動需要信号（３００）及び液圧作動需要信号（３０１）、並びに組電池管理システムの状態及び要求信号（３０２）からの情報を受け取る第１工程であって、前記フォークリフト駆動需要信号（３００）は、アクセルペダル信号、ブレーキペダル信号及びギアスイッチ信号の情報を含んでおり、前記液圧作動需要信号（３０１）は、持上電位差計信号、傾斜スイッチ信号及び関連属具信号の情報を含んでおり、前記組電池管理システムの状態及び要求信号（３０２）は、組電池の電池状態情報、温度情報、電流電圧情報及び放電率許容情報のバス情報を含んでいる第１工程と、
   前記車両全体コントローラ（２）が、前記フォークリフト駆動需要信号（３００）及び前記液圧作動需要信号（３０１）、並びに前記組電池管理システムの状態及び要求信号（３０２）からの情報を処理し、優先的に、前記組電池管理システムの状態及び要求信号（３０２）の情報に基づいて、受け取った前記フォークリフト駆動需要信号（３００）及び前記液圧作動需要信号（３０１）の情報を処理し、需要に応じて、量によって、駆動及び液圧動力システムに必要な動力を提供し、前記車両全体コントローラ（２）は、フォークリフトの運行及び作業状態に基づき、低圧電源及び制御ワイヤーハーネスによって、前記一体型モータコントローラ（１３）に対し駆動制御指令及び液圧制御指令をそれぞれ出力し、駆動モータコントローラとオイルポンプモータコントローラを協調制御し、電流を出力する第２工程と、
   前記駆動モータコントローラは、前記一体型モータコントローラ（１３）の筐体の内部に設けられている、前記駆動モータ（９）と前記駆動モータコントローラとの間の高圧接続及び低圧接続によって、前記駆動モータ（９）を制御し、前記オイルポンプモータコントローラは、前記一体型モータコントローラ（１３）の筐体の内部に設けられている、前記オイルポンプモータ（６）と前記オイルポンプモータコントローラとの間の高圧接続及び低圧接続によって、前記オイルポンプモータ（６）を制御し、前記駆動モータ（９）の動力は、前記駆動モータ伝動機構（１０００）によって外向きに駆動動力を出力し、前記オイルポンプモータ（６）の動力は、前記オイルポンプモータ伝動機構（１１００）によって前記オイルポンプ（１１）まで出力され、前記オイルポンプ（１１）が高圧油源を液圧作動システムまで出力し、電動フォークリフトの駆動運行及び液圧方向転換並びに電動フォークリフトの各種の液圧伝動の実行作動を最終的に実現する第３工程と、を含んでおり、
   前記駆動モータ（９）の筐体の内部に第１の放熱水路が設けられ、前記駆動モータ（９）の後部カバーに第１の放熱水路の第１の入水口（８０）及び第１の出水口（８）が設けられており、前記オイルポンプモータ（６）の筐体の内部に第２の放熱水路が設けられ、前記オイルポンプモータ（６）の後部カバーに第２の放熱水路の第２の出水口（６０）が設けられ、前記オイルポンプモータ（６）の前部カバーに第２の放熱水路の第２の入水口（６１）が設けられており、前記一体型モータコントローラ（１３）の底部に第３の放熱水路が設けられ、前記一体型モータコントローラ（１３）の一側に第３の放熱水路の第３の入水口（１２）及び第３の出水口（１２０）が設けられており、前記一体型モータコントローラ（１３）の一側の第３の出水口（１２０）と前記オイルポンプモータ（６）の前部カバーにある第２の入水口（６１）とが第１の放熱管路（５）によって接続され、前記オイルポンプモータ（６）の後部カバーにある前記第２の出水口（６０）と前記駆動モー
   タ（９）の後部カバーにある前記第１の入水口（８０）とが第２の放熱管路（７）によって接続されており、前記一体型モータコントローラ（１３）の一側の第３の入水口（１２）と外部冷却システムの出水口とが第３の放熱管路によって接続されており、前記駆動モータ（９）の後部カバーにある前記第１の出水口（８）と外部冷却システムの入水口とが第４の放熱管路によって接続されていることを特徴とする液冷式電動フォークリフトの一体化動力システム。
2. 前記一体型モータコントローラ（１３）は、駆動モータコントローラとオイルポンプモータコントローラとを含んでおり、前記駆動モータコントローラの三相結線部と前記駆動モータ（９）の後部カバーにある三相結線部とが、前記一体型モータコントローラ（１３）の筐体の内部において銅ブスバーによって直接接続されており、前記駆動モータコントローラの低圧信号結線部と前記駆動モータ（９）の後部カバーにある低圧信号結線部とが、前記一体型モータコントローラ（１３）の筐体の内部においてプラグインコネクタによって直接接続されており、前記オイルポンプモータコントローラの三相結線部と前記オイルポンプモータ（６）の後部カバーにある三相結線部とが、前記一体型モータコントローラ（１３）の筐体の内部において銅ブスバーによって直接接続されており、前記オイルポンプモータコントローラの低圧信号結線部と前記オイルポンプモータ（６）の後部カバーにある低圧信号結線部とが、前記一体型モータコントローラ（１３）の筐体の内部においてプラグインコネクタによって直接接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の液冷式電動フォークリフトの一体化動力システム。
3. 前記オイルポンプモータ伝動機構（１１００）は、平行に配置されている前記第２の入力歯車軸（１１０３）及び前記第２の出力歯車軸（１１０４）を含んでおり、前記第２の入力歯車軸（１１０３）及び前記第２の出力歯車軸（１１０４）は、いずれも軸受を介して前記一体型伝動ギアボックス（１）の前記筐体（１１１０）に固定して取り付けられており、前記第２の入力歯車軸（１１０３）に入力軸歯車（１１０２）が固定して連結されており、前記第２の出力歯車軸（１１０４）に出力軸歯車（１１０６）が固定して連結されており、前記入力軸歯車（１１０２）と前記出力軸歯車（１１０６）とは動力が伝わるように噛合し、前記第２の入力歯車軸（１１０３）と前記第２の出力歯車軸（１１０４）に前記第２のスプライン（１１０１）と前記第３のスプライン（１１０５）がそれぞれ設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の液冷式電動フォークリフトの一体化動力システム。
4. 前記一体型モータコントローラ（１３）には、直流高圧正負極コネクタ（３）と低圧制御信号の信号コネクタ（４）とが配置されており、前記一体型モータコントローラ（１３）の上部カバーに検査修理取り外し蓋板（１０）が配置されており、前記検査修理取り外し蓋板（１０）の下に蓋開けスイッチが配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の液冷式電動フォークリフトの一体化動力システム。
5. 前記一体型伝動ギアボックス（１）に、フォークリフト駆動アクスルハウジングに連結されている取付フランジ（１０１）、並びにフォークリフトの車体に連結されている、二種類の取り付けて固定することを補助する第１のボルト孔（１０２）及び第２のボルト孔（１０３）が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の液冷式電動フォークリフトの一体化動力システム。

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