CN209320658U - 两挡纯电动环卫车动力系统及纯电动环卫车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种两挡纯电动环卫车动力系统及纯电动环卫车，该动力系统包括作业机构、系统输出轴、驱动电机和换挡机构，驱动电机的第一动力输出端通过第一离合器连接作业机构，驱动电机的第二动力输出端通过第二离合器连接换挡机构。换挡机构能够实现两挡切换的功能，根据车辆实际扭矩需求切换挡位，实现所需扭矩输出，而且只通过一个驱动电机和换挡机构就可以实现不同扭矩输出，降低了投入成本，减轻了系统重量，增大了布置空间，保证了驱动电机始终工作在高效区，提升电机运行效率。另外，控制第二离合器分离能够使整个换挡机构完全与驱动电机断开，换挡机构不消耗能量，整体的能量消耗大幅度降低，提升系统运行效率。

Description

两挡纯电动环卫车动力系统及纯电动环卫车

技术领域

本实用新型涉及一种两挡纯电动环卫车动力系统及纯电动环卫车。

背景技术

目前纯电动环卫车，均采用驱动电机与后桥连接作为动力输入直接驱动车辆行驶，作业机构的动力源则由搭载的作业电机独立提供。对于需要在行驶过程中作业的车辆，两个电机可以同时工作；对于不同时进行作业和行驶的车辆，两个电机存在较大的冗余和浪费。比如：授权公告号为CN207796004U的中国实用新型专利文件中公开了一种纯电动环卫车动力系统，包括第一电机、第二电机、行星排和作业机构，第一电机输出连接作业机构和行星排的第一端，第二电机输出连接行星排的第三端，行星排的第二端输出连接系统输出轴。通过控制第一电机和第二电机的工作状态实现环卫车高速行驶模式以及低速行驶模式，而且，在低速行驶模式时，能够保证车辆较大的爬坡能力。但是，该电动系统包含的机构比较多，有两个电机以及一个行星排，投入成本较大，而且，当车辆只处于作业状态或者行驶状态下时存在只有一个电机运行的情况，那么，另一个电机就处于闲置状态，电机利用率比较低，两个电机存在较大的冗余和浪费。还有就是，如果将上述动力系统中的第二电机去掉，只有一个电机直接驱动车辆，就无法根据实际工况来调节电机扭矩，从而无法保证电机始终工作在高效区。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种两挡纯电动环卫车动力系统及纯电动环卫车，用以解决现有的纯电动环卫车动力系统在满足不同扭矩输出的情况下采用两个电机和一个行星排的投入成本较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型包括以下技术方案。

一种两挡纯电动环卫车动力系统，包括作业机构和系统输出轴，其特征在于，还包括驱动电机和具有两挡切换功能的换挡机构，所述驱动电机的第一动力输出端通过第一离合器连接所述作业机构，所述换挡机构包括常啮合齿轮、一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮，常啮合齿轮能够与一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮中的其中一个选择性啮合，实现换挡，所述一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮连接第二离合器的一端，所述第二离合器的另一端连接所述驱动电机的第二动力输出端，所述常啮合齿轮连接所述系统输出轴，所述常啮合齿轮与一挡换挡齿轮结合时输出的扭矩与所述常啮合齿轮与二挡换挡齿轮结合时输出的扭矩大小不相等。

换挡机构能够实现两挡切换的功能，也就能够输出两个不相等的扭矩，那么，只利用一个驱动电机就可以输出两个不相等的扭矩，当车辆需要大扭矩时，比如车辆在爬坡过程中，通过切换挡位实现大扭矩输出，当车辆在高速行驶时，通过切换挡位实现小扭矩输出，保证输出较高车速，因此，只通过一个驱动电机和换挡机构就可以实现不同扭矩输出，降低了投入成本，而且，采用一个电机既输出驱动动力又输出作业动力，省去另外增加一个电机的成本，减轻了系统重量，增大了布置空间。而且，根据实际工况对驱动电机的扭矩进行输出，保证驱动电机始终工作在高效区，提升电机运行效率，降低车辆能耗。另外，不管车辆处于何种运行工况，驱动电机始终处于运行状态，避免了电机闲置，提升了电机利用率，而且，通过换挡机构能够解决单个电机的输出扭矩不足的问题，增加整车的爬坡能力。还有就是，当第一离合器分离而第二离合器结合时，驱动电机通过换挡机构输出动力，作业机构不工作；当第二离合器分离而第一离合器结合时，车辆处于停车作业工作状态，作业机构由驱动电机驱动进行作业。其中，当车辆处于停车作业工作状态时，通过第二离合器能够有效保证车辆停车，可靠性要比只将换挡机构挂入空挡以使车辆停车的方式高，而且，如果只通过将换挡机构挂入空挡实现车辆停车，换挡机构中除了常啮合齿轮之外的其他齿轮机构仍旧被驱动电机驱动而转动，因空转会存在很大的能量消耗，那么，设置第二离合器，控制第二离合器分离能够使整个换挡机构完全与驱动电机断开，换挡机构不消耗能量，只有第二离合器的与驱动电机连接的一端消耗能量，系统整体能量消耗大幅度降低，有效提升系统运行效率。

进一步地，所述驱动电机为双轴伸电机，所述驱动电机的第一动力输出端和第二动力输出端分别由驱动电机的两端引出。无需使用其他的动力传动机构就可以实现驱动电机的双动力输出，降低了系统复杂度。

一种纯电动环卫车，包括纯电动环卫车本体以及两挡纯电动环卫车动力系统，所述动力系统包括作业机构和系统输出轴，所述动力系统还包括驱动电机和具有两挡切换功能的换挡机构，所述驱动电机的第一动力输出端通过第一离合器连接所述作业机构，所述换挡机构包括常啮合齿轮、一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮，常啮合齿轮能够与一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮中的其中一个选择性啮合，实现换挡，所述一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮连接第二离合器的一端，所述第二离合器的另一端连接所述驱动电机的第二动力输出端，所述常啮合齿轮连接所述系统输出轴，所述常啮合齿轮与一挡换挡齿轮结合时输出的扭矩与所述常啮合齿轮与二挡换挡齿轮结合时输出的扭矩大小不相等。

换挡机构能够实现两挡切换的功能，也就能够输出两个不相等的扭矩，那么，只利用一个驱动电机就可以输出两个不相等的扭矩，当车辆需要大扭矩时，比如车辆在爬坡过程中，通过切换挡位实现大扭矩输出，当车辆在高速行驶时，通过切换挡位实现小扭矩输出，保证输出较高车速，因此，只通过一个驱动电机和换挡机构就可以实现不同扭矩输出，降低了投入成本，而且，采用一个电机既输出驱动动力又输出作业动力，省去另外增加一个电机的成本，减轻了系统重量，增大了布置空间。而且，根据实际工况对驱动电机的扭矩进行输出，保证驱动电机始终工作在高效区，提升电机运行效率，降低车辆能耗。另外，不管车辆处于何种运行工况，驱动电机始终处于运行状态，避免了电机闲置，提升了电机利用率，而且，通过换挡机构能够解决单个电机的输出扭矩不足的问题，增加整车的爬坡能力。还有就是，当第一离合器分离而第二离合器结合时，驱动电机通过换挡机构输出动力，作业机构不工作；当第二离合器分离而第一离合器结合时，车辆处于停车作业工作状态，作业机构由驱动电机驱动进行作业。其中，当车辆处于停车作业工作状态时，通过第二离合器能够有效保证车辆停车，可靠性要比只将换挡机构挂入空挡以使车辆停车的方式高，而且，如果只通过将换挡机构挂入空挡实现车辆停车，换挡机构中除了常啮合齿轮之外的其他齿轮机构仍旧被驱动电机驱动而转动，因空转会存在很大的能量消耗，那么，设置第二离合器，控制第二离合器分离能够使整个换挡机构完全与驱动电机断开，换挡机构不消耗能量，只有第二离合器的与驱动电机连接的一端消耗能量，系统整体能量消耗大幅度降低，有效提升系统运行效率。

进一步地，所述驱动电机为双轴伸电机，所述驱动电机的第一动力输出端和第二动力输出端分别由驱动电机的两端引出。无需使用其他的动力传动机构就可以实现驱动电机的双动力输出，降低了系统复杂度。

附图说明

图1是本实用新型提供的两挡纯电动环卫车动力系统构型图；

其中，1为作业机构，2为第一离合器，3为驱动电机，4为第二离合器，5为电机端齿轮，6为变速箱结合套，7为传动齿轮，8为变速箱总成，9为动力输出端齿轮，10为系统输出轴，I为一挡换挡齿轮，II为常啮合齿轮，III为二挡换挡齿轮。

具体实施方式

纯电动环卫车实施例

本实施例提供一种纯电动环卫车，包括纯电动环卫车本体和一种两挡纯电动环卫车动力系统(以下简称为动力系统)，由于纯电动环卫车本体不是本申请的保护重点，这里就不再具体说明。

如图1所示，动力系统包括作业机构1、第一离合器2、驱动电机3、第二离合器4、换挡机构和系统输出轴10，其中，换挡机构以变速箱总成8为例。驱动电机3具有两个动力输出端，第一动力输出端通过第一离合器2连接作业机构1，第二动力输出端通过第二离合器4连接变速箱总成8。作为一个优化的实施方式，驱动电机3为双轴伸电机，驱动电机3的第一动力输出端和第二动力输出端分别由驱动电机3的两端引出，能够降低系统复杂度，避免使用其他的动力传动机构，当然，作为更加一般的实施方式，驱动电机3也可以是常规的电机，为了保证有两个动力输出端，就需要在驱动电机3的输出轴上装配有齿轮等机构，人为添加一个动力输出端，然后通过传动链条等传动机构传动连接相关机构。

变速箱总成8包括常啮合齿轮II、一挡换挡齿轮I和二挡换挡齿轮III，常啮合齿轮II能够与一挡换挡齿轮I和二挡换挡齿轮III中的其中一个选择性啮合，实现换挡，而且，常啮合齿轮II与一挡换挡齿轮I结合时输出的扭矩与常啮合齿轮II与二挡换挡齿轮III结合时输出的扭矩大小不相等。图1给出变速箱总成8的一种具体结构，驱动电机3的第二动力输出端通过第二离合器4连接变速箱总成8中的电机端齿轮5，电机端齿轮5引出二挡换挡齿轮III，二挡换挡齿轮III所在的位置为二挡挡位结合位置，电机端齿轮5通过传动齿轮7与动力输出端齿轮9传动连接，动力输出端齿轮9引出一挡换挡齿轮I，一挡换挡齿轮I所在的位置为一挡挡位结合位置，常啮合齿轮II连接系统输出轴10。

当常啮合齿轮II与一挡换挡齿轮I结合时，为了保证良好结合，通过变速箱结合套6实现齿轮结合，那么，变速箱结合套6挂在一挡挡位结合位置，此时电机端齿轮5通过传动齿轮7连接动力输出端齿轮9，最终输出动力，并且由于齿轮传动的关系，形成一定的速比关系，此时为变速箱总成8的1挡。当常啮合齿轮II不与一挡换挡齿轮I和二挡换挡齿轮III结合时，传动齿轮7放空，无法输出动力，此时为空挡。当变速箱结合套6挂在二挡挡位结合位置时，常啮合齿轮II与二挡换挡齿轮III结合，驱动电机3直接与系统输出轴10连接，传动齿轮7空转，此时为变速箱总成8的2挡。

当第一离合器2分离而第二离合器4结合时，驱动电机3通过变速箱总成8输出动力，作业机构1不工作；当第二离合器4分离而第一离合器2结合时，变速箱总成8不工作，作业机构1由驱动电机3驱动进行作业。

另外，动力系统中的动力电池通过集成电机控制器供电连接驱动电机3(图中未画出)。

车辆低速运行或需要爬较大坡度时，变速箱总成8挂入1挡，第一离合器2分离，作业机构1不工作，第二离合器4结合，此时整车由驱动电机3驱动低速运行，同时可以满足整车爬坡时的较大的扭矩需求。

车辆中高速运行时，变速箱总成8挂入2挡，第一离合器2分离，作业机构1不工作，第二离合器4结合，此时整车由驱动电机3驱动中高速运行。

车辆停车作业时，第一离合器2结合，作业机构1工作，第二离合器4分离，变速箱总成8可以挂入空挡，此时驱动电机3不提供驱动动力，只负责作业机构1的工作。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

纯电动环卫车动力系统实施例

本实施例提供一种两挡纯电动环卫车动力系统，由于该动力系统在上述纯电动环卫车实施例中已给出了详细地描述，本实施例就不再具体说明。

Claims (4)

1.一种两挡纯电动环卫车动力系统，包括作业机构和系统输出轴，其特征在于，还包括驱动电机和具有两挡切换功能的换挡机构，所述驱动电机的第一动力输出端通过第一离合器连接所述作业机构，所述换挡机构包括常啮合齿轮、一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮，常啮合齿轮能够与一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮中的其中一个选择性啮合，实现换挡，所述一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮连接第二离合器的一端，所述第二离合器的另一端连接所述驱动电机的第二动力输出端，所述常啮合齿轮连接所述系统输出轴，所述常啮合齿轮与一挡换挡齿轮结合时输出的扭矩与所述常啮合齿轮与二挡换挡齿轮结合时输出的扭矩大小不相等。

2.根据权利要求1所述的两挡纯电动环卫车动力系统，其特征在于，所述驱动电机为双轴伸电机，所述驱动电机的第一动力输出端和第二动力输出端分别由驱动电机的两端引出。

3.一种纯电动环卫车，包括纯电动环卫车本体以及两挡纯电动环卫车动力系统，所述动力系统包括作业机构和系统输出轴，其特征在于，所述动力系统还包括驱动电机和具有两挡切换功能的换挡机构，所述驱动电机的第一动力输出端通过第一离合器连接所述作业机构，所述换挡机构包括常啮合齿轮、一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮，常啮合齿轮能够与一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮中的其中一个选择性啮合，实现换挡，所述一挡换挡齿轮和二挡换挡齿轮连接第二离合器的一端，所述第二离合器的另一端连接所述驱动电机的第二动力输出端，所述常啮合齿轮连接所述系统输出轴，所述常啮合齿轮与一挡换挡齿轮结合时输出的扭矩与所述常啮合齿轮与二挡换挡齿轮结合时输出的扭矩大小不相等。

4.根据权利要求3所述的纯电动环卫车，其特征在于，所述驱动电机为双轴伸电机，所述驱动电机的第一动力输出端和第二动力输出端分别由驱动电机的两端引出。