CN211390931U - 一种电动工业车辆集成动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动工业车辆集成动力系统，用于解决现有电动叉车驱动及液压动力系统技术路线单一，系统内连接线缆长度过长，不利于整车装配，且线缆过长将增加成本、影响电能使用效率，而且散热效率及功能不易实现，需要对每个单元进行单独冷却或散热，导致结构非常复杂，成本大幅增加本的问题；包括驱动动力子系统、液压动力子系统以及上位动力控制子系统；本发明高度集成、布置紧凑，结构上完全集成为一个统一的整体，结构简单、便于整车安装；通过高压线束与低压线束直接短距离连接，使集成动力系统大幅减少各零部件间的外部线缆连接长度，通过减少线缆长度；通过设置散热风扇的形式。

Description

一种电动工业车辆集成动力系统

技术领域

本发明属于电动工业车辆领域，涉及一种电动工业车辆集成动力系统技术，尤其涉及一种电动工业车辆集成动力系统。

背景技术

中国的工业车辆市场有广阔的发展空间，尤其是电动工业车辆的市场潜力巨大。随着经济的持续发展，对于电动工业车辆驱动及液压动力系统提出了更高的要求。

现有电动工业车辆驱动及液压动力系统技术路线单一，基本采用驱动电机与前桥减速器组成行走动力单元，油泵电机及油泵组成液压动力单元，驱动电机控制器与油泵电机控制器分体布置组成电机控制单元；其整个动力系统采用大范围分散布置方式，行走动力单元布置于车体前桥处，液压动力单元布置于车体中部或后部，电机控制单元布置于车体中部或后部；该系统中，行走动力单元、液压动力单元均与电机控制单元距离较远，连接线缆长度过长，不利于整车装配，且线缆过长将增加成本、影响电能使用效率，最终将导致整车能耗大幅增加；对于驱动及液压动力系统大范围分散布置的状态，其散热效率及功能不易实现，需要对每个单元进行单独冷却或散热，导致结构非常复杂，成本大幅增加。

发明内容

本发明的目的就在于提出一种电动工业车辆集成动力系统，用于解决现有电动叉车驱动及液压动力系统技术路线单一，系统内连接线缆长度过长，不利于整车装配，且线缆过长将增加成本、影响电能使用效率，而且散热效率及功能不易实现，需要对每个单元进行单独冷却或散热，导致结构非常复杂，成本大幅增加本的问题；本发明高度集成、布置紧凑，结构上完全集成为一个统一的整体，无需分散式布置，结构简单、便于整车安装，大幅提高动力系统的集成度及可靠性；通过高压线束与低压线束直接短距离连接，使集成动力系统大幅减少各零部件间的外部线缆连接长度，通过减少线缆长度，在减少装配及安装工序的同时降低线缆过长产生的电阻，提高动力系统的运行效率，延长电动工业车辆作业时间；通过设置散热风扇的形式，对驱动电机、油泵电机、驱动电机控制器及油泵电机控制器进行强制风冷散热，大幅降低电动工业车辆驱动及液压动力子系统的温升，提高集成动力系统的可靠性、延长使用寿命。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种电动工业车辆集成动力系统，包括驱动动力子系统、液压动力子系统以及上位动力控制子系统；

所述驱动动力子系统包括驱动电机、驱动电机控制器和驱动电机传动机构；所述驱动电机的输出轴一通过花键一与所述驱动电机传动机构的输入轴一同轴连接，且固定安装在集成动力系统传动机构的壳体上；所述驱动电机传动机构设置在集成动力系统传动机构内部；所述驱动电机控制器通过控制器支撑件设置在集成动力系统传动机构和驱动电机上部；

所述液压动力子系统包括油泵电机、油泵电机控制器、油泵电机传动机构以及油泵；所述油泵电机的输出轴二通过花键二与所述油泵电机传动机构的输入轴二同轴连接且固定安装在集成动力系统传动机构的壳体上；所述油泵电机传动机构包括平行布置的输入轴二和输出轴三；所述油泵电机传动机构的输入轴二和输出轴三均通过轴承固定安装在集成动力系统传动机构的壳体上；所述油泵电机传动机构的输入轴二上固定连接有第一输入轴齿轮；油泵电机传动机构的输出轴三上固定连接有输出轴齿轮；所述油泵电机传动机构的第一输入轴齿轮与输出轴齿轮传动啮合；所述油泵电机传动机构的输出轴三上设置有花键三；

所述油泵的输入轴三通过花键三与所述油泵电机传动机构输出轴三同轴连接，油泵固定安装在集成动力系统传动机构壳体上；所述油泵电机传动机构设置在集成动力系统传动机构内部；所述油泵电机控制器通过控制器支撑件设置在集成动力系统传动机构和油泵电机上部；

所述上位动力控制子系统包括上位动力系统控制器，上位动力系统控制器，上位动力系统控制器同时与驱动电机控制器、油泵电机控制器和DCDC直流电源转换单元电连接；DCDC直流电源转换单元安装在控制器支撑件上；

所述驱动电机传动机构与油泵电机传动机构集成为集成动力系统传动机构，且所述集成动力系统传动机构、驱动电机、油泵电机、驱动电机控制器、油泵电机控制器、油泵以及控制器支撑件均通过固定连接的方式相互集成为一个整体的电动工业车辆动力系统。

进一步的，所述驱动电机传动机构包括平行布置的输入轴一、第二轴、第三轴和输出轴三；所述驱动电机传动机构的输入轴一、第二轴、第三轴和输出轴三均通过轴承固定安装在集成动力系统传动机构的壳体上；所述驱动电机传动机构的输入轴一上固定连接有输入轴齿轮，第二轴上固定连接有一级减速被动齿轮和二级减速主动齿轮，第三轴上固定连接有二级减速被动齿轮和三级减速主动齿轮，输出轴三上固定连接有三级减速被动齿轮；所述输入轴齿轮与一级减速被动齿轮传动啮合连接，二级减速主动齿轮与二级减速被动齿轮传动啮合连接，三级减速主动齿轮与三级减速被动齿轮传动啮合连接；所述驱动电机传动机构输出轴上设置有差速器，差速器的输出端设置有左半轴和右半轴；

所述驱动电机传动机构与所述油泵电机传动机构均设置与集成动力系统传动机构内部，共用集成动力系统传动机构壳体并组成一个整体传动机构。

进一步的，所述控制器支撑件上设置若干个用于散热作用的散热风扇和防止异物进入风扇的网格窗口；若干个所述散热风扇通过控制器支撑件设置于驱动电机和油泵电机的上方；若干个所述散热风扇通过控制器支撑件设置于驱动电机控制器和油泵电机控制器的下方，同时对驱动电机、油泵电机、驱动电机控制器及油泵电机控制器进行强制风冷散热。

进一步的，所述驱动电机和驱动电机控制器的三相动力线在驱动电机后端盖的三相出线接插件一和驱动电机控制器的三相出线接插件二之间通过高压线束一直接短距离连接，驱动电机和驱动电机控制器的低压信号线在驱动电机后端盖的低压出线接插件一和驱动电机控制器的低压出线接插件二之间通过低压线束一直接短距离连接；

所述油泵电机和油泵电机控制器的三相动力线在油泵电机后端盖的三相出线接插件三和油泵电机控制器的三相出线接插件四之间通过高压线束二直接短距离连接，油泵电机和油泵电机控制器的低压信号线在油泵电机后端盖的低压出线接插件三和油泵电机控制器的低压出线接插件四之间通过低压线束二直接短距离连接。

进一步的，所述驱动电机控制器、油泵电机控制器和DCDC直流电源转换单元的高压直流输入线束通过控制器支撑件上的固定卡扣统一从集成动力系统一侧连接至车辆动力电池系统；所述驱动电机控制器、油泵电机控制器和DCDC直流电源转换单元的低压电源及控制线束通过控制器支撑件上的固定卡扣统一从集成动力系统另一侧连接至车辆控制系统。

进一步的，所述集成动力系统传动机构还包括壳体上的输出法兰盘，所述输出法兰盘与电动工业车辆前桥的牙包和法兰盘通过止口定位后，由螺栓紧固连接为一体。

进一步的，所述集成动力系统传动机构还包括壳体上的辅助支撑固定脚，所述辅助支撑固定脚与电动工业车辆车架上的支撑臂通过螺栓固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、电动工业车辆集成动力系统，高度集成、布置紧凑，结构上完全集成为一个统一的整体，无需分散式布置，结构简单、便于整车安装，大幅提高动力系统的集成度及可靠性；

2、通过高压线束与低压线束直接短距离连接，使集成动力系统大幅减少各零部件间的外部线缆连接长度，通过减少线缆长度，在减少装配及安装工序的同时降低线缆过长产生的电阻，提高动力系统的运行效率，延长电动工业车辆作业时间；

3、若干个散热风扇通过控制器支撑件设置于驱动电机和油泵电机的上方以及驱动电机控制器和油泵电机控制器的下方，通过设置散热风扇的形式，对驱动电机、油泵电机、驱动电机控制器及油泵电机控制器进行强制风冷散热，大幅降低电动工业车辆驱动及液压动力子系统的温升，提高集成动力系统的可靠性、延长使用寿命，满足更严苛的电动工业车辆使用要求。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的电动工业车辆集成动力系统的整体示意图；

图2是本发明的电动工业车辆集成动力系统的整体示意图；

图3是本发明的电动工业车辆集成动力系统的控制方法原理示意图；

图4是图1整体示意图的左视图；

图5是图1整体示意图的右视图；

图6是图1整体示意图的后视图；

图7是图1整体示意图的俯视图；

图8是本发明的集成动力系统传动机构的结构示意图；

图9是本发明的控制器支撑件及散热风扇的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9所示，一种电动工业车辆集成动力系统，包括驱动动力子系统、液压动力子系统以及上位动力控制子系统；

驱动动力子系统包括驱动电机2、驱动电机控制器8和驱动电机传动机构 105；驱动电机2的输出轴一通过花键一15与驱动电机传动机构105的输入轴一17同轴连接，且固定安装在集成动力系统传动机构1的壳体上；驱动电机传动机构105设置在集成动力系统传动机构1内部；驱动电机控制器8通过控制器支撑件6设置在集成动力系统传动机构1和驱动电机2上部；

液压动力子系统包括油泵电机3、油泵电机控制器4、油泵电机传动机构106 以及油泵5；油泵电机3的输出轴二通过花键二27与油泵电机传动机构106的输入轴二11同轴连接且固定安装在集成动力系统传动机构1的壳体上；油泵电机传动机构106包括平行布置的输入轴二11和输出轴三13；油泵电机传动机构 106的输入轴二11和输出轴三13均通过轴承固定安装在集成动力系统传动机构 1的壳体上；油泵电机传动机构106的输入轴二11上固定连接有第一输入轴齿轮10；油泵电机传动机构106的输出轴三13上固定连接有输出轴齿轮12；油泵电机传动机构106的第一输入轴齿轮10与输出轴齿轮12传动啮合；油泵电机传动机构106的输出轴三13上设置有花键三14；

油泵5的输入轴三通过花键三14与油泵电机传动机构106输出轴三13同轴连接，油泵5固定安装在集成动力系统传动机构1壳体上；油泵电机传动机构106设置在集成动力系统传动机构1内部；油泵电机控制器4通过控制器支撑件6设置在集成动力系统传动机构1和油泵电机3上部；

上位动力控制子系统包括上位动力系统控制器9，上位动力系统控制器9，上位动力系统控制器9同时与驱动电机控制器8、油泵电机控制器4和DCDC直流电源转换单元7电连接；DCDC直流电源转换单元7安装在控制器支撑件6上；

驱动电机传动机构105与油泵电机传动机构106集成为集成动力系统传动机构1，且集成动力系统传动机构1、驱动电机2、油泵电机3、驱动电机控制器8、油泵电机控制器4、油泵5以及控制器支撑件6均通过固定连接的方式相互集成为一个整体的电动工业车辆动力系统。

驱动电机传动机构105包括平行布置的输入轴一17、第二轴19、第三轴20 和输出轴三；驱动电机传动机构105的输入轴一17、第二轴19、第三轴20和输出轴三均通过轴承固定安装在集成动力系统传动机构1的壳体上；驱动电机传动机构105的输入轴一17上固定连接有输入轴齿轮16，第二轴19上固定连接有一级减速被动齿轮18和二级减速主动齿轮26，第三轴20上固定连接有二级减速被动齿轮21和三级减速主动齿轮25，输出轴三上固定连接有三级减速被动齿轮24；输入轴齿轮16与一级减速被动齿轮18传动啮合连接，二级减速主动齿轮26与二级减速被动齿轮21传动啮合连接，三级减速主动齿轮25与三级减速被动齿轮24传动啮合连接；驱动电机传动机构105输出轴上设置有差速器102，差速器102的输出端设置有左半轴22和右半轴23；

驱动电机传动机构105与油泵电机传动机构106均设置与集成动力系统传动机构1内部，共用集成动力系统传动机构1壳体并组成一个整体传动机构。

控制器支撑件6上设置若干个用于散热作用的散热风扇602和防止异物进入风扇的网格窗口601；若干个散热风扇602通过控制器支撑件6设置于驱动电机2和油泵电机3的上方；若干个散热风扇602通过控制器支撑件6设置于驱动电机控制器8和油泵电机控制器4的下方，同时对驱动电机2、油泵电机3、驱动电机控制器8及油泵电机控制器4进行强制风冷散热。

驱动电机2和驱动电机控制器8的三相动力线在驱动电机2后端盖的三相出线接插件一201和驱动电机控制器8的三相出线接插件801二之间通过高压线束一803直接短距离连接，驱动电机2和驱动电机控制器8的低压信号线在驱动电机2后端盖的低压出线接插件一202和驱动电机控制器8的低压出线接插件二802之间通过低压线束一804直接短距离连接；

油泵电机3和油泵电机控制器4的三相动力线在油泵电机3后端盖的三相出线接插件三301和油泵电机控制器4的三相出线接插件四401之间通过高压线束二403直接短距离连接，油泵电机3和油泵电机控制器4的低压信号线在油泵电机3后端盖的低压出线接插件三302和油泵电机控制器4的低压出线接插件四402之间通过低压线束二404直接短距离连接。

驱动电机控制器8、油泵电机控制器4和DCDC直流电源转换单元7的高压直流输入线束901通过控制器支撑件6上的固定卡扣统一从集成动力系统一侧连接至车辆动力电池系统；驱动电机控制器8、油泵电机控制器4和DCDC直流电源转换单元7的低压电源及控制线束902通过控制器支撑件6上的固定卡扣统一从集成动力系统另一侧连接至车辆控制系统。

集成动力系统传动机构1还包括壳体上的输出法兰盘101，输出法兰盘101 与电动工业车辆前桥的牙包和法兰盘通过止口定位后，由螺栓紧固连接为一体。

集成动力系统传动机构1还包括壳体上的辅助支撑固定脚103，辅助支撑固定脚103与电动工业车辆车架上的支撑臂通过螺栓104固定连接。

本发明工作原理：电动工业车辆集成动力系统，高度集成、布置紧凑，结构上完全集成为一个统一的整体，无需分散式布置，结构简单、便于整车安装，大幅提高动力系统的集成度及可靠性；同时，驱动电机2和驱动电机控制器8 的三相动力线在驱动电机2后端盖的三相出线接插件一201和驱动电机控制器8 的三相出线接插件801二之间通过高压线束一803直接短距离连接，驱动电机2 和驱动电机控制器8的低压信号线在驱动电机2后端盖的低压出线接插件一202 和驱动电机控制器8的低压出线接插件二802之间通过低压线束一804直接短距离连接；油泵电机3和油泵电机控制器4的三相动力线在油泵电机3后端盖的三相出线接插件三301和油泵电机控制器4的三相出线接插件四401之间通过高压线束二403直接短距离连接，油泵电机3和油泵电机控制器4的低压信号线在油泵电机3后端盖的低压出线接插件三302和油泵电机控制器4的低压出线接插件四402之间通过低压线束二404直接短距离连接；通过直接短距离连接，使集成动力系统大幅减少各零部件间的外部线缆连接长度，通过减少线缆长度，在减少装配及安装工序的同时降低线缆过长产生的电阻，提高动力系统的运行效率，延长电动工业车辆作业时间；若干个散热风扇602通过控制器支撑件6设置于驱动电机2和油泵电机3的上方以及驱动电机控制器8和油泵电机控制器4的下方，通过设置散热风扇602的形式，对驱动电机2、油泵电机 3、驱动电机控制器8及油泵电机控制器4进行强制风冷散热，大幅降低电动工业车辆驱动及液压动力子系统的温升，提高集成动力系统的可靠性、延长使用寿命，满足更严苛的电动工业车辆使用要求。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种电动工业车辆集成动力系统，其特征在于，包括驱动动力子系统、液压动力子系统以及上位动力控制子系统；

所述驱动动力子系统包括驱动电机(2)、驱动电机控制器(8)和驱动电机传动机构(105)；所述驱动电机(2)的输出轴一通过花键一(15)与所述驱动电机传动机构(105)的输入轴一(17)同轴连接，且固定安装在集成动力系统传动机构(1)的壳体上；所述驱动电机传动机构(105)设置在集成动力系统传动机构(1)内部；所述驱动电机控制器(8)通过控制器支撑件(6)设置在集成动力系统传动机构(1)和驱动电机(2)上部；

所述液压动力子系统包括油泵电机(3)、油泵电机控制器(4)、油泵电机传动机构(106)以及油泵(5)；所述油泵电机(3)的输出轴二通过花键二(27)与所述油泵电机传动机构(106)的输入轴二(11)同轴连接且固定安装在集成动力系统传动机构(1)的壳体上；所述油泵电机传动机构(106)包括平行布置的输入轴二(11)和输出轴三(13)；所述油泵电机传动机构(106)的输入轴二(11)和输出轴三(13)均通过轴承固定安装在集成动力系统传动机构(1)的壳体上；所述油泵电机传动机构(106)的输入轴二(11)上固定连接有第一输入轴齿轮(10)；油泵电机传动机构(106)的输出轴三(13)上固定连接有输出轴齿轮(12)；所述油泵电机传动机构(106)的第一输入轴齿轮(10)与输出轴齿轮(12)传动啮合；所述油泵电机传动机构(106)的输出轴三(13)上设置有花键三(14)；

所述油泵(5)的输入轴三通过花键三(14)与所述油泵电机传动机构(106)输出轴三(13)同轴连接，油泵(5)固定安装在集成动力系统传动机构(1)壳体上；所述油泵电机传动机构(106)设置在集成动力系统传动机构(1)内部；所述油泵电机控制器(4)通过控制器支撑件(6)设置在集成动力系统传动机构(1)和油泵电机(3)上部；

所述上位动力控制子系统包括上位动力系统控制器(9)，上位动力系统控制器(9)，上位动力系统控制器(9)同时与驱动电机控制器(8)、油泵电机控制器(4)和DCDC直流电源转换单元(7)电连接；DCDC直流电源转换单元(7)安装在控制器支撑件(6)上；

所述驱动电机传动机构(105)与油泵电机传动机构(106)集成为集成动力系统传动机构(1)，且所述集成动力系统传动机构(1)、驱动电机(2)、油泵电机(3)、驱动电机控制器(8)、油泵电机控制器(4)、油泵(5)以及控制器支撑件(6)均通过固定连接的方式相互集成为一个整体的电动工业车辆动力系统。

2.根据权利要求1所述的一种电动工业车辆集成动力系统，其特征在于，所述驱动电机传动机构(105)包括平行布置的输入轴一(17)、第二轴(19)、第三轴(20)和输出轴三；所述驱动电机传动机构(105)的输入轴一(17)、第二轴(19)、第三轴(20)和输出轴三均通过轴承固定安装在集成动力系统传动机构(1)的壳体上；所述驱动电机传动机构(105)的输入轴一(17)上固定连接有输入轴齿轮(16)，第二轴(19)上固定连接有一级减速被动齿轮(18)和二级减速主动齿轮(26)，第三轴(20)上固定连接有二级减速被动齿轮(21)和三级减速主动齿轮(25)，输出轴三上固定连接有三级减速被动齿轮(24)；所述输入轴齿轮(16)与一级减速被动齿轮(18)传动啮合连接，二级减速主动齿轮(26)与二级减速被动齿轮(21)传动啮合连接，三级减速主动齿轮(25)与三级减速被动齿轮(24)传动啮合连接；所述驱动电机传动机构(105)输出轴上设置有差速器(102)，差速器(102)的输出端设置有左半轴(22)和右半轴(23)；

所述驱动电机传动机构(105)与所述油泵电机传动机构(106)均设置与集成动力系统传动机构(1)内部，共用集成动力系统传动机构(1)壳体并组成一个整体传动机构。

3.根据权利要求1所述的一种电动工业车辆集成动力系统，其特征在于，所述控制器支撑件(6)上设置若干个用于散热作用的散热风扇(602)和防止异物进入风扇的网格窗口(601)；若干个所述散热风扇(602)通过控制器支撑件(6)设置于驱动电机(2)和油泵电机(3)的上方；若干个所述散热风扇(602)通过控制器支撑件(6)设置于驱动电机控制器(8)和油泵电机控制器(4)的下方，同时对驱动电机(2)、油泵电机(3)、驱动电机控制器(8)及油泵电机控制器(4)进行强制风冷散热。

4.根据权利要求1所述的一种电动工业车辆集成动力系统，其特征在于，所述驱动电机(2)和驱动电机控制器(8)的三相动力线在驱动电机(2)后端盖的三相出线接插件一(201)和驱动电机控制器(8)的三相出线接插件(801)二之间通过高压线束一(803)直接短距离连接，驱动电机(2)和驱动电机控制器(8)的低压信号线在驱动电机(2)后端盖的低压出线接插件一(202)和驱动电机控制器(8)的低压出线接插件二(802)之间通过低压线束一(804)直接短距离连接；

所述油泵电机(3)和油泵电机控制器(4)的三相动力线在油泵电机(3)后端盖的三相出线接插件三(301)和油泵电机控制器(4)的三相出线接插件四(401)之间通过高压线束二(403)直接短距离连接，油泵电机(3)和油泵电机控制器(4)的低压信号线在油泵电机(3)后端盖的低压出线接插件三(302)和油泵电机控制器(4)的低压出线接插件四(402)之间通过低压线束二(404) 直接短距离连接。

5.根据权利要求1所述的一种电动工业车辆集成动力系统，其特征在于，所述驱动电机控制器(8)、油泵电机控制器(4)和DCDC直流电源转换单元(7)的高压直流输入线束(901)通过控制器支撑件(6)上的固定卡扣统一从集成动力系统一侧连接至车辆动力电池系统；所述驱动电机控制器(8)、油泵电机控制器(4)和DCDC直流电源转换单元(7)的低压电源及控制线束(902)通过控制器支撑件(6)上的固定卡扣统一从集成动力系统另一侧连接至车辆控制系统。

6.根据权利要求1所述的一种电动工业车辆集成动力系统，其特征在于，所述集成动力系统传动机构(1)还包括壳体上的输出法兰盘(101)，所述输出法兰盘(101)与电动工业车辆前桥的牙包和法兰盘通过止口定位后，由螺栓紧固连接为一体。

7.根据权利要求1所述的一种电动工业车辆集成动力系统，其特征在于，所述集成动力系统传动机构(1)还包括壳体上的辅助支撑固定脚(103)，所述辅助支撑固定脚(103)与电动工业车辆车架上的支撑臂通过螺栓(104)固定连接。

Images