一种电动叉车驱动及液压集成动力系统及其控制方法与流程

本发明属于电动叉车领域，涉及一种电动叉车的集成动力技术，具体是一种电动叉车驱动及液压集成动力系统及其控制方法。

背景技术：

中国的叉车市场有广阔的发展空间，尤其是电动叉车的市场潜力巨大。随着经济的持续发展，对于电动叉车驱动及液压动力系统提出了更高的要求。

现有电动叉车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。

由此可见，电动叉车的驱动及液压动力系统需要一种结构高度集成、可实现集中布置的高效驱动及液压集成动力系统，以此降低系统成本、提高系统效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电动叉车驱动及液压集成动力系统及其控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种电动叉车驱动及液压集成动力系统，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、平行轴减速器和驱动电机控制单元；所述驱动电机输出轴通过花键与平行轴减速器的输入轴同轴连接；所述平行轴减速器包含若干组平行布置的齿轮轴，齿轮轴上的每对配对齿轮组相互啮合，且最后一级输出齿轮轴上设置有差速器，其中所有齿轮轴皆通过轴承设置于减速器壳体上；所述驱动电机控制单元设置于二合一电机控制器内部；

所述液压动力子系统包括油泵电机、油泵和油泵电机控制单元；所述油泵电机固定连接在平行轴减速器壳体一侧；所述油泵电机输出轴通过花键与油泵的输入轴同轴连接；所述油泵电机控制单元设置于二合一电机控制器内部；

所述二合一电机控制器通过若干支点固定支撑在所述驱动电机和所述油泵电机上；

所述驱动电机、平行轴减速器、油泵电机、油泵和二合一电机控制器皆通过固定连接的方式相互集成为一个整体动力系统。

其中，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与二合一电机控制器电气连接；

进一步地，驱动电机和二合一电机控制器的三相动力线及低压信号线均在驱动电机和二合一电机控制器的壳体内部连接；所述油泵电机和二合一电机控制器的三相动力线及低压信号线均在油泵电机和二合一电机控制器的壳体内部连接。

进一步地，驱动动力子系统以及液压动力子系统的对外电气连接仅包括设置于二合一电机控制器上的一个高压正负直流接插件和一个低压信号接插件。

进一步地，驱动电机、油泵电机和二合一电机控制器皆通过液冷方式进行冷却，且冷却水路为集成动力系统内部集成串联方式。

进一步地，所述平行轴变速器包括壳体上的输出法兰盘，输出法兰盘与电动叉车前桥的牙包法兰盘通过止口定位后固定连接为一体。

进一步地，所述平行轴变速器包括壳体底部的若干个安装孔，所述安装孔与电动叉车车架上的支撑臂通过螺栓固定连接，避免所述集成动力系统绕前桥轴线旋转。

进一步地，所述二合一电机控制器为驱动电机与油泵电机二合一电机控制器。

一种电动叉车驱动及液压集成动力系统的控制方法，该方法通过上位动力控制子系统实现，具体控制方法为：

步骤一：上位动力系统控制器接收来自各人机操作系统的信号和bms电池管理系统的信号；

步骤二：通过上位动力系统控制器中的软件算法,即为人机操作系统信号和bms管理系统相关信息作为输入指令，上位动力系统控制器进行综合处理，按照最优的车辆运行及作业状态进行控制指令输出，协调控制二合一电机控制器；

步骤三：通过二合一电机控制器对驱动电机及油泵电机进行控制，实现电动叉车的驱动运行以及液压转向，和电动叉车的各种液压传动的执行动作。

本发明的有益效果：

1、本发明可使电动叉车的动力系统高度集成、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、本发明使电动叉车驱动及液压动力系统大幅减少甚至取消各零部件间的外部线缆连接，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，延长叉车作业时间；

3、本发明通过集成式液冷冷却系统，大幅降低电动叉车驱动及液压动力系统的温升，提高集成动力系统的可靠性、延长使用寿命，满足更严苛的电动叉车使用要求。

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是本发明的电动叉车驱动及液压集成动力系统及其上位动力控制系统的整体示意图；

图2是本发明的电动叉车驱动及液压集成动力系统的整体结构示意图；

图3是本发明的电动叉车驱动及液压集成动力系统的整体结构示意图；

图4是图2整体结构示意图的a向视图；

图5是图2整体结构示意图的b向视图；

图6是图3整体结构示意图的c向视图；

图7是图3整体结构示意图的d向视图；

图8是图2整体结构示意图的e向视图；

图9是图3整体结构示意图的f向视图。

具体实施方式

如图1-9所示，一种电动叉车驱动及液压集成动力系统及其控制方法，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；

其中，所述驱动动力子系统包括驱动电机1、平行轴减速器2和驱动电机控制单元301；所述驱动电机1输出轴通过花键与平行轴减速器2的输入轴同轴连接；所述平行轴减速器2包含若干组平行布置的齿轮轴，齿轮轴上的每对配对齿轮组相互啮合，且最后一级输出齿轮轴上设置有差速器，其中所有齿轮轴皆通过轴承设置于减速器壳体上；所述驱动电机控制单元301设置于驱动电机与油泵电机二合一电机控制器3内部；

所述液压动力子系统包括油泵电机4、油泵5和油泵电机控制单元302；所述油泵电机4固定连接在所述平行轴减速器2壳体一侧；所述油泵电机4输出轴通过花键与油泵5的输入轴同轴连接；所述油泵电机控制单元302设置于驱动电机与油泵电机二合一电机控制器3内部；

所述驱动电机与油泵电机二合一电机控制器3通过若干支点固定支撑在所述驱动电机1和所述油泵电机4上；

驱动电机1、平行轴减速器2、油泵电机4、油泵和驱动电机与油泵电机二合一电机控制器3皆通过固定连接的方式相互集成为一个整体动力系统；

进一步地，所述上位动力控制子系统包括上位动力系统控制器310，上位动力系统控制器310与驱动电机与油泵电机二合一电机控制器3通过导线311电气连接；

具体控制方法为：上位动力系统控制器310接收来自各人机操作系统的信号和bms电池管理系统的信号，通过上位动力系统控制器310中的软件算法,即为人机操作系统信号和bms管理系统相关信息作为输入指令，上位动力系统控制器310进行综合处理，按照最优的车辆运行及作业状态进行控制指令输出，协调控制驱动电机与油泵电机二合一电机控制器3，从而通过二合一电机控制器3对驱动电机1及油泵电机4进行实时、合理的控制，实现电动叉车安全、可靠、高效的驱动运行以及平稳、节能的液压转向及电动叉车的各种液压传动的执行动作；

所述驱动及液压集成动力系统的对外电气连接仅包括设置于所述驱动电机与油泵电机二合一电机控制器3上的一个高压正负直流接插件303和一个低压信号接插件304；

所述驱动电机1和所述驱动电机与油泵电机二合一电机控制器3的三相动力线及低压信号线均在所述驱动电机1和所述二合一电机控制器3的壳体内部连接；所述油泵电机4和所述驱动电机与油泵电机二合一电机控制器3的三相动力线及低压信号线均在所述油泵电机4和所述二合一电机控制器3的壳体内部连接；

所述驱动电机1、油泵电机4和驱动电机与油泵电机二合一电机控制器3皆通过液冷方式进行冷却，且冷却水路为集成动力系统内部集成串联方式；

所述平行轴变速器2包括壳体上的输出法兰盘201，输出法兰盘201与电动叉车前桥的牙包法兰盘通过止口定位后固定连接为一体；

所述平行轴变速器2包括壳体底部的若干个安装孔202，所述安装孔202可与电动叉车车架上的支撑臂通过螺栓固定连接，避免所述集成动力系统绕前桥轴线旋转。

综上所述，本发明可使电动叉车的动力系统高度集成、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，所述集成动力系统大幅减少甚至取消各零部件间的外部线缆连接，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，延长叉车作业时间；此外，本发明通过集成式液冷冷却系统，大幅降低电动叉车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，满足更严苛的电动叉车使用要求。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。