一种纯电动环卫车的制作方法

专利名称：一种纯电动环卫车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种环卫车，具体涉及一种专门用于装载储运垃圾的纯电动环卫车。
背景技术：
随着城市化的发展，人们的生活社区的逐步聚集，制造的垃圾日益增多。据可靠消息报道，北京每天要产生生活垃圾8700吨，如果按4吨的卡车，每天要运出2175卡车城市垃圾。而汽车在运输的同时，会排放大量尾气，同样也是一种污染的来源，所以，电动垃圾车便应运而生，提供一种环保的方式装载储运城市垃圾。目前的纯电动垃圾车，多为小型三轮车，例如专利号为200920031172. X的中国专利公开了一种三轮电动垃圾车，通过在车架上设置电瓶，车架后端设置电机，电瓶通过导线与电机连接，提供动力，电机通过链条在后桥上的齿轮相连接，在车架上设置垃圾箱。专利号为200810026847. 1的中国专利公开了在一种新型结构纯电动汽车，包括新设计车壳、车架和动力系统以及系列常规汽车的底盘零部件，车架为由主车架、副车架和顶架构成的轻型承载式整体框架；动力系统安装在主车架上，动力系统由锂离子动力电池包、驱动电机和差速器构成，动力电池包通过易装拆式减振连接器固定于车架上，驱动电机通过减振连接器固定于车架上；车壳为由复合材料构成的非承载式外壳，车壳固定安装在车架上、并构成易装拆式连接结构。以上专利所公开的电动车辆其结构较为简单，集成程度较低。专利号为200920031172. X的中国专利公开了一种电动车辆充电装置，包括电源总线、变压器、多路输出DC/DC变换器、充电控制系统、充电导线和充电接口，所述电源总线与变压器连接，所述变压器与多路输出DC/DC变换器连接，所述充电控制系统与多路输出 DC/DC变换器连接，所述充电导线分别与多路输出DC/DC变换器的各个输出电压端连接，所述充电接口与各条充电导线连接，但是并没有公开车载式的充电装置。专利号为200920299812的中国专利公开了一种车载充电机，包括输入电路、变压器、整流电路、稳压电路和输出电路，所述的车载充电机设有控制芯片和CAN通讯接口。采用上述技术方案，充电模式灵活，可编程控制；充电效率提高；可以实现对电网的零污染， 实现过热、过充、欠压、反接及短路保护，散热性能及显示性能良好。专利号为200820239424. 3的中国专利公开了一种电动汽车的整车电气系统，包括动力系统、充电系统、电动辅助系统，所述的动力系统包括主驱动电机和动力电池组，所述的电动汽车的整车电气系统还设有整车控制与能量管理单元、转向助力系统和真空助力制动系统，所述的转向助力系统和真空助力制动系统由所述的动力系统的电源供电；所述的整车控制与能量管理单元通过信号传输电路与所述的动力系统、转向助力系统、充电系统、真空助力制动系统、电动辅助系统连接，所述的电动汽车的整车电气系统中设DC/DC电源转换器，所述的DC/DC电源转换器是将高压直流电转变成DC13. 8V直流电，所述的电动汽车的整车电气系统设高压配电盒，所述的动力系统中设主驱动电机控制器，所述的主驱动电机通过所述的主驱动电机控制器与高压配电盒连接，所述的动力系统设电子加速踏板， 所述的电子加速踏板的电路与所述的主驱动电机控制器连接；所述的动力电池组通过所述的高压配电盒及主驱动电机控制器与主驱动电机连接并向主驱动电机供电；所述的转向助力系统中设转向电机、EPS控制器，所述的转向电机、EPS控制器与DC/DC电源转换器23连接，并由其供电。专利号为201010296300的中国专利公开了一种纯电动汽车电动真空助力控制系统，其特征在于包括制动踏板、真空助力器、真空泵、真空储能罐、继电器和整车控制器，所述真空助力器分别与制动踏板和真空储能罐连接，真空泵通过真空储能罐与所述真空助力器连接，真空储能罐内设有压力开关，压力开关和真空泵分别与整车控制器连接；继电器一端连接12V电源，另一端连接真空泵正极，真空泵与真空储能罐直接相连，电源正极连接压力开关，负极直接接地，通过12V蓄电池提供电源；所述控制装置由压力开关测试真空储能罐内的真空度，当真空储能罐低于某一真空度时，压力开关闭合，并将该信号送到整车控制器，整车控制器控制真空泵工作。专利号为99805754的中国专利公开了一种汽车的电驱动助力转向机构，包括一与方向盘工作连接的输入轴。输入轴用于传递要转向的车轮转向所需的转向扭矩。输出部分与要转向的车轮工作连接。通过它可将助力施加在输入轴或输出部分上的电动机设在助力转向机构上。为了获知当时存在的汽车设计方案的特征值设一识别单元。获知的特征值输入用于匹配控制电动机的电子单元。当时存在的汽车设计方案的特征值包括涉及汽车前轴负荷的数据和/或轮胎特征数据。以上专利并没有就纯电动环卫车的整车进行公开，并且没有就整车中各功能结构部分的位置进行优化布置，使得整车机动性、操作性、方便性都更好的提升。为了保证电动汽车操纵简单方便，具有良好的行驶性能、灵活性、稳定性和舒适性，电动汽车应具有与其行驶和使用要求相适应的动力传动系统。在当前的电动汽车中，大多采用单电机独立驱动形式，这样能最大限度减少相应的质量和成本，但是这样的系统对于电动机、离合器和变速器之间的匹配和控制要求较高。 为了满足电动汽车整车的动力性、经济性、舒适性等相关要求，研发性能优良的变速系统显得尤为重要。在汽车动力传动技术领域，能够消除频繁的起步、换挡，减轻驾驶员的操纵强度的机械式自动变速系统得到越来越多的应用。机械自动变速系统操纵机构样式很多，尤以液压操纵机构为主。近年来以电机为执行机构的操纵装置因为性能稳定、维护方便、结构紧凑、可靠性高、响应速度和控制精度高等优点越来越受到重视。

发明内容
本发明推出一种专门用于储运垃圾或者装载分类垃圾的纯电动环卫车。所述电动环卫车采用可重复充电并可以快速更换的动力电池包为整车提供能源；通过整车的充电接口，可以由地面充电机或车载充电机进行整车充电，所述车载能源 转换单元，可以通过插头和家用220V插座连接，然后转化成直流电给动力电池包充电；由电驱动系统为整车提供动力；高压电器柜可以提供整车高压配电及保护功能；有专用的垃圾箱可以用来储运垃圾； 由专用的大功率DC/DC变换器可以满足整车行驶和环卫作业的低压用电需求；整车采用真空助力制动方式，由电驱动的真空泵提供助力；整车采用电驱动助力转向，由电动马达直接对方向盘管柱提供助力；整车采用电驱动空调；整车具有整车控制系统，可以按照驾驶员的意图控制车辆，同时可以检测整车故障信息并进行处理；整车具备信息显示终端，可以显示整车的各种信息，所述整车控制系统已经被中国200810085028. 4号专利申请所公开。动力电池包由动力电池箱和动力电池箱外框架组成。单个或多个动力电池箱可以固定在动力电池箱外框架中，动力电池箱和动力电池箱外框架的机械连接、电气连接和通讯连接，可以快速的断开和接通，即动力电池箱可以进行快速更换。所述动力电池包布置在驾驶室后面的车架靠前上方，将重量均勻的压在四轮上， 增加整车的行使稳定性，所述动力电池包由动力电池箱外框架和车架纵梁紧固连接。动力电池包通过高压接口、低压接口和通讯接口与整车进行电气连接。 整车存在两个充电接口。通过充电接口一，可以使用地面充电机对整车进行充电； 通过充电接口二，可以通过车载充电机对整车进行充电，车载充电机同，充电接口一、充电接口二均位于车架纵梁后方，使得充电时更为容易，而省去了将接口置于车身一侧时对停车位置带来的局限性。所述的车载充电机，其输入为220V/50HZ家用交流电，可以方便的通过家用电源插座用车载充电机为整车进行充电。所述电动车驱动系统，主要由驱动电机及电机控制器、自动离合器和机械式自动变速器(AMT)组成，其中自动离合器又包括离合器和驱动装置及其可选的机械增力机构； 机械式自动变速器又包括机械变速器、选挡电机及其操纵机构、换挡电机及其操纵机构，所述自动离合器的主动部分与车辆驱动电动机输出轴相连，从动部分与机械式自动变速器的输入轴相连，所述自动离合器采用干式膜片弹簧离合器，在不改变离合器基本结构的基础上，对离合器接合与分离的位移和速度进行实时控制；所述干式膜片弹簧离合器由直线电机或旋转电机加凸轮机构驱动其直接或间接的接合和分离；所述机械式自动变速器采用定轴齿轮式变速器，具体传动结构主要包括输入轴总成、中间轴总成、输出轴总成三部分，所述控制器能向CAN网络发布信息，包括电压、电流、扭矩、转速、电机温度、控制器温度、电机运行状态、控制器运行状态、水泵电源运行状态、故障代码，电机控制器预留检测端口，以方便调试和维护；所述驱动电机及控制器具备电气保护功能，电机与控制器具备欠压保护功能，在输入电压低于290VDC时，电机控制器保护停机，电机与控制器具备过压保护功能，在输入电压或者制动电压大于450VDC时，电机控制器保护停机，电机与控制器具备过流和短路保护功能，电机与控制器具备热保护功能，电机与控制器发生电气保护时，除水泵继续运转Imin外，其它立刻停止，电机控制器发生电气保护可以自动回复。所述第一轴即输入轴总成，主要由与第一轴制成一体的一轴常啮合齿轮组成；所述中间轴总成主要由与中间轴制成一体的中间轴N挡常啮合齿轮(N可以是任意自然数) 和中间轴常啮合齿轮组成；所述第二轴总成主要由输出轴以及空套在其上的二轴N挡齿轮及同步器组成，如图1所示。所述机械式自动变速器的选位、换挡执行机构采用直流电机驱动，所述的电机均由车载蓄电池提供电能。所述系统中设置了制动状态传感器，用于感知制动信息；位移传感器，用于表征离合器接合、分离的程度；转速传感器包括离合器输入、输出轴传感器和车速传感器，用于采集控制参数；挡位传感器，用于传达换挡信号。在车辆仪表盘处设置的主要包括前进挡开关、倒挡开关、制动指示灯、倒车指示灯、挡位显示、强制保护模式报警、故障报警、误操作报警、过载报警。
该系统控制实现上采用了分层式控制策略，分布式的结构实现，并将其融入控制器局域网(CAN)。所述上述控制策略分为两层，上层控制策略通过判断驾驶员意图、检测外界条件及汽车运行工况，得出离合器接合规律；下层控制策略即是控制离合器执行机构跟踪离合器接合规律。 所述自动离合器采用了自学习补偿控制策略，模糊控制和PID控制算法，对离合器接合与分离的位移和速度进行实时控制。所述电动车驱动系统的控制方法为，车辆起步时，离合器始终处于全接合状态，车辆靠自身驱动电机的速度特性起步，所述车辆起步状态的判定条件是车辆处于前进挡或倒车挡状态且车速为零，车辆加减速时，即驾驶员踩下加速踏板，根据换挡规律，达到换挡点后，离合器控制单元控制其迅速分离，此时车辆驱动电机控制器根据AMT控制单元发出的目标转速进行调速，目标转速是由AMT控制单元根据车速和目标挡位计算得到；与此同时， AMT控制单元接收到离合器分离的状态反馈后，控制变速器完成摘挡动作，选位操纵，随即进行换挡操作；完成换挡操纵后，AMT控制单元向驱动电机控制单元发出自由模式请求，此时无论驱动电机的调速是否达到目标转速，都要强制进入自由模式；确认电机处于自由模式后，AMT控制单元传递请求接合信息给离合器控制单元，待离合器接合后，向控制电机发出力矩模式请求，电机恢复为正常力矩输出模式，进入正常行驶状态。所述自动换挡规律采用基于加速踏板开度、车速和加速度的三参数换挡规律。车辆加减速时，遵循逐级加减档的原则。离合器的接合速度是通过主、从动部分的转速差来确定的，遵循转速差越大，接合速度越慢，转速差越小，接合速度越快的原则。离合器接合量是选用从动部分的转速以及主、从动部分的转速差作为控制参数， 要点在于根据转速差及其变化速度，通过控制算法及时并适当的调整接合程度，使得主、从动部分得以最快速度接近，但又不得过快超过设定阀值的转速差增量。车辆遵循制动优先的原则，只有当制动解除时，自动变速系统才会根据自动换挡规律进行换挡，此工况允许越级换挡。误操作时，首先指车辆驱动电动机还在前进状态时，误启动倒挡开关，此时离合器应立即迅速分离，立即报警；其次，当驾驶员同时踩下加速踏板和制动踏板时，认为制动信号有效。超载时，离合器应迅速分离，限制传动系统所承受的最大转矩，防止传动系统过载。所述自动离合器是通过装在加速踏板转动轴上的角位移传感器信号，控制其所处状态，使电动汽车根据需要选择合适的速度行驶。当驱动电机控制单元、离合器控制单元、AMT控制单元中的任意控制单元或控制局域网(CAN)无法正常工作时，车辆进入强制保护模式并报警，此时车辆只能以当前行驶状态行驶，或停车，不允许进行换挡操作。所述的高压电器柜由断路器、接触器、微型空气断路器和保险等集成在高压电气箱内，为整车的高压部件提供配电并具有过流、短路保护功能。高压电器柜安装在车架纵梁夕卜侧，动力电池包下方。
所述的专用的大功率DC/DC变换器能把动力电池包的高压直流电变换成整车行驶和环卫作业所需的低压用电，布置于车架纵梁后方内侧。所述的电驱动空调由空调控制器、电驱动压缩机、PTC加热器等组成；空调控制器可以根据驾驶员的指令来控制空调是制冷还是加热，可对电驱动压缩机采用变频控制。具体控制方法为空调控制器通过温度旋钮接受驾驶员指令后，根据此时车内温度传感器传来的温度数据，自动判断空调应该制冷还是加热，并通过驾驶员预设温度和车内实际温度的温度差，来决定加热和制冷的强度，具体为控制空调的风量和压缩机工作频率。所述的整车控制器可以接受点火开关信号和充电请求信号，按照驾驶员的意图控制高压部件闭合或断开高压电路；整车控制器可以接受油门、制动和前进后退开关信号，实现控制驱动电机正反转及调速功能；整车控制器通过CAN总线与驱动电机、自动离合器、 AMT变速器和电池管理系统和空调进行信息传输；整车控制器可以读取零部件上传到CAN 总线上的故障信息，按照不同的故障类型对整车采取报警、降功率、断高压等不同措施。所述的信息显示终端接入整车CAN网络，可以读取整车控制器、电池管理系统、电机控制器、自动离合器、AMT变速器发送的信息，实时显示各零部件状态；信息显示终端具有分页显示功能。


图1为本发明的一优选实施例的纯电动环卫车正视图； 图2为本发明的一优选实施例的纯电动环卫车俯视图3为本发明的一优选实施例的纯电动环卫车的电驱动系统结构示意图4为本发明的一优选实施例的纯电动环卫车的网络拓扑图5为本发明的一优选实施例的纯电动环卫车的电驱动系统的结构原理图6为本发明的一优选实施例的纯电动环卫车的电驱动系统的工作原理图7为本发明的一优选实施例的纯电动环卫车的分布式网络电子系统示意图8为本发明的一优选实施例的纯电动环卫车的电驱动系统的正常工作控制流程图9为本发明的一优选实施例的纯电动环卫车的高压原理图。图中
1.电机控制器、2.动力电池包、3.动力电池箱外框架、4.高压电器柜、5. AMT自动变速器、6.驱动电机、7.自动离合器、8.车载充电机接口、9.地面充电机接口、10. DC/ DC变换器、11.车载充电机、12.第一轴、13. —轴常啮合齿轮、14. 二轴一挡齿轮、15. 二轴二挡齿轮、16. 二轴三挡齿轮、17.第二轴(输出轴)、18.中间轴、19.中间轴三挡常啮合齿轮、20.中间轴二挡常啮合齿轮、21.中间轴一挡常啮合齿轮、22.中间轴常啮合齿轮、23.直线电机、24.车架纵梁、25.传动轴、26.后桥、27.连接接口。
具体实施例方式现在结合具体实施例来描述本发明的一种专门用于储运垃圾 或者装载分类垃圾的纯电动环卫车。所述电动环卫车采用可重复充电并可以快速更换的动力电池包2为384V/60Ah锂离子动力电池来为整车提供能源；通过整车的充电接口，可以由地面充电机或车载充电机 11进行整车充电，所述地面充电机的规格为输入380VAC输出420VDC/120A，所述车载充电机规格3. 3kw输入220VAC输出420VDC ；所述车载充电机即车载能源转换单元，可以通过插头和家用220V插座连接，然后转化成直流电给动力电池包2充电；由电驱动系统为整车提供动力；高压电器柜4可以提供整车高压配电及保护功能；有专用的垃圾箱可以用来储运垃圾；由专用的大功率DC/DC变换器10可以满足整车行驶和环卫作业的低压用电需求， 所述DC/DC变换器10参数为2kw输入383VDC输出14VDC ；整车采用真空助力制动方式，由电驱动的真空泵提供助力；整车采用电驱动助力转向，由电动马达直接对方向盘管柱提供助力；整车采用电驱动空调；整车具有整车控制系统，可以按照驾驶员的意图控制车辆，同时可以检测整车故障信息并进行处理；整车具备信息显示终端，可以显示整车的各种信息。 动力电池包2由动力电池箱和动力电池箱外框架3组成。单个或多个动力电池箱可以固定在动力电池箱外框架3中，动力电池箱和动力电池箱外框架3通过连接接口 27进行机械连接、电气连接和通讯连接，可以快速的断开和接通，即动力电池箱可以进行快速更换。所述动力电池包2布置在驾驶室后面的车架纵梁24靠前上方，将重量均勻的压在四轮上，增加整车的行使稳定性，所述动力电池包2由动力电池箱外框架3和车架纵梁24 紧固连接。动力电池包2通过高压接口、低压接口和通讯接口与整车进行电气连接。整车存在两个充电接口，通过充电接口一即地面充电机接口 9，可以使用地面充电机对整车进行充电；通过充电接口二即车载充电机接口 8，可以通过车载充电机11对整车进行充电。所述的车载充电机11，其输入为220V/50HZ家用交流电，可以方便的通过家用电源插座用车载充电机11为整车进行充电。所述的电驱动系统如图3、5所示，具有由驱动电机6及电机控制器1、自动变速系统组成。驱动电机6及自动变速系统均固定在车架纵梁内侧，所述驱动电机规格为 30kw/8000rpm/100Nm,通过传动轴25和后桥26进行动力连接，驱动车轮运转，实现车辆的前进后退功能。以3挡变速器为例进行说明，其中自动离合器2又包括离合器和驱动装置及其可选的机械增力机构；机械式自动变速器5又包括机械变速器、选挡电机及其操纵机构、换挡电机及其操纵机构；所述自动离合器7的主动部分与车辆驱动电机输出轴相连，从动部分与机械式自动变速器的输入轴相连；所述自动离合器7采用干式膜片弹簧离合器，在不改变离合器基本结构的基础上，对离合器接合与分离的位移和速度进行实时控制，结构简单， 成本更低；所述干式膜片弹簧离合器由直线电机23或旋转电机加凸轮机构驱动其直接或间接(间接主要指具有机械式增力机构时)的接合和分离；所述机械式自动变速器5采用定轴齿轮式变速器，具体传动结构主要包括变速器输入轴总成、中间轴总成、输出轴总成三部分；所述输入轴总成，主要由与第一轴12制成一体的一轴常啮合齿轮13组成；所述中间轴总成主要由与中间轴18制成一体的中间轴三挡常啮合齿轮19、中间轴二挡常啮合齿轮20、 中间轴一挡常啮合齿轮21、中间轴常啮合齿轮22组成；所述输出轴总成主要由输出轴以及空套在其上的二轴三挡齿轮16、二轴二挡齿轮15、二轴一档齿轮14、一二挡同步器、三挡同步器等组成；所述机械式自动变速器的选位、换挡执行机构采用直流电机驱动，使用车载电源为动力源。所述的电动机均由车载蓄电池提供电能；所述车载蓄电池可以是磷酸铁锂动力电池、铅酸电池、镍氢电池、锌空气电池等。参考图6、图7，该系统控制实现上采用了分层式控制策略，分布式的结构实现，并将其融入控制器局域网(CAN)；上述控制策略分为两层，上层控制策略通过判断驾驶员意图、检测外界条件及汽车运行工况，得出离合器接合规律；下层控制策略即是控制离合器执行机构跟踪离合器接合规律。所述自动离合器采用了自学习补偿控制策略，模糊控制和PID 控制算法，对离合器接合与分离的位移和速度进行实时控制。电机控制器通过CAN总线和整车控制器通讯，并响应整车控制器的指令。电机及控制器能按照整车控制器采集并传输的加速踏板指令运转。在松开加速踏板时，不需要电机控制器自行电制动。从电机轴伸端看，电机默认旋向为逆时针，当接收到整车控制器采集并传输的倒档指令时，从电机轴伸端看，电机必须顺时针方向旋转。电机及控制器可以按照整车控制器采集并传输的制动指令进行制动。当电机控制器接收到制动指令后，产生随时间变化的制动力矩和反电压，此反电压必须小于450V。电机及其控制器的冷却方式为水冷，自带冷却水泵及水泵电源。当冷却水泵只为 30kw电机及其控制器提供冷却时，由电机控制器控制水泵和散热器散热风扇的运转。由膨胀水箱水位传感器提供信号到电机控制器，膨胀水箱无水时，电机控制器停止工作。

电机控制器响应整车控制器的降功率行驶指令，功率降至15kw、扭矩降至60Nm。 电机控制器会响应整车控制器的停车指令，除水泵继续运转Imin外，其它立刻停止。在没有踩下加速踏板的前提下，电机控制器会响应整车控制器的恒转速运转指令，可以以 1500rpm转速持续运转。电机控制器应能向CAN网络发布信息，包括电压、电流、扭矩、转速、电机温度、控制器温度、电机运行状态、控制器运行状态、水泵电源运行状态、故障代码等。电机控制器预留检测端口，以方便调试和维护。电机与控制器具备电气保护功能。电机与控制器具备欠压保护功能，在输入电压低于290VDC时，电机控制器保护停机。电机与控制器具备过压保护功能，在输入电压或者制动电压大于450VDC时，电机控制器保护停机。电机与控制器必须具备过流和短路保护功能。电机与控制器具备热保护功能。电机与控制器发生电气保护时，除水泵继续运转Imin 外，其它立刻停止。电机控制器发生电气保护可以自动回复。参考图8基于上述自动变速系统的车辆，起步时，离合器始终处于全接合状态，车辆靠自身驱动电机的速度特性起步；车辆加减速时，即驾驶员踩下加速踏板，根据换挡规律，达到换挡点后，离合器控制单元控制其迅速分离，此时车辆驱动电机控制器根据AMT控制单元发出的目标转速进行调速，目标转速是由AMT控制单元根据车速和目标挡位计算得到；与此同时，AMT控制单元接收到离合器分离的状态反馈后，控制变速器完成摘挡动作， 选位操纵，随即进行换挡操作；完成换挡操纵后，AMT控制单元向驱动电机控制单元发出自由模式请求，此时无论驱动电机的调速是否达到目标转速，都要强制进入自由模式；确认电机处于自由模式后，AMT控制单元传递请求接合信息给离合器控制单元，待离合器接合后， 向控制电机发出力矩模式请求，电机恢复为正常力矩输出模式，进入正常行驶状态；车辆制动时，车辆遵循制动优先的原则，只有当制动解除时，自动变速系统才会根据自动换挡规律进行换挡，但值得说明的是，此工况允许越级换挡；误操作时，首先指车辆驱动电动机还在前进状态时，误启动倒挡开关，此时离合器应立即迅速分离，立即报警；其次，当驾驶员同时踩下加速踏板和制动踏板时，认为制动信号有效；超载时，离合器应迅速分离，限制传动系统所承受的最大转矩，防止传动系统过载。上述车辆起步状态的判定条件是车辆处于前进挡或倒车挡状态且车速为零；车辆加减速时，遵循逐级加减档的原则。上述离合器的接合速度是通过主、从动部分的转速差来确定的，大体上来说，遵循转速差越大，接合速度越慢，转速差越小，接合速度越快的原则；离合器接合量是选用从动部分的转速以及主、从动部分的转速差作为控制参数，根据转速差及其变化速度，通过控制算法及时并适当的调整接合程度，使得主、从动部分得以最快速度接近，但又不得过快超过设定阀值的转速差增量。上述自动离合器是通过装在加速踏板转动轴上的角位移传感器信号，控制其所处状态，使电动汽车根据需要选择合适的速度行驶；自动变速系统中设置了制动状态传感器， 用于感知制动信息；位移传感器，用于表征离合器接合、分离的程度 ；转速传感器包括离合器输入、输出轴传感器和车速传感器，用于采集控制参数；挡位传感器，用于传达换挡信号寸。另外，车辆仪表盘处设置了一系列的开关、指示灯和显示屏，涉及到本发明的主要包括前进挡开关、倒挡开关、制动指示灯、倒车指示灯、挡位显示、强制保护模式报警、故障报警、误操作报警、过载报警等。当驱动电机控制单元、离合器控制单元、AMT控制单元中的任意控制单元或控制局域网(CAN)无法正常工作时，车辆进入强制保护模式并报警，此时车辆只能以当前行驶状态行驶，或停车，不允许进行换挡操作。所述的高压电器柜由断路器、接触器、微型空气断路器和保险等集成在高压电气箱内，为整车的高压部件提供配电并具有过流、短路保护功能。高压电器柜安装在车架纵梁夕卜侧，动力电池包下方。图9示本发明纯电动环卫车的高压原理图，其中，BTl为动力电池，数量为2，参数为60Ah/384VDC ；ZJl为断路器，数量为1，整定电流200A ；RXl为快速熔断器，参数为 800V/250A ；ZJ2为接触器，数量为2，参数为EV200 ；Kl为空气断路器，数量为1，参数为 AC380V/6A/2P ；FLQ为分流器，数量为1 ；CZ为充电插座，数量为1 ；DC/DC为直流变换器， 数量为1 ；DC/AC为空调电源，数量为1 ；RX2为快速熔断器，数量为1，参数为800V/250A; NBQ为主电源，数量为1 ；M为驱动电机，数量为1 ；KKl为直流断路器，数量为1，参数为 DC440V/16V/2P ；KK2为直流断路器，参数为DC440V/40V/2P ；KM为空调压缩机，数量为1 ； KK3为直流断路器，数量为1，参数为DC440V/40V/2P。所述的专用的大功率DC/DC变换器能把动力电池包的高压直流电变换成整车行驶和环卫作业所需的低压用电，布置于车架纵梁后方内侧。所述的电驱动空调由空调控制器、电驱动压缩机、PTC加热器等组成；空调控制器可以根据驾驶员的指令来控制空调是制冷还是加热，可对电驱动压缩机采用变频控制。所述的整车控制器可以接受点火开关信号和充电请求信号，按照驾驶员的意图控制高压部件闭合或断开高压电路；整车控制器可以接受油门、制动和前进后退开关信号，实现控制驱动电机正反转及调速功能；整车控制器通过CAN总线与驱动电机、自动离合器、AMT变速器和电池管理系统和空调进行信息传输；整车控制器可以读取零部件上传到CAN 总线上的故障信息，按照不同的故障类型对整车采取报警、降功率、断高压等不同措施。
所述的信息显示终 端接入整车CAN网络，可以读取整车控制器、电池管理系统、电机控制器、自动离合器、AMT变速器发送的信息，实时显示各零部件状态；信息显示终端具有分页显示功能。其中车辆整车控制系统采用200810085028. 4号专利申请中所公开的。
权利要求
1.一种纯电动环卫车，采用可快速更换并可重复充电的动力电池包为整车提供能源； 通过整车不同的充电接口，可以由地面充电机或车载充电机进行整车充电；由电驱动系统为整车提供动力；由高压电器柜提供整车高压配电及保护功能；有专用的垃圾箱可以用来储运垃圾；由大功率DC/DC变换器可以满足整车行驶和环卫作业的低压用电需求；所述环卫车采用真空助力制动方式，由电驱动的真空泵提供助力；采用电驱动助力转向，由电动马达直接对方向盘管柱提供助力；整车采用电驱动变频空调；整车具有整车控制系统，可以按照驾驶员的意图控制车辆，同时可以检测整车故障信息并进行处理；整车具备信息显示终端，可以显示整车的各种信息，其特征在于所述动力电池包由动力电池箱和动力电池箱外框架组成，由动力电池箱外框架和车架纵梁紧固连接，单个或多个动力电池箱可以固定在动力电池箱外框架中，动力电池箱和动力电池箱外框架保持机械连接、电气连接和通讯连接，所述动力电池包通过高压接口、低压接口和通讯接口与整车进行电气连接，所述动力电池箱可以进行快速更换。
2.根据权利要求1所述的纯电动环卫车，其特征在于，整车存在两个充电接口，通过地面充电机接口，可以使用地面充电机对整车进行充电；通过车载充电机，可以通过车载充电机对整车进行充电。
3.根据权利要求1所述的纯电动环卫车，其特征在于所述的车载充电机，其输入为 220V/50HZ家用交流电，可以方便的通过家用电源插座用车载充电机为整车进行充电。
4.根据权利要求1所述的纯电动环卫车车，其特征在于所述的电驱动系统由驱动电机及电机控制器、自动离合器和AMT变速器组成，电驱动系统固定在车架纵梁内侧，通过传动轴和后桥进行动力连接，驱动车轮运转，实现车辆的前进后退功能。
5.根据权利要求4所述的纯电动环卫车，其特征在于所述自动离合器又包括离合器和驱动装置及其可选的机械增力机构；机械式自动变速器又包括机械变速器、选挡电机及其操纵机构、换挡电机及其操纵机构，所述自动离合器的主动部分与车辆驱动电动机输出轴相连，从动部分与机械式自动变速器的输入轴相连，所述自动离合器采用干式膜片弹簧离合器，在不改变离合器基本结构的基础上，对离合器接合与分离的位移和速度进行实时控制，所述干式膜片弹簧离合器由直流电机或旋转电机加凸轮机构驱动其直接或间接的接合和分离，所述机械式自动变速器采用定轴齿轮式变速器，具体传动结构主要包括输入轴总成、中间轴总成、输出轴总成三部分，所述第一轴即输入轴总成，主要由与第一轴制成一体的一轴常啮合齿轮组成；所述中间轴总成主要由与中间轴制成一体的中间轴N挡常啮合齿轮(N为任意自然数)和中间轴常啮合齿轮组成；所述第二轴总成主要由输出轴以及空套在其上的二轴N挡齿轮及同步器组成。
6.根据权利要求5所述的纯电动环卫车，其特征在于所述电驱动系统控制实现上采用了分层式控制策略，分布式的结构实现，并将其融入控制器局域网(CAN)；上述控制策略分为两层，上层控制策略通过判断驾驶员意图、检测外界条件及汽车运行工况，得出离合器接合规律；下层控制策略即是控制离合器执行机构跟踪离合器接合规律，所述自动离合器采用了自学习补偿控制策略，模糊控制和PID控制算法，对离合器接合与分离的位移和速度进行实时控制。
7.根据权利要求1、6所述的纯电动环卫车，其特征在于所述的高压电器柜主要通过断路器、接触器、微型空气断路器和保险集成在高压电气箱内来实现，为整车的高压部件提供配电并具有过流、短路保护功能，高压电器柜安装在车架纵梁外侧，动力电池包下方。
8.根据权利要求1、6所述的纯电动环卫车，其特征在于所述的大功率DC/DC变换器把动力电池包的高压直流电变换成整车行驶和环卫作业所需的低压用电，同车载充电机接口与地面充电机接口都布置于车架纵梁后方内侧，取得显著的实用效果。
9.根据权利要求1、6所述的纯电动环卫车，其特征在于所述的电驱动空调主要由空调控制器、电驱动压缩机、PTC加热器组成，空调控制器可以根据驾驶员的指令来控制空调是制冷还是加热，并可对电驱动压缩机采用变频控制。
10.根据权利要求1、6所述的纯电动环卫车，其特征在于所述的整车控制器可以接受点火开关信号和充电请求信号，按照驾驶员的意图控制高压部件闭合或断开高压电路；整车控制器可以接受油门、制动和前进后退开关信号，实现控制驱动电机 正反转及调速功能； 整车控制器通过CAN总线与驱动电机、自动离合器、AMT变速器和电池管理系统和空调进行信息传输；整车控制器可以读取零部件上传到CAN总线上的故障信息，按照不同的故障类型对整车采取报警、降功率、断高压的不同措施。
全文摘要
本发明公开了一种纯电动环卫车，其采用可快速更换并可重复充电的动力电池包为整车提供能源；通过整车不同的充电接口，可以由地面充电机或车载充电机进行整车充电；由电驱动系统为整车提供动力；由高压电器柜提供整车高压配电及保护功能；有专用的垃圾箱可以用来储运垃圾；由大功率DC/DC变换器可以满足整车行驶和环卫作业的低压用电需求；所述环卫车采用真空助力制动方式，由电驱动的真空泵提供助力；采用电驱动助力转向，由电动马达直接对方向盘管柱提供助力；整车采用电驱动变频空调；整车具有整车控制器，可以按照驾驶员的意图控制车辆，同时可以检测整车故障信息并进行处理，所述电动环卫车集成化程度高，满足了实际生产的需要。
文档编号B60R16/023GK102180101SQ20111009952
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者孙逢春, 林程, 韩冰 申请人:北京理工华创电动车技术有限公司