专利名称：一种混合动力工业车辆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混合动力工业车辆，尤其是一种叉式装卸作业用的 工业车辆，属于装卸装置技术领域。
背景技术：
目前，己有混合动力的工业车辆，如专利公开号为CN1839091A所公开的 一种装卸作业用工业车辆的装卸装置，其主要包括发动机、发电/电动机、液 压油泵、逆变系统、ECU控制器、行走装置、操控装置及装卸装置；发电/电 动机连接逆变系统以及连接用于储能的蓄电池；液压油泵连接装卸装置；与 上述逆变系统连接的行走装置；操控上述装卸装置及行走装置的操控装置与 ECU控制器连接。在发动机与发龟电动机两者间进行动力之断接的离合器、 电池以及用以驱动叉子的装卸泵。发电电动机采用发电机模式和电动机模式 中的任一种模式，当装卸负荷(用装卸杠杆位置传感器来检出)小于预定值 时将离合设成断开状态，使发动机停止或空转，同时用电动机模式的发电电 动机驱动装卸泵，如果在离合器断开状态下装卸作业中负荷增大到预定值以 上，就增大发电电动机的输出并开始增大发动机的转速，当发动机的转速与 发电电动机的转速相等时，将离合器设成连接状态，用发动机驱动装卸泵。 这种结构复杂、制造成本高，在离合器断开时用电池驱动装卸泵进行装卸作 业中，检测到负荷的增加需起动发动机并使发动机的转速提高到与发电电动 机一样的转速，再连接离合器，其间所需的时间造成装卸作业的反应迟缓， 并且起动发动机和增大电动机功率使蓄电池的放电急切增大，这样会不利于 蓄电池的较长寿命以及不能轻松完成装卸作业。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种混合动力Xik车 辆，能使工业车辆整体的动力装置布置简单化、紧凑化；能用提高发动机运 行的效率来提高能量的转换效率；制造成本低，能解决装卸作业反应迟缓问 题以及能延长蓄电池使用寿命。
本实用新型的主要解决方案是这样实现的
本实用新型主要包括发动机、发电/电动机、液压油泵、逆变系统、ECU
控制器、行走装置、操控装置及装卸装置；发电/电动机连接逆变系统以及连 接用于储能的蓄电池；液压油泵连接装卸装置；与上述逆变系统连接的行走 装置；操控上述装卸装置及行走装置的操控装置与ECU控制器连接，其特征 是所述的发电/电动机与液压油泵之间设有断开或连接的离合器，用于动力的 传递，所述的发电/电动机安装在发动机的飞轮端，以发电机模式工作时由所
述的发动机驱动，通过ECU控制器控制逆变系统与蓄电池连接；给蓄电池充
电或给所述的行走装置提供驱动的电能，以电动机模式工作时由蓄电池经由
ECU控制的逆变系统提供能量，辅助发动机驱动液压油泵。
本实用新型所述的行走装置中的行走电机采用交流感应电机。
本实用新型所述的发电/电动机为多极永磁内转子式发电/电动机。
本实用新型与巳有技术相比具有以下优点
本实用新型由于采用发动机、发电/电动机与液压油泵之间设有断开、连 接的离合器结构，使工业车辆整体的动力装置布置简单化、紧凑化；发动机 的转速由ECU控制器能根据装卸载荷大小来控制，当装卸载荷不大于设定值 时控制发动机处于最经济的工况下运行，只有当装卸载荷大于设定值时，发 动机的转速才提升，与装卸作业时所需功率相匹配。当ECU控制器检测到蓄 电池能量下降到一定水平时，ECU也会控制发动机升到合适的转速，用提高 发动机运行的效率来提高能量的转换效率；当ECU控制器检测到工业车辆行 走时不作装卸作业时，断开离合器，减小发动机由于带动液压油泵所产生的 能量损失，节省能源；同时由于其发动机、发电/电动机的一体化设置，且发 电/电动机可以在装卸载荷的急剧上升时辅助发动机提供所需动力，使装卸作 业变得轻松，并降低了 ECU控制器的复杂程度，并可降低该工业车辆的制造 成本。
图1为本实用新型实施例一的结构示意图。 图2为本实用新型实施例一A放大图。
图3是本实用新型实施例一的混合动力工业车辆框图。
图4是本实用新型实施例二的混合动力工业车辆框图。
图5是本实用新型实施例三的混合动力工业车辆框图。
具体实施方式
下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述
本实用新型主要由发动机1、发电/电动机2、液压油泵3、发动机电调
装置4、储油箱5、 ECU控制器6、逆变系统7、蓄电池8、压力传感器9、液 压转向阀IO、离合器ll、多路阀12、提升油缸13、叉子14、倾斜油缸15、 加速踏板16、制动踏板17、提升操纵手柄18、倾斜操纵手柄19、行走操纵 手柄20、转向电机21、转向液压泵22、转向盘23、转向器24、后转向桥25、 转向油缸26、行走电机27、前桥28、行走装置29、操控装置30、装卸装置 31、动力装置32、发电机33、电动转向器34、电动转向桥35及转向电机36 等组成。
实施例一
如图l、 2、 3所示本实用新型主要由动力装置32、行走装置29、操纵 装置30、装卸装置31、以及ECU控制器6等组成。
本实用新型动力装置32主要由发动机1、发电/电动机2、液压油泵3、 发电机电调装置4、储油箱5、逆变系统7、蓄电池8、压力传感器9、液压 换向阀10以及齿轮传动系11或链条传动装置等组成，采用发动机电调装置 4设置在发动机1上，发动机电调装置4与ECU控制器6连接，根据ECU控 制器6的旋转控制信号来驱动和控制发动机1的运行工况。所述的发电/电动 机2与液压油泵3之间设有断开或连接的离合器11，用于动力的传递，所述 的发电/电动机2安装在发动机l的飞轮端，发电/电动机2的内转子与发动 机1的旋转体直接连接或用联接器连接，发电/电动机2的外定子安装在发动 机1上。发电/电动机2由ECU控制器6控制可以选择发电机或者是电动机之 一的模式来工作，选择发电机模式来工作时通过ECU控制器控制的逆变系统 7，给蓄电池充电或给所述的行走装置提供驱动的电能，以电动机模式工作时 由蓄电池经由ECU控制的逆变系统提供能量，辅助发动机驱动液压油泵。液 压油泵3的出油口用管路连接装卸装置31中的多路阀12，压力传感器9、液 压换向阀10安装在管路中，压力传感器9设在液压油泵3的出油端或出油管 路上，用于检测液压油的压力；液压油泵3为装卸装置31提供液压油驱动装 卸装置31进行装卸作业。发电/电动机2连接由ECU控制器6控制的逆变系 统7，逆变系统7将发电/电动机2的转速、电流、温度等信号反馈给ECU控 制器6。逆变系统7与用于储能的蓄电池8连接；逆变系统7向行走装置29 提供动力。液压油泵3连接储油箱5，储油箱5连接装卸装置31。 ECU控制 器6与操控装置30连接。当ECU控制器6检测到工业车辆仅行走装置32动
作而装卸装置31不作装卸作业时，断开离合器ll，减小发动机l的能源消 耗，达到节省能源的目的。
上述ECU控制器6根据工业车辆装卸作业时压力传感器9的信号来判断 负荷大小并控制发电/电动机2的工作模式，当装卸作业负荷不大于设定值 时，指令发电/电动机2处于发电机工作模式，当装卸作业负荷大于设定值时, 指令发电/电动机2处于电动机工作模式，由蓄电池8通过逆变系统7向电动 机供电，并控制电动机的功率随着装卸作业负荷的增大而增大，辅助发动机 同步为液压油泵3提供驱动动力。
本实用新型所述的装卸装置31主要由多路阀12、提升油缸13、叉子14 以及倾斜油缸15等组成，多路阀12分别用油管连接提升油缸13、倾斜油缸 15，叉子14分别与倾斜油缸15及提升油缸13连接，并跟据ECU控制器6 的指令作相应的动作以驱动提升油缸13，或驱动倾斜油缸15，或同时驱动提 升油缸13和倾斜油缸15的动作作相应的装卸作业，装卸装置31由动力装置 32提供的液压油来驱动，最后液压油由多路阀12回到储油箱5。
本实用新型所述的操控装置30主要由加速踏板16、制动踏板17、提升 操纵手柄18、倾斜操纵手柄19以及行走操纵手柄20等组成，加速踏板16、 制动踏板17、提升操纵手柄18、倾斜操纵手柄19以及行走操纵手柄20分别 通过导线与ECU控制器6连接。操作装置30的主要是给工业车辆发相应的作 业指令，经由各功能操纵手柄给ECU控制器6相应的指令，使ECU控制器6 控制动力装置32、装卸装置31以及行走装置29作相对的作业。
本实用新型所述的行走装置29 (包括行走机构和转向机构)主要由转向 电机21、转向油泵22、转向盘23、转向器24、后转向桥25、转向油缸26、 行走电机27、前桥28等组成。采用行走电机27安装在前桥28上，或与前 桥28制成一体，并与逆变系统7连接，行走电机27采用交流感应电机。转 向油缸26安装在后转向桥25上，转向油缸26两端通过油管分别与转向器 24连接，转向盘23设置在转向器24上，转向器24与转向油泵22连接，转 向油泵22与储油箱5连接，转向油泵22连接转向电机21，转向电机21分 别与逆变系统7及ECU控制器6连接。行走电机27根据ECU控制器6的指令 驱动前桥28，使工业车辆前进或后退，转向盘23的左右旋转给ECU控制器6 发出指令，再由ECU控制器6控制转向电机21旋转带动转向液压泵22提供 转向液压油，经由转向器24控制转向油缸26的运动方向来驱动转向桥25
使工业车辆作相应的左、右转向或保持直行；行走装置29由蓄电池8或发电
/电动机2经由逆变系统7提供的动力驱动，并且行走电机27中设有多余能 量回收装置，将工业车辆在停车或下坡时的制动能量回收，经由逆变系统7， 将回收能量储存于蓄电池8中。
本实用新型行走装置29由蓄电池或发电机通过逆变系统提供动力，并由 ECU控制器根据操纵装置的信号来控制工业车辆的行走、停止、行走速度以 及行走方向。
本实用新型的工作原理
本实用新型中液压油泵用于给工业车辆装卸装置的提升油缸及倾斜油缸 提供驱动液压油，行走装置中设有行走电机驱动车辆行走，设有转向机构使 工业车辆转向，并使转向机构容易操纵，行走电机中设有能量回收装置，将 工业车辆停止或下坡时的制动能量回收，并通过逆变系统将能量储存于蓄电 池中。当装卸负不大于设定值时，仅用发动机给装卸装置提供动力，行走装 置由蓄电池或发电/电动机以发电模式提供动力；当装卸负大于设定值时，发 动机与发电/电动机以电动机模式同时为装卸装置提供动力，保证装卸作业的 轻松完成，此时的行走装置由蓄电池提供动力。发动机的转速由ECU控制器 来控制， 一般处于最经济的工况下运行，但当ECU控制器检测到蓄龟池的能 量下降到一定值时，ECU控制器会指令发动机升高到一个设定的合理转速， 带动发电机发电经由逆变系统给蓄电池充电；另外在装卸作业时发动机的转 速跟油门踏板有关连，并由ECU控制器检测装卸作业的负荷大小，判定后将 发电/电动机置于发电工作模式或电动机工作模式。在离合器断开状态下，一 旦有装卸作业，ECU控制器先指令液压换向阀转向泄压回路，再指令离合器 连接，避免离合器连接时由于负荷重而引起的打滑，这样可延长离合器的使 用寿命。
实施例二
图4所示本实用新型所述实施例二是实施例一的进一步简化，其中采
用发电机33而不采用发电/电动机2，发电机33由发动机1驱动，仅能以 发电模式工作。发电机33连接逆变系统7，逆变系统7直接与行走装置29 中的行走电机27连接。发电机33经由ECU控制器6控制逆变系统7，给叉 车的行走装置29及蓄电池8提供能量，其工作原理同第一实施例，取消了以 电动机的工作模式，进一步降低ECU控制器6的复杂程度，起到降低成本的
7 作用。其余功能与图一实施例相同，在此不再叙说。 实施例三
图5所示本实用新型实施例三行走装置29中不采用液压转向机构，而
釆用电动转向机构。行走装置29主要由转向盘23、电动转向器34、后转向 桥25、电动转向桥35、行走电机27、前桥28及转向电机36等组成；行走 电机27安装在前桥28上，或与前桥28制成一体，并与逆变系统7连接。电 动转向机构采用电动转向桥35安装在后转向桥25上，电动转向桥35上设置 转向电机36，转向电机36通过导线与逆变系统7连接，电动转向桥35通过 导线与ECU控制器6连接。转向盘23设置在电动转向器34上，电动转向器 34通过导线与ECU控制器6连接。电动转向机构由蓄电池8或发电/电动机2 提供动力，当转向盘23发出转向信号，由电动转向器34将信号传递给ECU 控制器6， ECU控制器6处理后向逆变系统7给出信号，驱动转向电机36控 制电动转向桥35动作，驱动后转向桥25，使叉车作转向动作，同时电动转 向桥35也向ECU控制器6反馈信号，告知转向状态参数，其功能与图一实施 例相同。
权利要求1、一种混合动力工业车辆，主要包括发动机(1)、发电/电动机(2)、液压油泵(3)、逆变系统(7)、ECU控制器(6)、行走装置(29)、操控装置(30)及装卸装置(31)；发电/电动机(2)连接逆变系统(7)以及连接用于储能的蓄电池(8)；液压油泵(3)连接装卸装置(31)；与上述逆变系统(7)连接的行走装置(29)；操控上述装卸装置(31)及行走装置(29)的操控装置(30)与ECU控制器(6)连接，其特征是所述的发电/电动机(2)与液压油泵(3)之间设有断开或连接的离合器(11)，所述的发电/电动机(2)安装在发动机(1)的飞轮端，以发电机模式工作时由所述的发动机(1)驱动，通过ECU控制器(6)控制逆变系统(7)与蓄电池(8)连接。
2、 根据权利要求1所述的一种混合动力工业车辆，其特征在于所述的行 走装置(29)中的行走电机(27)采用交流感应电机。
3、 根据权利要求1所述的一种混合动力工业车辆，其特征在于所述的 发电/电动机(2)为多极永磁式发电/电动机。
专利摘要本实用新型涉及一种混合动力工业车辆，尤其是一种叉式装卸作业用的工业车辆，属于装卸装置技术领域。其主要包括发动机、发电/电动机、液压油泵、逆变系统、ECU控制器、行走装置、操控装置及装卸装置。特征是所述的发电/电动机与液压油泵之间设有断开或连接的离合器，用于动力的传递，所述的发电/电动机安装在发动机的飞轮端，以发电机模式工作时由所述的发动机驱动，通过ECU控制器连接控制逆变系统。本实用新型能使工业车辆整体的动力装置布置简单化、紧凑化；能用提高发动机运行的效率来提高能量的转换效率；制造成本低，能解决装卸作业反应迟缓问题以及能延长蓄电池使用寿命。
文档编号B66F9/22GK201009756SQ20072003470
公开日2008年1月23日 申请日期2007年2月12日 优先权日2007年2月12日
发明者肖亨琳 申请人:无锡开普动力有限公司