一种电驱动动力系统及环卫车

摘要

本发明涉及车辆电动力装置的布置技术领域，特别涉及一种电驱动动力系统及环卫车。该环卫车包括车体、车桥、作业设备、作业设备离合器和电驱动动力系统，电驱动动力系统包括第一电机、第二电机、系统输出轴、第一行星排、第二行星排、离合器和取力器；系统输出轴用于与车桥传动连接；第一行星排的输入端与第一电机的输出端传动连接，输出端与系统输出轴传动连接；第二行星排的输入端与第二电机的输出端传动连接，输出端与系统输出轴传动连接；第一、第二行星排中的至少一个配置有取力器；至少配置取力器的行星排与系统输出轴之间设有离合器。该环卫车用于解决现有技术中的环卫车因作业设备需要设置专门的电机而导致的整车生产成本高的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆电动力装置的布置技术领域，特别涉及一种电驱动动力系统及环卫车。

背景技术

环卫车一般包括车体和设置在车体上的作业设备，根据功能不同，环卫车上的作业设备种类也不同，如可以是用于清扫路面的清扫设备，还可以是用于吸尘的吸尘设备等。

随着新能源技术的不断发展，很多环卫车都通过电机来驱动其行驶；因为环卫车在不同工况下对于电机的要求不一样，如在高速行驶时，需要电机有高转速，而不需要很大扭矩，在爬坡时，需要电机有大扭矩，而不需要高转速，所以一个电机很难保证环卫车在不同工况下电机始终处于高效区，因此，目前很多电驱动动力系统中设置两个电机来实现车辆的驱动，如申请公布号为CN108327496A的发明专利申请文件中记载的双电机纯电驱动动力系统就是一种设置两个电机的驱动系统，对于不同的工况，两个电机可以分别单独工作或者一起工作，以保证两个电机始终处于高效区。

而环卫车上的作业设备也需要电机来驱动，这就使得很多环卫车上设有至少三个电机，电机数量较多，不仅会增加环卫车的生产成本，而且还增加了整车的布置难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种电驱动动力系统，用于解决现有技术中的环卫车因作业设备需要设置专门的电机而导致的整车生产成本高和整车布置难度大的问题；本发明的目的还在于提供一种环卫车，用于解决现有技术中的环卫车因作业设备需要设置专门的电机而导致的整车生产成本高和整车布置难度大的问题。

为实现上述目的，本发明所提供的电驱动动力系统采用以下技术方案：

该电驱动动力系统包括：

第一电机；

第二电机；

系统输出轴，用于与车桥传动连接；

第一行星排，输入端与第一电机的输出端传动连接，输出端与系统输出轴传动连接；

第二行星排，输入端与第二电机的输出端传动连接，输出端与系统输出轴传动连接；

第一行星排和第二行星排中的至少一个配置有取力器，以用于向使用该电驱动动力系统的车辆中的作业设备提供动力；

至少配置取力器的行星排与系统输出轴之间设有离合器。

本发明所提供的电驱动动力系统的有益效果是：该电驱动动力系统中的第一行星排和第二行星排中的至少一个配置有取力器，且在配置取力器的行星排与系统输出轴之间设置离合器，这样布置，可以通过离合器的结合来实现对应电机同时驱动系统输出轴转动和驱动取力器动作，还可以通过离合器的分离来实现对应电机不工作或仅驱动取力器动作，总之，可以利用与行星排配套的电机的动力来驱动使用该电驱动动力系统的车辆中的作业设备工作，而不需要再专门设置额外的电机，可以降低使用该电驱动动力系统的车辆的整车制造成本和整车布置难度。

进一步的，第一行星排与第二行星排串联，第一行星排的太阳轮为第一行星排的输入端，第一行星排的行星架为第一行星排的输出端，第一行星排中设有能够锁止齿圈的齿圈制动器。这种结构形式使整个电驱动动力系统的结构更加紧凑，可以减少电驱动动力系统占用的空间。

进一步的，第一行星排中的齿圈和行星架之间设有可用于使两者固定连接的齿圈行星架连接器。这样设置可以实现齿圈和行星架的固定，进而可以实现电机的直接驱动。

进一步的，在传动路径上，第一行星排比第二行星排更靠近系统输出轴，第二行星排配置取力器，与第二行星排配套的离合器设于第一行星排与第二行星排之间。

进一步的，第二行星排的齿圈为第二行星排的输入端，第二行星排的行星架为第二行星排的输出端，第二行星排中设有能够锁止太阳轮的太阳轮制动器。

进一步的，取力器与第二行星排的齿圈传动连接。因为齿圈为第二行星排的输入端，而取力器与齿圈传动连接，相当于从电机到取力器仅经过一级传动，减少了能量的损失。

进一步的，第二行星排中的太阳轮和行星架之间设有可用于使两者固定连接的太阳轮行星架连接器。这样设置可以实现太阳轮和行星架的固定，进而可以实现电机的直接驱动。

进一步的，第二电机的功率比第一电机小。很多作业设备工作所需电机的功率相比车辆行驶所需电机的功率较小，设置第二电机的功率比第一电机小，便于在第二电机驱动作业设备工作时达到高效区间。

本发明所提供的环卫车采用以下技术方案：

该环卫车包括车体、车桥、作业设备、作业设备离合器和电驱动动力系统，电驱动动力系统包括：

第一电机；

第二电机；

系统输出轴，用于与车桥传动连接；

第一行星排，输入端与第一电机的输出端传动连接，输出端与系统输出轴传动连接；

第二行星排，输入端与第二电机的输出端传动连接，输出端与系统输出轴传动连接；

第一行星排和第二行星排中的至少一个配置有取力器，以用于向使用该电驱动动力系统的车辆中的作业设备提供动力；

至少配置取力器的行星排与系统输出轴之间设有离合器；

取力器通过作业设备离合器与作业设备传动连接。

本发明所提供的环卫车的有益效果是：该环卫车的电驱动动力系统中，第一行星排和第二行星排中的至少一个配置有取力器，且在配置取力器的行星排与系统输出轴之间设置离合器，这样布置，可以通过离合器的结合来实现对应电机同时驱动系统输出轴转动和驱动取力器动作，还可以通过离合器的分离来实现对应电机不工作或仅驱动取力器动作，总之，可以利用与行星排配套的电机的动力来驱动作业设备工作，而不需要再专门设置额外的电机，可以降低整车的制造成本和整车的布置难度。

进一步的，第一行星排与第二行星排串联，第一行星排的太阳轮为第一行星排的输入端，第一行星排的行星架为第一行星排的输出端，第一行星排中设有能够锁止齿圈的齿圈制动器。这种结构形式使整个电驱动动力系统的结构更加紧凑，可以减少电驱动动力系统占用的空间。

进一步的，第一行星排中的齿圈和行星架之间设有可用于使两者固定连接的齿圈行星架连接器。这样设置可以实现齿圈和行星架的固定，进而可以实现电机的直接驱动。

进一步的，在传动路径上，第一行星排比第二行星排更靠近系统输出轴，第二行星排配置取力器，与第二行星排配套的离合器设于第一行星排与第二行星排之间。

进一步的，第二行星排的齿圈为第二行星排的输入端，第二行星排的行星架为第二行星排的输出端，第二行星排中设有能够锁止太阳轮的太阳轮制动器。

进一步的，取力器与第二行星排的齿圈传动连接。因为齿圈为第二行星排的输入端，而取力器与齿圈传动连接，相当于从电机到取力器仅经过一级传动，减少了能量的损失。

进一步的，第二行星排中的太阳轮和行星架之间设有可用于使两者固定连接的太阳轮行星架连接器。这样设置可以实现太阳轮和行星架的固定，进而可以实现电机的直接驱动。

进一步的，第二电机的功率比第一电机小。很多作业设备工作所需电机的功率相比车辆行驶所需电机的功率较小，设置第二电机的功率比第一电机小，便于在第二电机驱动作业设备工作时达到高效区间。

附图说明

图1是本发明所提供的电驱动动力系统的实施例的布置示意图。

附图中：1-车桥，2-系统输出轴，3-作业设备，4-作业设备离合器，5-取力器，6-驱动离合器，7-动力电源，8-控制器，9-第一电机，10-齿圈制动器，11-第一齿圈，12-齿圈行星架连接器，13-第一太阳轮，14-第一行星架，15-第二电机，16-第二齿圈，17-第二行星架，18-太阳轮行星架连接器，19-第二太阳轮，20-太阳轮制动器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

本发明所提供的电驱动动力系统的实施例：

如图1所示，该电驱动动力系统为双电机-双行星排系统，包括第一电机9、第一行星排、第二电机15、第二行星排、驱动离合器6、系统输出轴2以及用于与使用该电驱动动力系统的车辆中的作业设备3传动连接的取力器5，系统输出轴2用于与使用该电驱动动力系统的车辆中的车桥1传动连接，第一电机9、第一行星排、第二电机15、第二行星排及系统输出轴2均同轴布置。

如图1所示，第一行星排中的第一太阳轮13作为第一行星排的输入端与第一电机9的输出端传动连接，第一行星排中的第一行星架14作为第一行星排的输出端与系统输出轴2传动连接；第一行星排中的齿圈制动器10可以将第一齿圈11锁止在相应的壳体上，以实现第一齿圈11的制动；第一行星排中还设置有可以用来将第一行星架14和第一齿圈11固定连接的齿圈行星架连接器12；第一行星架14上设有与第一太阳轮13、第一齿圈11啮合的行星轮。

如图1所示，第二行星排中的第二齿圈16作为第二行星排的输入端与第二电机15的输出端传动连接，第二行星排中的第二行星架17作为第二行星排的输出端与第一行星排的第一行星架14传动连接，第二行星排中的太阳轮制动器20可以将第二太阳轮19锁止在相应的壳体上，以实现第二太阳轮19的制动；第二行星排中还设置有可以用来将第二太阳轮19和第二行星架17固定连接的太阳轮行星架连接器18；第二行星架17上设有与第二太阳轮19、第二齿圈16啮合的行星轮。

如图1所示，取力器5与第二行星排中的第二齿圈16传动连接，取力器5的输出轴通过作业设备离合器4与使用该电驱动动力系统的车辆的作业设备3传动连接。

如图1所示，驱动离合器6设置在第一行星排与第二行星排之间，第二行星排的第二行星架17通过驱动离合器6与第一行星排的第一行星架14传动连接，以使两行星排串联在一起。

如图1所示，该电驱动动力系统还包括动力电源7和控制器8，控制器8分别与第一电机9和第二电机15连接，以控制第一电机9和第二电机15的启停，动力电源7为第一电机9和第二电机15供电。

本实施例中，第二电机15的功率比第一电机9的功率小。

该电驱动动力系统可以实现多种模式：

1）低速平路行驶模式

该模式下，第一电机9不工作，第一行星排中的第一齿圈11处于非锁止状态，齿圈行星架连接器12分离；第二电机15工作，第二行星排中的第二太阳轮19处于非锁止状态，太阳轮行星架连接器18结合，第二太阳轮19和第二行星架17固定连接；作业设备3不工作，作业设备离合器4分离；驱动离合器6结合，动力从第二电机15，经第二行星排、第一行星排和系统输出轴2传递到车桥1，驱动使用该电驱动动力系统的车辆行驶。

2）低速平路作业模式

该模式下，第一电机9不工作，第一行星排中的第一齿圈11处于非锁止状态，齿圈行星架连接器12分离；第二电机15工作，第二行星排中的第二太阳轮19处于锁止状态，太阳轮行星架连接器18分离；作业设备3工作，作业设备离合器4结合；驱动离合器6结合，动力从第二电机15，经第二行星排、第一行星排和系统输出轴2传递到车桥1，驱动使用该电驱动动力系统的车辆行驶，同时动力还经第二行星排和取力器5传递到使用该电驱动动力系统的车辆中的作业设备3，驱动作业设备3工作。

3）爬坡行驶模式

该模式下，第一电机9工作，第一行星排中的第一齿圈11处于锁止状态，齿圈行星架连接器12分离；第二电机15工作，第二行星排中的第二太阳轮19处于锁止状态，太阳轮行星架连接器18分离；作业设备3不工作，作业设备离合器4分离；驱动离合器6结合，第一电机9输出的动力经第一行星排和系统输出轴2传递到车桥1，第二电机15输出的动力经第二行星排、第一行星排和系统输出轴2传递到车桥1，驱动使用该电驱动动力系统的车辆行驶。该模式下，双电机耦合，能够输出较大的扭矩，以实现使用该电驱动动力系统的车辆的爬坡，而因为双行星排能够提供较大的减速比，所以第一驱动电机9和第二驱动电机15就可以设计较小的峰值扭矩，电机的成本下降。

4）爬坡作业模式

该模式下，第一电机9工作，第一行星排中的第一齿圈11处于锁止状态，齿圈行星架连接器12分离；第二电机15工作，第二行星排中的第二太阳轮19处于锁止状态，太阳轮行星架连接器18分离；作业设备3工作，作业设备离合器4结合；驱动离合器6结合，第一电机9输出的动力经第一行星排和系统输出轴2传递到车桥1，第二电机15输出的动力经第二行星排、第一行星排和系统输出轴2传递到车桥1，驱动使用该电驱动动力系统的车辆行驶，同时动力还经第二行星排和取力器5传递到使用该电驱动动力系统的车辆中的作业设备3，驱动作业设备3工作。

5）停车作业模式

该模式下，第一电机9不工作；第二电机15工作，第二行星排中的第二太阳轮19处于锁止状态，太阳轮行星架连接器18分离；作业设备3工作，作业设备离合器4结合；驱动离合器6分离，动力从第二电机15，经第二行星排和取力器5传递到使用该电驱动动力系统的车辆中的作业设备3，驱动作业设备3工作。

6）高速行驶模式

该模式下，第一电机9工作，第一行星排中的第一齿圈11处于非锁止状态，齿圈行星架连接器12结合；第二电机15工作，第二行星排中的第二太阳轮19处于非锁止状态，太阳轮行星架连接器18结合；作业设备3不工作，作业设备离合器4分离；驱动离合器6结合，第一电机9输出的动力经第一行星排和系统输出轴2传递到车桥1，第二电机15输出的动力经第二行星排、第一行星排和系统输出轴2传递到车桥1，驱动使用该电驱动动力系统的车辆行驶。该模式下，第一电机9和第二电机15均直接驱动系统输出轴2，此时电驱动动力系统的输出功率为第一电机9和第二电机15的输出功率的和；另外，在高速行驶过程中，通过直接驱动，可以在设计时降低两电机的最高转速，从而降低电机成本。

7）制动模式一

驱动离合器6分离，第一电机9单独工作，制动时通过第一电机9实现使用该电驱动动力系统的车辆的制动能量回收，该模式常用于低车速制动。

8）制动模式二

驱动离合器6结合，第一电机9不工作，第二电机15单独工作，制动时通过第二电机15实现使用该电驱动动力系统的车辆的制动能量回收，该模式常用于低车速制动。

9）制动模式三

驱动离合器6结合，第一电机9和第二电机15同时工作，制动时通过第一电机9和第二电机15实现使用该电驱动动力系统的车辆的制动能量回收，该模式常用于大扭矩制动、持续下坡制动和高车速制动。

上述实施例中，第二行星排的第二行星架与第一行星排的第一行星架传动连接，以使两行星排串联在一起。在其他实施例中，第二行星排的第二行星架也可以直接通过专门的系统输出轴输出动力，第一行星排和第二行星排并联设置。

上述实施例中，驱动离合器仅设置一个，且设置在第一行星排和第二行星排之间。在其他实施例中，驱动离合器也可设置两个，第一行星排通过一个驱动离合器与系统输出轴传动连接，第二行星排通过另一个驱动离合器与第一行星架传动连接，此种情况下，取力器与任何一个行星排传动连接均可以。

上述实施例中，第一行星排的太阳轮与第一电机传动连接，第一行星排的行星架与系统输出轴传动连接；第二行星排的齿圈与第二电机传动连接，第二行星排的行星架与第一行星架传动连接。在其他实施例中，可根据实际情况，调整第一行星排和第二行星排的输入端与输出端。

上述实施例中，第一行星排中设置齿圈行星架连接器，第二行星排中设置太阳轮行星架连接器。在其他实施例中，也可以不设置齿圈行星架连接器和太阳轮行星架连接器，同样可以使用。

上述实施例中，取力器与第二行星排的齿圈传动连接。在其他实施例中，取力器也可以与第二行星排中的行星架或太阳轮传动连接，同样可以使用。

上述实施例中，第二电机的功率比第一电机的功率小。在其他实施例中，第二电机的功率也可以比第一电机的功率大，或者两者的功率相同，同样可以使用。

本发明还提供一种环卫车，该环卫车包括车体、车桥、作业设备、作业设备离合器和电驱动动力系统，作业设备作为环卫车的功能设备，对于不同功能的环卫车，作业设备的种类也不同；电驱动动力系统的结构与上述实施例中的电驱动动力系统的结构相同，此处不再赘述。