一种工程机械电驱动改制结构的制作方法

1.本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种工程机械电驱动改制结构。


背景技术：

2.随着社会进步，国家做出了’碳达峰，碳中和’的规划，对工矿企业碳排放提出更严格的要求，目前传统装载机，挖掘机等设备通常以柴油机为动力，存在如下缺点：排放污染非常高、使用燃料成本高、短效设备维护成本、碳排放指标达不到国家排放标准。且纯电动工程机械刚刚起步价格昂贵。面对这样的大环境，本技术人特别提出一种低成本工程机械电驱动改制方案，适用于发动机油耗过大节约能源成本，粉尘环境对发动机损伤的维保费用，高原缺氧导致燃油发动机动力不足，通风不畅尾气排放影响呼吸健康等工况，兼顾环保要求与经济性指标。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种工程机械电驱动改制结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.本新型低成本工程机械电驱动改制结构方案，通过磷酸铁锂电池供给电机驱动器动力源，整车控制器采集电子油门，模拟发动机转速与力矩控制电机，通过传动系统将动力传递给原有车辆部件。
5.本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现：一种工程机械电驱动改制结构，包括动力电池系统、电驱动系统、传动系统、热管理系统，所述动力电池系统通过螺栓固定于工程机械车体上，所述动力电池系统通过连接线与所述电驱动系统连接，所述电驱动系统通过电机支架螺栓连接于工程机械车体上，所述电驱动系统上远离所述动力电池系统一端通过法兰螺栓连接着所述传动系统的十字轴一端，所述热管理系统通过螺栓连接于整体固定于电机支架上，所述动力电池系统、电驱动系统、传动系统、热管理系统分别与整车控制系统连接。
6.进一步地，所述整车控制系统整体固定于工程机械车体驾驶室内，所述整车控制系统包括vcu车辆控制器、液晶仪表、电子油门、急停开关、保险盒，所述vcu车辆控制器与急停开关通过24v电源线电性连接，所述vcu车辆控制器与保险盒通过低压电源线束电性连接；
7.液晶仪表通过低压通信线束与所述vcu车辆控制器电性连接；电子油门通过低压通信线束与所述vcu车辆控制器电性连接。
8.进一步地，所述动力电池系统包括换电支架、换电底座、电池箱、高压盒，所述换电底座上端面通过螺栓连接着换电支架，所述电池箱底部四周固定有电池箱基座，电池箱基座与换电支架通过螺栓连接；
9.所述电池箱设有若干层，且每个电池箱之间通过内部高压线连接及内部通信线连接，电池箱上设有降温管道与热管理系统上的散热水管连接，每个电池箱与高压盒采用内
部高压线及部通信线电性连接。
10.进一步地，所述电驱动系统包括电机支架、电机、电驱控制器，所述电机支架与电机通过螺栓连接，位于所述电机支架上方通过螺栓连接着电驱控制器，电机与电驱控制器通过uvw高压线束、旋变线束，电机通过连接线与热管理系统上的散热水管连接。
11.进一步地，所述传动系统包括发电机、气泵、皮带轮、十字轴、花键轴，十字轴一端通过法兰连接电机法兰，另一端连接所述液力变矩器，十字轴与花键轴通过法兰螺丝连接，皮带轮与十字轴通过法兰螺丝连接，发电机与皮带轮通过皮带连接，气泵与皮带轮通过皮带连接。
12.进一步地，所述热管理系统包括散热水箱、散热支架、油压散热、风扇，所述散热支架与散热水箱通过螺栓连接，散热支架与油压散热通过螺栓连接，风扇与散热支架通过螺栓连接，散热支架通过螺栓连接着水泵，水泵与散热水箱通过水管连接。
13.进一步地，所述液力变矩器包括盖板、轴承罩、轴套、液力轴，盖板通过螺栓固定于轴承罩上，所述盖板及轴承罩上固定配合有轴套，轴套内设有液力轴，液力轴的一端设有轴承，远离轴承一端的液力轴上设有油封，油封与轴套的紧密配合。
14.进一步地，热管理系统与整车控制系统的保险盒连接，并给风扇盒水泵供电；
15.动力电池系统通过高压线束与电驱动系统的电驱控制器连接，动力电池系统上的高压盒通过低压动力线束与整车控制系统的vcu车辆控制器电性连接。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型操作简便，稳定、安装速度快，提升动力、节约燃料成本、减少设备维护成本、减少碳排放指标，适用于发动机油耗过大节约能源成本，粉尘环境对发动机损伤的维保费用，高原缺氧导致燃油发动机动力不足，通风不畅尾气排放影响呼吸健康等工况，兼顾环保要求与经济性指标。
附图说明
17.图1是本实用新型整体安装立体示意图；
18.图2是本实用新型整体安装俯视图；
19.图3是本实用新型动力电池系统、电驱动系统、传动系统、热管理系统连接立体图；
20.图4是本实用新型动力电池系统立体示意图；
21.图5是本实用新型电驱动系统立体示意图；
22.图6是本实用新型电驱动系统另一状态立体示意图；
23.图7是本实用新型传动系统立体示意图；
24.图8是本实用新型液力变矩器立体示意图；
25.图9是本实用新型液力变矩器后视图；
26.图10是本实用新型热管理系统立体示意图；
27.图11是本实用新型热管理系统后视图。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.如图1-11所示，一种工程机械电驱动改制结构，包括动力电池系统1、电驱动系统2、传动系统3、热管理系统4，所述动力电池系统1通过螺栓固定于工程机械车体上，所述动力电池系统1通过连接线与所述电驱动系统2连接，所述电驱动系统2通过电机支架螺栓连接于工程机械车体上，所述电驱动系统2上远离所述动力电池系统1一端通过法兰螺栓连接着所述传动系统3的十字轴一端，所述热管理系统4通过螺栓连接于整体固定于电机支架上，所述动力电池系统1、电驱动系统2、传动系统3、热管理系统4分别与整车控制系统连接。
30.为了便于在使用状态能够实现工程机械车体整体的控制，本实施例进一步优选的实施例是：所述整车控制系统整体固定于工程机械车体驾驶室内，所述整车控制系统包括vcu车辆控制器、液晶仪表、电子油门、急停开关、保险盒，所述vcu车辆控制器与急停开关通过24v电源线电性连接，所述vcu车辆控制器与保险盒通过低压电源线束电性连接；
31.液晶仪表通过低压通信线束与所述vcu车辆控制器电性连接；电子油门通过低压通信线束与所述vcu车辆控制器电性连接。
32.为了便于在使用状态下，为工程机械车体提供动力源，为牵引车，自卸车，装载机，挖掘机提供动力输出，本实施例进一步优选的实施例是：所述动力电池系统1包括换电支架11、换电底座12、电池箱13、高压盒14，所述换电底座12上端面通过螺栓连接着换电支架11，所述电池箱13底部四周固定有电池箱基座，电池箱基座与换电支架11通过螺栓连接；
33.所述电池箱13设有若干层，且每个电池箱13之间通过内部高压线连接及内部通信线连接，电池箱13上设有降温管道与热管理系统4上的散热水管连接，每个电池箱13与高压盒14采用内部高压线及部通信线电性连接。
34.为了便于在使用状态下，能够为整车提供驱动动力，本实施例进一步优选的实施例是：所述电驱动系统2包括电机支架21、电机22、电驱控制器23，所述电机支架21与电机22通过螺栓连接，位于所述电机支架21上方通过螺栓连接着电驱控制器23，电机22与电驱控制器23通过uvw高压线束、旋变线束，电机22通过连接线与热管理系统4上的散热水管连接。
35.所述传动系统3包括发电机31、气泵32、皮带轮33、十字轴34、花键轴35，十字轴34一端通过法兰连接电机法兰，另一端连接所述液力变矩器6，十字轴34与花键轴35通过法兰螺丝连接，皮带轮33与十字轴34通过法兰螺丝连接，发电机31与皮带轮33通过皮带连接，气泵32与皮带轮33通过皮带连接。
36.为了便于在使用状态下能够为整体的系统贿赂进行冷却降温处理，本实施例进一步优选的实施例是：所述热管理系统4包括散热水箱41、散热支架42、油压散热43、风扇44，所述散热支架42与散热水箱41通过螺栓连接，散热支架42与油压散热43通过螺栓连接，风扇44与散热支架42通过螺栓连接，散热支架42通过螺栓连接着水泵，水泵与散热水箱41通过水管连接。
37.为了便于在使用状态下，通过液力传动可以平稳起动，并在较大的范围内无级变速，可以减少换档，以及吸收和减少振动和冲击，本实施例进一步优选的实施例是：所述液力变矩器6包括盖板61、轴承罩62、轴套63、液力轴64，盖板61通过螺栓固定于轴承罩62上，所述盖板61及轴承罩62上固定配合有轴套63，轴套63内设有液力轴64，液力轴64的一端设有轴承，远离轴承一端的液力轴64上设有油封，油封与轴套63的紧密配合。
38.热管理系统4与整车控制系统的保险盒连接，并给风扇盒水泵供电；
39.动力电池系统1通过高压线束与电驱动系统2的电驱控制器连接，动力电池系统1上的高压盒通过低压动力线束与整车控制系统的vcu车辆控制器电性连接。
40.本实用新型保留原有举升系统和变速系统电机通过传动组件与原车液力变矩器器相连，仅更换发动机为电机，电池标准接口可拆卸。
41.电驱动系统工作原理，驾驶员启动钥匙后，钥匙信号传递给vcu，唤醒vcu工作；vcu初始化程序，完成自检，通过低压通信线束采集钥匙状态，电子油门开度等信息，点亮显示仪表；通过整车动力can发送上高压指令给动力电池系统，动力电池bms相应上高压指令完成高压上电。vcu根据油门开度发送控制调整指令给电机控制器，电机控制器驱动电机转动，电机通过旋变信号反馈实际转速。
42.vcu通过整车动力can线束收集动力电池系统信号和电驱动系统信号，根据动力电池系统给出的功率谱限制保护电驱动功率，更新仪表显示的信号状态给操作员。
43.vcu事实监控整个系统的工作状态，根据预制程序给出功率限制或者故障异常保护停机。
44.响应驾驶员操作调整动力，关闭钥匙后降低电机转速后，关闭驱动系统和动力电池下电，没有异常情况下延迟自身进入休眠。
45.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
46.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。