[发明专利]一种集成式混联取力系统及起重机

说明书

本发明公开了一种集成式混联取力系统及起重机，取力系统包括动力电池、BMS、高压配电单元、OBC、外接电源、MCU、取力器、液压油泵和用于无级调速的耦合器，耦合器内部包括输入轴、输出轴和调节耦合器转矩及扭矩的电机，动力电池通过BMS与高压配电单元连接，高压配电单元通过MCU连接电机，为电机提供电源，外接电源通过OBC连接高压配电单元，为电机提供电源及对动力电池进行充电，耦合器输入轴与取力器连接，输出轴与液压油泵连接。本发明解决了现有技术中输出转速范围小、发动机调节顿挫噪声大、能源损耗高的问题。

技术领域

本发明涉及一种集成式混联取力系统及起重机，属于工程机械技术领域。

背景技术

随着科学技术的不断发展，全球对环境治理、能源短缺等问题持续关注，国家对工程机械行业的能源消耗不断重视，整个工程机械行业朝着节能减排的方向发展。目前，传统汽车起重机通过发动机驱动底盘行驶和上车作业，由于底盘行驶功率远高于上车作业，发动机根据底盘行驶需要进行匹配。在上车作业时，由于发动机功率大，发动机往往不能在高效区工作，造成燃油消耗率较高，同时伴随大量有害气体的排放，经济性较差。为解决此问题，市场上出现了油电混合驱动上车作业系统，发动机、电机同轴布置，两者可单独或一起驱动上车作业，但由于缺少专用耦合机构，发动机工作时，电机不对发动机进行调速仅调节扭矩，调节时容易存现顿挫、抖动，且发动机难以长期工作在最佳经济区间。此外，由于取力器为固定速比，上车作业速度取决于发动机转速，高速作业时，发动机转速高、噪声大，油耗高；低速作业时，发动机转速无法降低到怠速以下，作业微动性难以保证。

现有的混合动力取力系统工作原理如图1所示，此系统有两种作业模式，一种是发动机工作时，动力经发动机、离合器、变速箱、取力器、电机及液压油泵传递给上车进行作业，此时电机空转；另一种模式，电机直接驱动液压泵，通过液压系统驱动上车进行作业，此时，电机输入端传动轴和变速箱取力器在电机作用下空转。

现有的起重机工作过程，存在以下缺点：电机与取力器同轴相连，电机个数与取力器相同。如果上车液压系统需要变速箱有多个取力器，则需要多个电机，系统成本急剧增加，且电机需要空间较大，实际车辆难以布置；起重机采用电机进行上车作业时，电机会带动取力器一起转动，增加了额外的转动惯量，耗电量增大；起重机采用发动机进行上车作业时，发动机会带动电机转子转动，增加了额外的转动惯量，耗油量增加，两种方式均不是最经济的方案；取力器采用固定速比，上车作业速度完全取决于动力源转速，动力源难以工作在最佳经济区间。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种集成式混联取力系统及起重机，解决了现有技术中取力器速比不可调，发动机高速输出噪声大、油耗高的问题，同时也避免了电机在调节发动机输出扭矩时带来的顿挫感。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种集成式混联取力系统，包括动力电池、BMS、高压配电单元、OBC、外接电源、MCU、取力器、液压油泵和用于无级调速的耦合器；

耦合器内部包括输入轴、输出轴和调节耦合器转速及扭矩的电机；

动力电池通过BMS与高压配电单元连接；

高压配电单元通过MCU连接电机，为电机提供电源；

外接电源通过OBC连接高压配电单元，为电机提供电源及对动力电池进行充电；

耦合器输入轴与取力器连接，输出轴与液压油泵连接。

进一步地，前述耦合器包括第一速比调节齿轮组、行星架、第二调节齿轮组、太阳轮、外齿圈、第一电机和第二电机；

第一速比调节齿轮组包括第一速比调节齿轮和第二速比调节齿轮, 第二速比调节齿轮组包括第三速比调节齿轮和第四速比调节齿轮，输入轴包括第一输入轴和第二输入轴；

第一输入轴与第一速比调节齿轮同轴连接，第一输入轴外接取力器，第二速比调节齿轮与行星架连接；

行星架通过行星轮外接外齿圈，内接太阳轮；