一種大型油電混合動力道路清掃車動力驅動系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及道路清掃車領域，是一種大型油電混合動力道路清掃車的動力驅 動系統。
【背景技術】
[0002] 道路清掃車作為一種環衛設備，是一種集路面清掃、垃圾回收及運輸為一體的高 效清掃設備。隨著我國城市道路的快速發展，道路清掃車市場前景廣闊。傳統清掃車多在 二類汽車底盤上面進行改裝，配備兩臺發動機。轉場運輸時只有主發動機工作，副發動機閑 置；清掃作業時，主發動機負荷率很低，燃油經濟性和排放都很差，兩臺發動機同時工作，噪 聲大。在大型道路清掃車上，兩臺發動機功率都很大，整車使用成本高，給底盤布置也帶來 了一定的困難。
[0003] 純電動清掃車作為一種新能源環衛車，在一些城市得到了應用，它在工作過程中 由電池組提供能量，不消耗燃油，可實現零排放，噪聲小，但由于成本高及持續工作時間短 等問題，目前僅局限于小型清掃車或純掃式清掃車上。
[0004] 增程式電動清掃車與純電動清掃車相比，雖然能在一定程度上降低整車的制造成 本并延長持續工作時間，能夠在中小型清掃車上得到應用，但大型道路清掃車對清掃能力 要求比較高，作業系統（尤其是風機）功率需求很大，若采用增程技術，實施起來成本仍然 很高。
[0005] 針對以上情況，本文通過采用一套新型的應用于大型道路清掃車的混合動力驅動 系統，在成本得到控制的情況下，有效地降低清掃車的能耗和排放。
【發明內容】
[0006] 本實用新型提供一種大型油電混合動力道路清掃車的動力驅動系統，可實現發動 機在轉場運輸和清掃時都能高效率地工作，并盡可能多地發揮電池電能，達到節能減排的 目的。
[0007] 結合附圖，說明如下：
[0008] 一種大型油電混合動力道路清掃車動力驅動系統，發動機1通過變速器2與動力 切換裝置4相連，動力切換裝置4的兩個輸出端分別與清掃裝置3及離合器5相連，離合 器5另一端通過轉矩耦合器6與驅動輪7相連；另一方面，動力電池組9 一端與220V充電 器8相連，另一端與電機10相連，電機10輸出端通過轉矩親合器6與驅動輪7相連，在動 力切換裝置處放置一個位置傳感器檢測清掃車的工作模式；在車輪處安裝一個行駛里程傳 感器，記錄從車庫開出后第一次清掃工況到當前時刻時間內的清掃里程Sq和從本次轉場 開始到當前時刻時間內的轉場里程Sz ;在廂體與車架接觸處安裝一個壓力傳感器檢測廂 體是否與車架脫離。
[0009] 本實用新型的有益效果：
[0010] 1、減小了發動機的尺寸和質量，有利于底盤布置，發動機在兩種模式下都具有較 高的負荷率，改善了整車的油耗和排放；
[0011] 2、轉場時為并聯混合驅動，可利用電池組的充放電實現發動機高效工作，進一步 改善燃油經濟性；
[0012] 3、該控制策略使得既能保證有足夠的電量供清掃時行駛系統使用，又能保證完成 當天清掃任務時將電池多余電量用完，充分利用電池電能，減少燃油消耗。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型的動力驅動系統結構示意圖；
[0014] 圖2是轉場模式下控制策略圖；
[0015] 圖3是發動機經濟工作區間圖。
[0016] 其中：1、發動機；2、變速器；3、清掃裝置；4、動力切換裝置；5、離合器；6、轉矩耦 合器；7、驅動輪；8、220V充電器；9、動力電池組；10、電機
【具體實施方式】
[0017] 以下結合附圖對本實用新型作詳細的說明。
[0018] 本實用新型所述動力驅動系統的模式切換方式是通過所述動力切換裝置實現掃 路車轉場運輸和清掃兩種工況之間的切換；其中：
[0019] 所述轉場工況為：動力切換裝置通過模式選擇手柄將發動機動力接入行駛系統， 通過轉矩耦合器與電機進行動力耦合，以并聯混合動力的方式驅動車輛行駛；
[0020] 所述清掃工況為：動力切換裝置通過模式選擇手柄將發動機動力接入清掃裝置， 離合器分離，由電機單獨驅動行駛系統，發動機單獨驅動清掃裝置。
[0021] 在圖1中，轉場運輸時，發動機動力經變速器傳入動力切換裝置，通過操作手柄將 動力接入行駛系統，此時離合器接合，發動機動力傳至轉矩耦合器，另一方面，動力電池組 給電機供電，使其與發動機傳遞過來的動力通過轉矩耦合器耦合，共同使驅動輪行駛。
[0022] 在圖1中，清掃作業時，發動機動力經變速器傳入動力切換裝置，通過操作手柄將 動力接入清掃裝置，由發動機驅動清掃裝置，此時離合器分離，由電機單獨驅動驅動輪行 駛。動力切換裝置將發動機經變速器傳遞來的動力接入清掃裝置，鎖止裝置鎖止，電機接收 動力電池組的能量經行星齒輪機構單獨驅動驅動輪。
[0023] 在圖1中，在清掃車不工作時，動力電池組可通過220V充電器進行充電。
[0024] 在圖2中，在動力切換裝置處放置一位置傳感器檢測清掃車的工作模式，在車輪 處安裝一個行駛里程傳感器，記錄從車庫開出后第一次清掃工況到當前時刻時間內的清掃 里程Sq和從本次轉場開始到當前時刻時間內的轉場里程Sz，在廂體與車架接觸處安裝一 個壓力傳感器檢測廂體是否與車架脫離。1)當行駛里程傳感器檢測到Sq大于Lq(Lq為每 天的最短清掃里程），Sz大于Lz (Lz為相距最遠的兩個清掃場地之間的距離）時，認為當天 清掃任務完成，若此時檢測到電池電量狀態SOC大于0. 4,則進入"耗電模式"，控制策略保 證發動機盡可能在經濟工作區間的低負荷區工作，少發電多用電，盡量將多余的電量用完， 充分利用電池所儲存的電能，減少燃油的消耗；2)若在檢測到Sq大于Lq，并且Sz大于Lz 時轉入"耗電模式"后位置傳感器又檢測到動力切換裝置置于清掃檔位，此時退出"耗電模 式"，進入清掃模式，每次轉入清掃模式后，Sz自動清零，Sq繼續增加；3)若Sq大于Lq和 Sz大于Lz不同時成立，則轉場時的控制策略為"保電模式"，控制策略保證發動機盡可能在 經濟工作區間的高負荷區工作，少用電多充電，盡量給電池多保存電量，為清掃工況提供保 障；4)若檢測到SOC小于0. 4,則在轉場時始終處于"保電模式";5)若壓力傳感器檢測到廂 體與車架分離，說明舉升機構在進行垃圾清倒，傾倒完成后準備開回車庫，此時轉入"耗電 模式"。
[0025] 在圖3中，發動機工作在最大轉矩曲線和經濟工作區下限曲線之間時，燃油經濟 性較好。
[0026] 結合圖3，"保電模式"下的控制策略如表1 :1)電池 SOC大于允許充電的上限 soc_hi時，若整車需求轉矩T大于發動機在該轉速下所能達到的最大轉矩Te_max，電機 提供該轉速下的所能達到的最大轉矩Tm_max，發動機提供剩余需求轉矩，若整車需求轉 矩T小于該轉速下發動機經濟工作區的下限Te_min，發動機提供所需轉矩T，電機不工作， 若整車需求轉矩介于Te_min與Te_max之間，發動機提供轉矩為（T-Tm_max)與Te_min 中的較大值，電機提供剩余需求轉矩；2)電池 SOC小于允許充電上限soc_hi下一個次高 值soc_cg時，若整車需求轉矩T大于發動機在該轉速下所能達到的最大轉矩Te_max，發 動機提供最大轉矩Te_max，電機助力，若整車需求轉矩T小于該轉速下發動機經濟工作區 的下限Te_min，發動機提供轉矩為（T+Tsoc)與Te_min中的較大值（Tsoc用于電池充電，
Tchg為充電系數，soc_lo為電池允許放電下限）， 若整車需求轉矩T介于Te_min與Te_max之間，發動機提供轉矩為（T+Tsoc)與Te_max中 較小值，電池充電；3)電池 SOC介于soc_hi與soc_cg之間時，若整車需求轉矩T大于發動 機在該轉速下所能達到的最大轉矩Te_max，發動機提供最大轉矩Te_max，電機助力，若整 車需求轉矩T小于該轉速下發動機經濟工作區的下限Te_min，發動機轉矩為Te_min，同時 給電池充電，若整車需求轉矩T介于Tejnin與Tejnax之間，發動機單獨提供整車所需轉 矩。
[0027] 結合圖3, "耗電模式"下的控制策略如表2 :1)電池 SOC大于soc_lo以上一個次 低值soc_cd時，若整車需求轉矩T大于發動機在該轉速下所能達到的最大轉矩Te_max， 電機提供該轉速下所能達到的最大轉矩Tm_max，發動機提供剩余需求轉矩，若整車需求轉 矩T小于該轉速下發動機經濟工作區的下限Te_min，發動機提供轉矩為Te_min，同時給 電池充電，若整車需求轉矩T介于Te_min與Te_max之間，發動機提供轉矩為Te_min與 (T-Tm_max)中的較大值，電機提供剩余需求轉矩；2)電池 SOC小于放電下限soc_lo(設為 0. 25)時，若整車需求轉矩T大于發動機在該轉速下所能達到的最大轉矩Te_max，發動機 提供最大轉矩Tejnax，電機不工作，若整車需求轉矩T小于該轉速下發動機經濟工作區的 下限Te_min，發動機提供轉矩為（T+Tsoc'）與Te_min中的較大值（Tsoc'用于電池充電，
Tchg為充電系數），若整車需求轉矩T介于Tejnin 與Te_max之間，發動機提供轉矩為（T+Tsoc'）與Te_max中的較小值，同時給電池充電；3) 電池 SOC介于soc_lo與soc_cd之間時，若整車需求轉矩T大于發動機在該轉速下所能達 到的最大轉矩Te_max，發動機提供最大轉矩Te_max，電機助力，若整車需求轉矩T小于該轉 速下發動機經濟工作區的下限Te_min，發動機提供轉矩Te_min，同時給電池充電，若整車 需求轉矩T介于Te_min與Te_max之間，發動機單獨提供所需轉矩T。
[0028] 表1是"保電模式"下的控制策略
[0029]
[0031] 表2時"耗電模式"下的控制策略
[0032]
【主權項】
1. 一種大型油電混合動力道路清掃車動力驅動系統，發動機（1)通過變速器（2)與動 力切換裝置（4)相連，動力切換裝置（4)的兩個輸出端分別與清掃裝置（3)及離合器（5) 相連，離合器（5)另一端通過轉矩耦合器（6)與驅動輪（7)相連；另一方面，動力電池組（9) 一端與220V充電器⑶相連，另一端與電機（10)相連，電機（10)輸出端通過轉矩耦合器 (6)與驅動輪（7)相連，其特征在于：在動力切換裝置處放置一個位置傳感器檢測清掃車的 工作模式；在車輪處安裝一個行駛里程傳感器，記錄從車庫開出后第一次清掃工況到當前 時刻時間內的清掃里程Sq和從本次轉場開始到當前時刻時間內的轉場里程Sz ;在廂體與 車架接觸處安裝一個壓力傳感器檢測廂體是否與車架脫離。
【專利摘要】本實用新型公開了一種大型油電混合動力道路清掃車動力驅動系統。一種大型油電混合動力清掃車的動力驅動系統為：發動機動力經變速器傳遞后，由動力切換裝置使其動力在作業系統和行駛系統之間進行切換，動力電池組一端與220V充電器相連，另一端連接電機，電機通過轉矩耦合器與發動機經動力切換裝置切換至行駛系統的動力進行耦合，輸出至驅動輪。采用本動力系統驅動系統后，動力系統只需一臺相當于原車副發動機功率大小的發動機，在清掃和轉場兩種模式下發動機均能工作在較高負荷率下，燃油經濟性和排放都得到明顯改善。
【IPC分類】B60K6/48, B60W10/06, B60K25/06, B60W10/08, B60W20/00
【公開號】CN204674365
【申請號】CN201520005045
【發明人】閔海濤, 肖松, 于遠彬, 張聰, 陳少佳, 朱濤, 張志強, 孫永健
【申請人】吉林大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年1月5日