[发明专利]一种混凝土搅拌车上装混合驱动系统及其驱动方法

说明书

本发明公开了一种混凝土搅拌车上装混合驱动系统及其驱动方法，旨在解决传统混凝土搅拌车存在的怠速时间长油耗高、液压驱动系统故障导致搅拌筒停止转动等问题，该上装混合驱动系统包括发动机、取力器、液压泵、液压马达、离合器、转矩耦合器、搅拌筒、减速机、电机、逆变器、动力电池；本发明在传统液压驱动装置基础上通过转矩耦合器并联一个电驱系统，具有电机单独驱动，发动机单独驱动、发动机驱动并发电、发动机电机联合驱动四种驱动模式，解决了传统搅拌车上装驱动系统模式单一的问题，提高了整车燃油经济性，增加了上装驱动系统的冗余度，避免液压驱动系统故障时搅拌筒停止转动造成的经济损失。

技术领域

本发明涉及工程车技术领域，具体为一种混凝土搅拌车上装混合驱动系统及其驱动方法。

背景技术

目前，混凝土搅拌车日常需要面临排队装料，原地等待卸料等场景，此时发动机为维持搅拌筒转动需要保持怠速状态，怠速时间长导致油耗高，并且当由取力器、液压泵、液压马达等组成的搅拌筒液压驱动装置出现故障时，搅拌筒停止转动会导致车内混凝土报废，严重的甚至使整罐混凝土凝结在搅拌筒内，造成混凝土搅拌车报废。现有的一些专利，如专利号为CN 210415005 U的实用新型提出了一种搅拌车上装驱动系统，该上装驱动系统包括辅助发动机、电机装置和电池组件等，可独立运行而无需依赖主发动机的动力，提高了主发动机的工作效率，减小了主发动机排量和污染排放，但该上装驱动系统以辅助发动机作为发电装置，增加了系统成本和复杂度，并且主发动机在运输工况下存在的低负荷高油耗工作点无法调节。本发明为了提高混凝土搅拌车的燃油经济性和可靠性，设计了一种混凝土搅拌车上装混合驱动系统及其驱动方法，该驱动系统通过在传统的搅拌筒液压驱动装置上并联一个由动力电池、逆变器、电机组成的电驱系统，既可调节发动机工作点进而提高发动机工作效率，又可提高搅拌筒驱动装置的冗余度，对混凝土搅拌车混动化发展具有重要意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种混凝土搅拌车上装混合驱动系统及其驱动方法，本发明在传统搅拌筒液压驱动装置上并联一个电驱系统，电机可独立参与搅拌筒的驱动，发动机在低负荷工作条件下参与搅拌筒的驱动及电池充电，调节了发动机工作点，提高了发动机工作效率和驱动系统的可靠性，从而有效地解决了背景技术中的问题。

为解决以上技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

所述的混凝土搅拌车上装混合驱动系统包括发动机1、取力器2、液压泵3、液压马达4、离合器5、转矩耦合器6、搅拌筒7、减速机8、电机9、逆变器10、动力电池11，所述发动机1与取力器2机械连接，所述取力器2其中一个输出轴与底盘驱动总成连接，另一个输出轴与液压泵3为机械连接，所述液压泵3通过油液管路与液压马达4连接，所述液压马达4与离合器5机械连接，所述离合器5与转矩耦合器6的输入轴B机械连接，所述动力电池11与逆变器10电路连接，所述逆变器10与电机9电路连接，所述电机9与转矩耦合器6的输入轴A机械连接，所述转矩耦合器6输出轴与减速机8机械连接，所述减速机8与搅拌筒7机械连接。

根据本发明提供的混凝土搅拌车上装混合驱动系统的驱动方法，包括电机单独驱动模式、发动机单独驱动模式、发动机驱动并发电模式、发动机电机联合驱动模式四种驱动模式：

1)当液压驱动装置出现故障，或处于停车状态且电池SOC高于低阈值时，切换至电机单独驱动模式，离合器5断开，液压驱动装置不参与搅拌筒7驱动，由动力电池11通过逆变器10将能量传递给电机9，再经过转矩耦合器6、减速机8驱动搅拌筒7转动；

2)当发动机处于中高负荷，或处于低负荷且电池SOC高于高阈值时，切换至发动机单独驱动模式，离合器5结合，电驱系统不参与搅拌筒7驱动，发动机1通过取力器2将其部分能量传递给液压泵3转化为液压能，再通过液压马达4转化为机械能，经过离合器5、转矩耦合器6、减速机8驱动搅拌筒7转动；