一种半挂车牵引装置的制作方法 专利技术说明

自行车,非机动车装置制造技术1.本发明涉及货物转运，具体而言，涉及一种半挂车牵引装置。背景技术：2.随着全球碳排放要求的逐年增加，目前主要实施以碳强度控制为主、碳排放总量控制为辅的制度，支持有条件的地方和重点行业、重点企业率先达到碳排放峰值。在此大背景下，绿色运输转型将极大拉动包括新能源重卡在内的新能源运力需求。现在的很多物流园区、货运港口、炼钢厂都有很多用于装卸货物的半挂车辆，这些车辆都是用来装货，并等待牵引车完成牵引连接后开往目的地。若在厂区内要对这些半挂车进行转运的话必须得配置牵引车以及专业的驾驶员，然而，牵引车的使用成本和驾驶员的使用成本长年累月下来都很昂贵，并且牵引车在厂区内的使用还增加了很大的碳排放，污染环境并制造很大的噪音。技术实现要素：3.本发明提供一种半挂车牵引装置，通过电力驱动来规避碳排放、污染以及噪音的问题，同时通过电力驱动系统免于驾驶人员机器驾驶工作以达到减少成本的目的。4.本发明通过下述技术方案实现：5.一种半挂车牵引装置，包括：6.车架，所述车架配置有至少四个车轮，其中，每个车轮配置有驱动电机，所述驱动电机配置有电机驱动控制器；7.设置于车架上的鞍座，其用以与半挂车配合实现牵引；8.散热管组，所述散热管组具有多个通过多通电控阀并联的回路子管，每个所述驱动电机以及所述电机驱动控制器分别配置回路子管以进行独立散热；9.散热器，其与所述散热管组连接以循环散热管组中的冷却介质；10.控制器，所述控制器与所述电机驱动控制器和多通电控阀连接，其用以获取驱动电机和电机驱动控制器的温度信息并根据所述温度信息控制多通电控阀以调配回路子管中的冷却介质，所述控制器还配置有遥控模块；11.设置于车架上的电源，其用以提供电能，所述电源配置有所述回路子管。12.本技术提供的半挂车牵引装置中，通过四个车轮的设置且每个车轮配置驱动电机后，可以实现每个车轮的独立控制，包括每个车轮的转速、驱动力、方向等，从而使得车架在车轮的带动下具有不同的运动模式，例如原地旋转、转向前进、转向后退等，实现货物的多位置、多姿态的调整。同时，由于牵引装置通过电力驱动，并且牵引对象为半挂车，重量较大，所需功率很高，电源、驱动电机以及电机驱动控制器成为主要的发热器件且发热量通常较大，通过为这些器件配置独立的回路子管进行实现冷却，可以保证牵引装置长时间正常工作；同时，在多运动模式下牵引装置中电源、驱动电机以及电机驱动控制器的发热程度比较正常情况下有所差异，此时，控制器根据温度信息可以通过控制多通电控阀使得各个回路子管中的冷却液量发生变化，从而实现牵引装置各部位的差别性降温，进而实现冷却液的冷却效用最大化。13.在本技术的一些实施方式中，所述车轮与车架之间配置有悬挂系统。14.在本技术的一些实施方式中，所述悬挂系统为空气悬挂系统。15.在本技术的一些实施方式中，所述电源与所述散热器之间还连接有辅助水泵。16.在本技术的一些实施方式中，所述散热管组配置有冷凝制冷系统以使冷却介质在经过电源或驱动电机或电机驱动控制器之前被所述冷凝制冷系统冷却。17.在本技术的一些实施方式中，所述冷凝制冷系统包括第一换热器和第二换热器；其中，所述第一换热器配置于所述电源的所述回路子管中，所述第二换热器通过多通阀与所述驱动电机和电机驱动控制器连接。18.在本技术的一些实施方式中，所述电源配置有快充模块和慢充模块。19.在本技术的一些实施方式中，所述电源包括依次串联的第一动力电池、第二动力电池、第三动力电池和第四动力电池；其中，第一动力电池和第二动力电池设置于所述车架的一端，第三动力电池和第四动力电池设置于所述车架的另一端，所述第一动力电池、第二动力电池、第三动力电池和第四动力电池的整体重心与所述车架的重心重合。20.在本技术的一些实施方式中，所述电源配置有直流充电继电器，所述直流充电继电器与所述电机驱动控制器之间配置有预充回路。21.在本技术的一些实施方式中，所述车轮配置有气刹车制动系统。22.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：23.本发明提供的一种半挂车牵引装置，采用电力进行驱动，可以规避碳排放、污染环境以及噪音的问题；同时通过散热管组的设置，能够对牵引装置的各个器件进行独立散热，并通过控制器控制多通电控阀实现各个器件的差别性散热，能够使得牵引装置上的主要发热器件处于正常工作温度范围内，差别性散热还能够保证在牵引装置多运动模式下各个发热器件处于正常工作温度范围内，最终使得电驱动的牵引装置能够适用于半挂车这类重型的牵引对象。附图说明24.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。25.图1为本发明实施例提供的半挂车牵引装置主视结构示意图；26.图2为本发明实施例提供的半挂车牵引装置侧视结构示意图；27.图3为本发明实施例提供的电力系统框图示意图；28.图4为本发明实施例提供的冷却系统框图示意图。29.附图中标记及对应的零部件名称：30.1-车架，2-第一动力电池，3-悬挂系统，4-车轮，5-驱动电机，6-鞍座，7-电机驱动控制器，8-第二动力电池，9-第三动力电池，10-第四动力电池，11-散热管组，12-控制器。具体实施方式31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。32.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。33.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。34.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。35.半挂车在牵引过程中可能会对牵引装置形成高达35吨的负载，若采用一般的电力驱动装置对半挂车进行牵引，牵引过程中电力驱动装置中的各个器件发热严重，并且牵引装置在牵引半挂车的过程中通常还涉及到转向、原地旋转调整姿态等运动模式需求，不同的运动模式对于牵引装置上的器件功率要求不同，即此时牵引装置上的发热器件所散发的热量与常规直行模式有所差异，部分器件的负载增大使得温度超过了正常的工作温度，系统报障停机。从前文可以理解的是，若想要将电力驱动应用到半挂车的牵引环境中，对于牵引装置的降温是必不可少的，但是若采用直接降温的手段，由于不同运动模式对于牵引装置上的器件功率要求不同，因此需要按最高工作温度进行降温系统的配置。然而，在确定的运动模式中，温度较高的器件可能就一个或者两个，此时对于其他温度较低的器件并不需要充分降温，此时温度较低的器件的冷却过程就形成了资源浪费的过程。36.基于上述内容，如图1-图4所示，本发明实施例提供一种半挂车牵引装置，该半挂车牵引装置包括车架1、鞍座6、散热管组11、散热器、控制器12和电源；车架1配置有至少四个车轮4，其中，每个车轮4配置有驱动电机5，驱动电机5配置有电机驱动控制器7；鞍座6设置于车架1上，其用以与半挂车配合实现牵引；散热管组11具有多个通过多通电控阀并联的回路子管，每个驱动电机5以及电机驱动控制器7分别配置回路子管以进行独立散热；散热器与散热管组11连接以循环散热管组11中的冷却介质；控制器12与电机驱动控制器7和多通电控阀连接，其用以获取驱动电机5和电机驱动控制器7的温度信息并根据温度信息控制多通电控阀以调配回路子管中的冷却介质，控制器12还配置有遥控模块；电源设置于车架1上，其用以提供电能，电源配置有回路子管。37.本技术实施例中，车架1只要其结构强度能够满足承载要求，对于其具体类型可以不做限定，例如其可以采用普通的常用牵引车的车架1。鞍座6是实现牵引的必要构件，其用以与半挂车上牵引销进行配合，因此，鞍座6的具体结构可以根据半挂车上的牵引销进行适应性的设置。车架1上可以配置四个车轮4，这是一种常规的配置模式，当然在其他实施例中，车轮4的数量可以配置为五个、六个、七个……；为了便于控制，车轮4的数量最好设置为偶数个，即六个或八个或十个……；以四个车轮4为例，每两个车轮4位于车架1的同一侧，每个车轮4独立受控，其中，同一端的两个车轮4可以共同配置一个电机驱动控制器7，这样，可以减小控制器12上的接线负担。散热管组11具体可以包括两个大回路，其中一个回路用于对电源进行散热，另一个回路用于对驱动电机5、电机驱动控制器7进行散热，因为在实际的运行过程中，我们发现电池所散发的热量比其他部件散发的热量多得多，在所述另一个回路中，我们可以对散热管组11进一步进行细分，即分为三个回路子管，第一个回路子管用于对位于车架1一端的两个电机进行散热，第二个回路子管用于对位于车架1另一端的两个电机进行散热，第三个回路子管用于对电机驱动控制器7进行散热，这样便可以通过五通电控阀将四个回路子管进行集中连接，再与散热器连接以实现冷却液的循环流动，由于冷却液呈液态，故可以为散热器配置水泵来实现冷却液在散热管组11内的循环。38.在牵引过程中，控制器12可以实时获取驱动电机5、电机驱动控制器7以及电源的温度信息，其中驱动电机5以及电机驱动控制器7的数量为多个，因此这两者的温度信息取平均值，根据各个温度信息的比值，控制器12对五通电控阀的阀门进行调整以使各个回路子管中的冷却液流量发生变化，这时各个回路子管所获得的冷却效果不尽相同，对于高温所对应的回路子管，其中的冷却液流量可以调控得较多一些，对于低温所对应的回路子管，其中的冷却液流量可以调控得较少一些，这样即能够实现高温器件的降温以使其处于正常的工作温度范围内，低温所对应的回路子管中的冷却液流量能够保持适量，不会造成资源浪费。39.在本技术的一些实施方式中，车轮4与车架1之间配置有悬挂系统3。这样可以减少由于地面不平而使车架1受到较大冲击。40.在本技术的一些实施方式中，悬挂系统3为空气悬挂系统3。41.具体的，空气悬挂系统3包括若干减震器以及至少四个可调气囊，可调气囊可以分别与空气悬挂调节阀进行连接，通过控制器12控制空气悬挂调节阀以达到控制可调气囊气压的目的。其中可调气囊的一端与车架1连接，另一端与鞍座6连接；减震器的一端与车架1连接，另一端与鞍座6连接。可调气囊可以沿车架1的长度方向等间距排布以便于保持车架1的平衡，减震器可以设置为四个，四个减震器的安装位置分别可以对应于四个车轮4；当然基于载重要求以及可能承受的冲击力，在鞍座6对应的位置还可以设置更多的减震器。42.在本技术的一些实施方式中，电源与散热器之间还连接有辅助水泵。43.本技术实施例中，电源作为牵引装置中的主要发热器件，发热量最高，在电源与散热器之间设置辅助水泵后可以使得电源对应的回路子管中的冷却液循环加快，从而使得散热效率得到提高，避免电源超出正常的工作温度范围。44.在本技术的一些实施方式中，散热管组11配置有冷凝制冷系统以使冷却介质在经过电源或驱动电机5或电机驱动控制器7之前被冷凝制冷系统冷却。45.本技术实施例中，冷凝制冷系统的设置可以对来自散热器的冷却介质形成进一步冷却，使得冷却介质具有更低的温度，从而增大热量的吸收量，进而提高冷却效率。46.在本技术的一些实施方式中，冷凝制冷系统包括第一换热器和第二换热器；其中，第一换热器配置于电源的回路子管中，第二换热器通过多通阀与驱动电机5和电机驱动控制器7连接。47.本技术实施例中，由于电源的发热量最大，因此电源所在的回路子管中可以独立配置一个换热器，即第一换热器；而驱动电机5和电机驱动控制器7的发热量较小，因此驱动电机5和电机驱动控制器7所在的回路子管可以共同配置一个换热器，即第二换热器。其中，第二换热器可以通过四通阀与驱动电机5和电机驱动控制器7所在的回路子管进行连接，两端的两组驱动电机5所在的回路子管和电机驱动控制器7所在的回路子管分别与四通阀上的三个出口进行连接。48.具体实施时，冷凝器中的冷媒首先进入干燥器进行干燥，然后进入膨胀阀，经膨胀阀分配后分别进入第一换热器和第二换热器中以使冷媒和各个回路子管中的冷却介质进行换热，经过换热后的冷媒进入电动空调压缩机进行压缩以释放热量，最后重新回到冷凝器中进行进一步冷却以完成一个冷凝循环，当然，膨胀阀也可以与控制器12进行连接以受控于控制器12进行开闭，这样可以对第一换热器和第二换热器中的冷媒量进行选择性分配，保证能源使用的合理性。49.在本技术的一些实施方式中，电源配置有快充模块和慢充模块。这样设置，可以根据电网的波峰波谷差选择性的使用快充功能或者慢充功能，提高经济性。具体实施时，可以为电源配置直流充电插座和交流充电插座，直流充电插座可以与地面上的充电桩连接实现快速充电；交流充电插座可以与车载充电机obc配合实现民用交流电的慢充。电源还可以配置dcdc部件，其用以将电源的电能转换为低压电以为控制回路以及各个低压器件供能，特别的，还可以配置启动蓄电池以在系统启动时为各个低压器件提供启动电能；电源也可以配置高压盒pdu以对电源的电能进行分配，通过熔断器和接触器将高压电分配到各个需要高压的器件上去，当然，在高压盒pdu与器件之间可以采用专用的高压线缆进行连接。50.在本技术的一些实施方式中，电源包括依次串联的第一动力电池2、第二动力电池8、第三动力电池9和第四动力电池10；其中，第一动力电池2和第二动力电池8设置于车架1的一端，第三动力电池9和第四动力电池10设置于车架1的另一端，第一动力电池2、第二动力电池8、第三动力电池9和第四动力电池10的整体重心与车架1的重心重合。51.本技术实施例中，将电源分为几个动力电池串联的方式进行设置，可以规避车架1局部受压强过大的问题，例如可以将第一动力电池2、第二动力电池8、第三动力电池9和第四动力电池10分开设置于车架1上，这样可以降低车架1的材料强度要求。具体实施时，第一动力电池2、第二动力电池8、第三动力电池9和第四动力电池10的整体重心可以与车架1的重心重合，这样可以保证牵引装置的高稳定性，使其抗倾覆性能得到保障。52.在本技术的一些实施方式中，电源配置有直流充电继电器，直流充电继电器与电机驱动控制器7之间配置有预充回路。53.具体的，四个动力电池串联，经过高压盒pdu，通过各个熔断器和继电器进行电能分配，将电能输送到各个部件中，两个电机驱动控制器7并联在同一个预充回路之后。直流充电继电器位于预充回路之前，可以保证在充电时不需要让两个电机驱动控制器7的部件带电。54.在本技术的一些实施方式中，车轮4配置有气刹车制动系统。电动打气泵工作后为气刹车提供刹车所需的气动力，当然，也可以在车架1上设置储气罐来存储电动打气泵产生的高压气体，这样可以降低电动打气泵的使用频率，气刹车制动系统控制精度高，适用于半挂车这种重载场合。55.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。









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