本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于工程機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電驅(qū)動(dòng)工程機(jī)械的熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有工程機(jī)械主要以燃油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力為機(jī)械作業(yè)提供動(dòng)力，并為工程機(jī)械自身用電機(jī)構(gòu)發(fā)電提供電力支持。燃油機(jī)組的噪音、功耗、廢氣污染等問題均不能滿足現(xiàn)有工程環(huán)境的要求，電動(dòng)工程機(jī)械作為一種解決方案已越來越多地應(yīng)用工程作業(yè)中，如電動(dòng)挖掘機(jī)等大型工程機(jī)械已通過移動(dòng)受電或自帶蓄電池供電方式應(yīng)用于工程作業(yè)中。

以燃油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的工程機(jī)械，其排放熱功率消耗大，并多以擴(kuò)散型的風(fēng)扇排風(fēng)散熱為設(shè)備降溫，工程機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境及其設(shè)備各工作單元的溫控效果差。

電驅(qū)動(dòng)的工程機(jī)械其噪音、功耗、廢氣污染等問題得到了較好的解決，但針對(duì)工作環(huán)境及其設(shè)備各工作單元溫度控制多采用各自獨(dú)立的系統(tǒng)，使現(xiàn)有的電動(dòng)工程機(jī)械管路復(fù)雜，設(shè)備系統(tǒng)集成化低，整體機(jī)械成本高，效率不能滿足需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了一種電動(dòng)工程機(jī)械的熱管理系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于電動(dòng)工程機(jī)械、對(duì)機(jī)械各設(shè)備單元進(jìn)行集成管理并進(jìn)行溫度控制的熱管理系統(tǒng)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

電動(dòng)工程機(jī)械的熱管理系統(tǒng)；

包括：

電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)的油泵，是工程機(jī)械的動(dòng)力源，為工作裝置提供高壓油；

油箱，為油泵提供循環(huán)使用的液壓油并且接受從工作裝置回流的液壓油；

控制系統(tǒng)，包括各電器控制部件；

駕駛室，工程機(jī)械操作空間；

其特征在于：還包括冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)由管道、水泵、水箱和水箱水溫控制裝置組成閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)；

所述電機(jī)及油泵包括熱交換裝置，由閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)提供冷卻水；

所述油箱包括熱交換裝置，由閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)提供冷卻水；

所述控制系統(tǒng)包括熱交換裝置，由閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)提供冷卻水；

所述駕駛室包括熱交換裝置，由閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)提供冷卻水。

所述閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的水箱水溫控制裝置包括壓縮機(jī)及其冷媒組成的冷卻器和對(duì)水箱水進(jìn)行加熱的加熱器。

本發(fā)明一種冷卻結(jié)構(gòu)方式是閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)分別獨(dú)立平行向各發(fā)熱部件設(shè)置的熱交換裝置提供冷卻水。

本發(fā)明另一種冷卻結(jié)構(gòu)方式是所述閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)依次順序向駕駛室熱交換器、液壓油熱交換器、控制系統(tǒng)熱交換器、電機(jī)及油泵熱交換器提供冷卻水。

本發(fā)明還有一種冷卻結(jié)構(gòu)方式是閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)向混合聯(lián)通的各熱交換器提供冷卻水，所述混合聯(lián)通是駕駛室熱交換器與液壓油熱交換器串聯(lián)聯(lián)通、控制系統(tǒng)熱交換器與電機(jī)及油泵熱交換器串聯(lián)聯(lián)通后兩路再并聯(lián)構(gòu)成。

本發(fā)明所述電機(jī)還設(shè)置有強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)，風(fēng)冷系統(tǒng)包括風(fēng)扇和通風(fēng)通道，電機(jī)置于通風(fēng)通道中，電機(jī)的熱交換器置于電機(jī)和風(fēng)扇附近，風(fēng)扇由自帶的電機(jī)驅(qū)動(dòng)或由雙出軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)

所述閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)水泵出口處設(shè)置有壓力控制閥。

所述閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)中的一路或多路熱交換器的入水口前均安裝有用于開啟或關(guān)閉、以及調(diào)節(jié)各路熱交換器的水流量開關(guān)閥。

所述閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)中一路或多路熱交換器的出水口后方均安裝有用于開啟或關(guān)閉、以及調(diào)節(jié)各路熱交換器的水流量開關(guān)閥。

所述駕駛室還設(shè)置有用于強(qiáng)化空氣流通的風(fēng)扇，風(fēng)扇出風(fēng)口設(shè)置于駕駛室熱交換器入風(fēng)口。

本發(fā)明電機(jī)是夾套結(jié)構(gòu)或浸泡結(jié)構(gòu)的水冷電機(jī)。所謂夾套結(jié)構(gòu)水冷電機(jī)是冷卻水的冷卻通路設(shè)置在電機(jī)殼體或散熱部件中；所謂浸泡結(jié)構(gòu)的水冷電機(jī)是直接將電機(jī)浸泡在冷媒中、或?qū)㈦姍C(jī)浸泡在冷卻油中，再對(duì)冷卻油進(jìn)行冷卻降溫的結(jié)構(gòu)。

所述電機(jī)還包括了電機(jī)的強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)，風(fēng)冷系統(tǒng)包括風(fēng)扇和通風(fēng)通道，電機(jī)置于通風(fēng)通道中，電機(jī)的熱交換器置于電機(jī)和風(fēng)扇附近，風(fēng)扇使空氣對(duì)流，降低風(fēng)道中的環(huán)境溫度，并使電機(jī)均勻散熱，提高電機(jī)的散熱效果。風(fēng)扇可以由自帶的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可以由雙出軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

駕駛室也可以采用強(qiáng)化風(fēng)冷方案：將風(fēng)扇先吹向駕駛室的熱交換器或風(fēng)機(jī)入風(fēng)口，然后通過風(fēng)口將冷風(fēng)、或熱風(fēng)均勻地散布在駕駛室。

油泵包括夾套結(jié)構(gòu)的水冷裝置或浸泡結(jié)構(gòu)的水冷裝置。該結(jié)構(gòu)與水冷電機(jī)的冷卻結(jié)果類似。

油箱包括夾套結(jié)構(gòu)的水冷裝置或設(shè)置在油箱中盤管結(jié)構(gòu)的水冷裝置。夾套結(jié)構(gòu)的油箱是將油箱表面設(shè)置冷卻水夾層結(jié)構(gòu)，盤管結(jié)構(gòu)是將冷卻水流經(jīng)的軌道直接浸沒在油箱中實(shí)現(xiàn)對(duì)油的冷卻。

控制系統(tǒng)中發(fā)熱部件的水冷裝置面板結(jié)構(gòu)是由導(dǎo)熱材料制成面板、面板與水冷盤管及其散熱翅片固定構(gòu)成。作為電動(dòng)工程機(jī)械，大功率電器應(yīng)用較多，控制部件發(fā)熱現(xiàn)象普遍，為了防止過熱，并將各控制部件能夠更小型化地集成在控制面板上，本發(fā)明將發(fā)熱部件設(shè)置在具有冷窩的面板結(jié)構(gòu)上，面板由導(dǎo)熱材料制成，面板與水冷盤管及其散熱翅片固定形成散熱結(jié)構(gòu)，在面板上還可以設(shè)置專用的發(fā)熱部件固定座，固定座即所謂冷窩用于固定發(fā)熱部件，固定座表面下直接設(shè)置散熱翅片或冷卻盤管。

本發(fā)明還可以將控制室水循環(huán)溫度調(diào)節(jié)裝置設(shè)置于閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)循環(huán)水入口前端，該結(jié)構(gòu)僅作保暖功能。

本發(fā)明有益性：本發(fā)明工程機(jī)械為全電動(dòng)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)了在特殊環(huán)境如隧道等環(huán)境的環(huán)保、無尾氣排放及靜音工作；電機(jī)效率高于發(fā)動(dòng)機(jī)；本發(fā)明冷卻水系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，采用一套循環(huán)冷卻系統(tǒng)向各機(jī)械結(jié)構(gòu)部分提供冷源，只需要通過合理布置冷卻管道殼實(shí)現(xiàn)機(jī)械各結(jié)構(gòu)的熱交換，簡(jiǎn)化了整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)，冷卻水在集中的水箱中設(shè)置冷卻器和加熱器完成降溫或加熱，提高了能源利用效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明熱管理系統(tǒng)并聯(lián)連接原理示意圖；

圖2是本發(fā)明熱管理系統(tǒng)串聯(lián)連接原理示意圖；

圖3是本發(fā)明熱管理系統(tǒng)混合連接原理示意圖；

圖4是電機(jī)強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)獨(dú)立風(fēng)扇結(jié)構(gòu)；

圖5是電機(jī)強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)雙出軸風(fēng)扇結(jié)構(gòu)一；

圖6是電機(jī)強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)雙出軸風(fēng)扇結(jié)構(gòu)二。

圖中，1是水泵，2是壓力控制閥，3是水箱，4是開關(guān)閥，5是冷卻器，6是加熱器，7是管道，8是風(fēng)扇，9是電機(jī)，A是電機(jī)熱交換器，B是控制系統(tǒng)熱交換器，C是液壓油熱交換器，D是駕駛室熱交換器，M是水泵馬達(dá)。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，本實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

本例為并聯(lián)結(jié)構(gòu)方式的熱管理系統(tǒng)，如圖1所示：

電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)的油泵，是工程機(jī)械的動(dòng)力源，提供工作動(dòng)力。本發(fā)明電機(jī)的動(dòng)力電源可以來自外接電源，如移動(dòng)供電車，電網(wǎng)電源等；油泵，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)為工程機(jī)械各工作臂提供工作動(dòng)力。電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)的油泵還包括熱交換裝置，由閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)提供冷卻水；

為了進(jìn)一步提高電機(jī)的冷卻效果，電機(jī)還可以包括風(fēng)冷系統(tǒng)，風(fēng)冷系統(tǒng)包括風(fēng)扇和通風(fēng)通道，電機(jī)置于通風(fēng)通道中，電機(jī)的熱交換器置于電機(jī)和風(fēng)扇附近，風(fēng)扇由自帶的電機(jī)驅(qū)動(dòng)或由雙出軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)，附圖中，圖4是電機(jī)強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)獨(dú)立風(fēng)扇結(jié)構(gòu)；圖5是電機(jī)強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)雙出軸風(fēng)扇結(jié)構(gòu)一；圖6是電機(jī)強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)雙出軸風(fēng)扇結(jié)構(gòu)二。

油箱，為油泵提供循環(huán)使用的驅(qū)動(dòng)液壓油以驅(qū)動(dòng)工作臂工作；油箱包括熱交換裝置，由閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)提供冷卻水。

控制系統(tǒng)，包括各控制部件；控制系統(tǒng)包括熱交換裝置，由閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)提供冷卻水。

駕駛室，工程機(jī)械操作空間；駕駛室設(shè)置熱交換裝置，由閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)提供冷卻水。

閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的水箱熱交換器包括壓縮機(jī)及其冷媒組成的冷卻器和對(duì)水箱水進(jìn)行加熱的加熱器。

閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)分別獨(dú)立平行向各發(fā)熱部件設(shè)置的熱交換裝置提供冷卻水。

為了進(jìn)一步提高水冷效果，在閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的散熱器后端設(shè)置包括壓縮機(jī)及其冷媒組成的冷卻器。冷卻器可實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水進(jìn)一步降溫。

電機(jī)是夾套結(jié)構(gòu)或浸泡結(jié)構(gòu)的水冷電機(jī)。所謂夾套結(jié)構(gòu)水冷電機(jī)是冷卻水的冷卻通路設(shè)置在電機(jī)殼體或散熱部件中；所謂浸泡結(jié)構(gòu)的水冷電機(jī)是直接將電機(jī)浸泡在冷媒中、或?qū)㈦姍C(jī)浸泡在冷卻油中，再對(duì)冷卻油進(jìn)行冷卻降溫的結(jié)構(gòu)。

油泵包括夾套結(jié)構(gòu)的水冷裝置或浸泡結(jié)構(gòu)的水冷裝置。該結(jié)構(gòu)與水冷電機(jī)的冷卻結(jié)果類似。

油箱包括夾套結(jié)構(gòu)的水冷裝置或設(shè)置在油箱中盤管結(jié)構(gòu)的水冷裝置。夾套結(jié)構(gòu)的油箱是將油箱表面設(shè)置冷卻水夾層結(jié)構(gòu)，盤管結(jié)構(gòu)是將冷卻水流經(jīng)的軌道直接浸沒在油箱中實(shí)現(xiàn)對(duì)油的冷卻。

控制系統(tǒng)中發(fā)熱部件的水冷裝置面板結(jié)構(gòu)是由導(dǎo)熱材料制成面板、面板與水冷盤管及其散熱翅片固定構(gòu)成。作為電動(dòng)工程機(jī)械，大功率電器應(yīng)用較多，控制部件發(fā)熱現(xiàn)象普遍，為了防止過熱，并將各控制部件能夠更小型化地集成在控制面板上，本發(fā)明將發(fā)熱部件設(shè)置在具有冷窩的面板結(jié)構(gòu)上，面板由導(dǎo)熱材料制成，面板與水冷盤管及其散熱翅片固定形成散熱結(jié)構(gòu)，在面板上還可以設(shè)置專用的發(fā)熱部件固定座，固定座即所謂冷窩用于固定發(fā)熱部件，固定座表面下直接設(shè)置散熱翅片或冷卻盤管。

如圖1所示，圖1表示了一種熱管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)示意。由水泵電機(jī)M驅(qū)動(dòng)的水泵1入口端通過管道由水箱3吸入冷卻水，并將冷卻水提供并行方式分別向電機(jī)熱交換器A、控制系統(tǒng)熱交換器B、液壓油熱交換器C、駕駛室熱交換器D輸送，各熱交換器采用各自獨(dú)立的前、后閥門4獨(dú)立控制，熱交換后的冷卻水回到水箱3，水箱3設(shè)置有冷卻器5和加熱器6，冷卻器5包括壓縮機(jī)及其冷媒，可對(duì)水箱3中的冷卻水進(jìn)行冷卻降溫，加熱器6用于特殊需要時(shí)對(duì)循環(huán)水進(jìn)行加熱。

實(shí)施例2

本例為串聯(lián)結(jié)構(gòu)方式的的熱管理系統(tǒng)，如圖2所示：

除各熱交換器連接方式與實(shí)施例1不同，相應(yīng)各開關(guān)閥4設(shè)置不同外，本例其他連接結(jié)構(gòu)方式及其應(yīng)用與實(shí)施例1相同。

本例閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)依次順序向駕駛室熱交換器D、液壓油熱交換器C、控制系統(tǒng)熱交換器B、電機(jī)及油泵熱交換器A提供冷卻水，并在串聯(lián)結(jié)構(gòu)的前端、后端設(shè)置開關(guān)閥4。由于各功能系統(tǒng)的產(chǎn)熱和降溫要求不同，本發(fā)明在循環(huán)冷卻的串聯(lián)結(jié)構(gòu)方式中，采用依次順序通過駕駛室熱交換器D、液壓油熱交換器C、控制系統(tǒng)熱交換器B、電機(jī)及油泵熱交換器A的結(jié)構(gòu)方式。采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化回路布置，并滿足各個(gè)換熱器的換熱要求，本例結(jié)構(gòu)方式也可以不限定回路中的熱交換器的前后順序和數(shù)量。

實(shí)施例3

本例為混合結(jié)構(gòu)方式的的熱管理系統(tǒng)，如圖3所示：

除各熱交換器連接方式與實(shí)施例1不同，相應(yīng)各開關(guān)閥4設(shè)置不同外，本例其他連接結(jié)構(gòu)方式及其應(yīng)用與實(shí)施例1相同。

本例混合結(jié)構(gòu)方式是：首先駕駛室熱交換器D與液壓油熱交換器C串聯(lián)聯(lián)通、控制系統(tǒng)熱交換器B與電機(jī)及油泵熱交換器A串聯(lián)聯(lián)通，然后兩路再并聯(lián)構(gòu)成混合結(jié)構(gòu)方式，并在各串聯(lián)結(jié)構(gòu)的前端、后端均分別設(shè)置開關(guān)閥4。

采用混合結(jié)構(gòu)方式可以兼顧簡(jiǎn)化回路布置和各熱交換器控制方便兩方面的要求，通過優(yōu)化本例結(jié)構(gòu)方式可以不限定回路中的熱交換器的前后順序和數(shù)量。