本實用新型屬于機械設計技術領域，尤其屬于工程機械設計技術領域，特別涉及一種電驅動工程機械的熱管理系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)有工程機械主要以燃油發(fā)動機為動力為機械作業(yè)提供動力，并為工程機械自身用電機構發(fā)電提供電力支持。燃油機組的噪音、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，電動工程機械作為一種解決方案已越來越多地應用工程作業(yè)中，如電動挖掘機等大型工程機械已通過移動受電或自帶蓄電池供電方式應用于工程作業(yè)中。

以燃油發(fā)動機為動力的工程機械，其排放熱功率消耗大，并多以擴散型的風扇排風散熱為設備降溫，工程機械設備的工作環(huán)境及其設備各工作單元的溫控效果差。

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

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型根據現(xiàn)有技術的不足公開了一種電動工程機械的熱管理系統(tǒng)。本實用新型要解決的技術問題是提供一種應用于電動工程機械、對機械各設備單元進行集成管理并進行溫度控制的熱管理系統(tǒng)。

本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn)：

電動工程機械的熱管理系統(tǒng)；

包括：

電機及其驅動的油泵，是工程機械的動力源，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及其冷媒組成的冷卻器和對水箱水進行加熱的加熱器。

本實用新型一種冷卻結構方式是閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)分別獨立平行向各發(fā)熱部件設置的熱交換裝置提供冷卻水。

本實用新型另一種冷卻結構方式是所述閉循環(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、電機及油泵熱交換器提供冷卻水。

本實用新型還有一種冷卻結構方式是閉循環(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)熱交換器與電機及油泵熱交換器串聯(lián)聯(lián)通后兩路再并聯(lián)構成。

本實用新型所述電機還設置有強制風冷系統(tǒng)，風冷系統(tǒng)包括風扇和通風通道，電機置于通風通道中，電機的熱交換器置于電機和風扇附近，風扇由自帶的電機驅動或由雙出軸電機驅動

所述閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)水泵出口處設置有壓力控制閥。

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閉、以及調節(jié)各路熱交換器的水流量開關閥。

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閉、以及調節(jié)各路熱交換器的水流量開關閥。

所述駕駛室還設置有用于強化空氣流通的風扇，風扇出風口設置于駕駛室熱交換器入風口。

本實用新型電機是夾套結構或浸泡結構的水冷電機。所謂夾套結構水冷電機是冷卻水的冷卻通路設置在電機殼體或散熱部件中；所謂浸泡結構的水冷電機是直接將電機浸泡在冷媒中、或將電機浸泡在冷卻油中，再對冷卻油進行冷卻降溫的結構。

所述電機還包括了電機的強制風冷系統(tǒng)，風冷系統(tǒng)包括風扇和通風通道，電機置于通風通道中，電機的熱交換器置于電機和風扇附近，風扇使空氣對流，降低風道中的環(huán)境溫度，并使電機均勻散熱，提高電機的散熱效果。風扇可以由自帶的電機驅動，也可以由雙出軸電機驅動。

駕駛室也可以采用強化風冷方案：將風扇先吹向駕駛室的熱交換器或風機入風口，然后通過風口將冷風、或熱風均勻地散布在駕駛室。

油泵包括夾套結構的水冷裝置或浸泡結構的水冷裝置。該結構與水冷電機的冷卻結果類似。

油箱包括夾套結構的水冷裝置或設置在油箱中盤管結構的水冷裝置。夾套結構的油箱是將油箱表面設置冷卻水夾層結構，盤管結構是將冷卻水流經的軌道直接浸沒在油箱中實現(xiàn)對油的冷卻。

控制系統(tǒng)中發(fā)熱部件的水冷裝置面板結構是由導熱材料制成面板、面板與水冷盤管及其散熱翅片固定構成。作為電動工程機械，大功率電器應用較多，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，本實用新型將發(fā)熱部件設置在具有冷窩的面板結構上，面板由導熱材料制成，面板與水冷盤管及其散熱翅片固定形成散熱結構，在面板上還可以設置專用的發(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置散熱翅片或冷卻盤管。

本實用新型還可以將控制室水循環(huán)溫度調節(jié)裝置設置于閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)循環(huán)水入口前端，該結構僅作保暖功能。

本實用新型有益性：本實用新型工程機械為全電動機械，實現(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；電機效率高于發(fā)動機；本實用新型冷卻水系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，采用一套循環(huán)冷卻系統(tǒng)向各機械結構部分提供冷源，只需要通過合理布置冷卻管道殼實現(xiàn)機械各結構的熱交換，簡化了整體的機械結構，冷卻水在集中的水箱中設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是本實用新型熱管理系統(tǒng)并聯(lián)連接原理示意圖；

圖2是本實用新型熱管理系統(tǒng)串聯(lián)連接原理示意圖；

圖3是本實用新型熱管理系統(tǒng)混合連接原理示意圖；

圖4是電機強制風冷系統(tǒng)獨立風扇結構；

圖5是電機強制風冷系統(tǒng)雙出軸風扇結構一；

圖6是電機強制風冷系統(tǒng)雙出軸風扇結構二。

圖中，1是水泵，2是壓力控制閥，3是水箱，4是開關閥，5是冷卻器，6是加熱器，7是管道，8是風扇，9是電機，A是電機熱交換器，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。

具體實施方式

下面通過實施例對本實用新型進行具體的描述，本實施例只用于對本實用新型進行進一步的說明，但不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領域的技術人員根據上述本實用新型的內容作出的一些非本質的改進和調整也屬于本實用新型保護的范圍。

實施例1

本例為并聯(lián)結構方式的熱管理系統(tǒng)，如圖1所示：

電機及其驅動的油泵，是工程機械的動力源，提供工作動力。本實用新型電機的動力電源可以來自外接電源，如移動供電車，電網電源等；油泵，由電機驅動為工程機械各工作臂提供工作動力。電機及其驅動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；

為了進一步提高電機的冷卻效果，電機還可以包括風冷系統(tǒng)，風冷系統(tǒng)包括風扇和通風通道，電機置于通風通道中，電機的熱交換器置于電機和風扇附近，風扇由自帶的電機驅動或由雙出軸電機驅動，附圖中，圖4是電機強制風冷系統(tǒng)獨立風扇結構；圖5是電機強制風冷系統(tǒng)雙出軸風扇結構一；圖6是電機強制風冷系統(tǒng)雙出軸風扇結構二。

油箱，為油泵提供循環(huán)使用的驅動液壓油以驅動工作臂工作；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，工程機械操作空間；駕駛室設置熱交換裝置，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及其冷媒組成的冷卻器和對水箱水進行加熱的加熱器。

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

為了進一步提高水冷效果，在閉循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的散熱器后端設置包括壓縮機及其冷媒組成的冷卻器。冷卻器可實現(xiàn)對循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水進一步降溫。

電機是夾套結構或浸泡結構的水冷電機。所謂夾套結構水冷電機是冷卻水的冷卻通路設置在電機殼體或散熱部件中；所謂浸泡結構的水冷電機是直接將電機浸泡在冷媒中、或將電機浸泡在冷卻油中，再對冷卻油進行冷卻降溫的結構。

油泵包括夾套結構的水冷裝置或浸泡結構的水冷裝置。該結構與水冷電機的冷卻結果類似。

油箱包括夾套結構的水冷裝置或設置在油箱中盤管結構的水冷裝置。夾套結構的油箱是將油箱表面設置冷卻水夾層結構，盤管結構是將冷卻水流經的軌道直接浸沒在油箱中實現(xiàn)對油的冷卻。

控制系統(tǒng)中發(fā)熱部件的水冷裝置面板結構是由導熱材料制成面板、面板與水冷盤管及其散熱翅片固定構成。作為電動工程機械，大功率電器應用較多，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，本實用新型將發(fā)熱部件設置在具有冷窩的面板結構上，面板由導熱材料制成，面板與水冷盤管及其散熱翅片固定形成散熱結構，在面板上還可以設置專用的發(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)的功能結構示意。由水泵電機M驅動的水泵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立的前、后閥門4獨立控制，熱交換后的冷卻水回到水箱3，水箱3設置有冷卻器5和加熱器6，冷卻器5包括壓縮機及其冷媒，可對水箱3中的冷卻水進行冷卻降溫，加熱器6用于特殊需要時對循環(huán)水進行加熱。

實施例2

本例為串聯(lián)結構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施例1不同，相應各開關閥4設置不同外，本例其他連接結構方式及其應用與實施例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、電機及油泵熱交換器A提供冷卻水，并在串聯(lián)結構的前端、后端設置開關閥4。由于各功能系統(tǒng)的產熱和降溫要求不同，本實用新型在循環(huán)冷卻的串聯(lián)結構方式中，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、電機及油泵熱交換器A的結構方式。采用串聯(lián)結構可以簡化回路布置，并滿足各個換熱器的換熱要求，本例結構方式也可以不限定回路中的熱交換器的前后順序和數量。

實施例3

本例為混合結構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施例1不同，相應各開關閥4設置不同外，本例其他連接結構方式及其應用與實施例1相同。

本例混合結構方式是：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與電機及油泵熱交換器A串聯(lián)聯(lián)通，然后兩路再并聯(lián)構成混合結構方式，并在各串聯(lián)結構的前端、后端均分別設置開關閥4。

采用混合結構方式可以兼顧簡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)化本例結構方式可以不限定回路中的熱交換器的前后順序和數量。