專利名稱：一種純電動環(huán)衛(wèi)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種環(huán)衛(wèi)車，具體涉及一種專門用于裝載儲運垃圾的純電動環(huán)衛(wèi)車。
背景技術(shù)：
隨著城市化的發(fā)展，人們的生活社區(qū)的逐步聚集，制造的垃圾日益增多。據(jù)可靠消息報道，北京每天要產(chǎn)生生活垃圾8700噸，如果按4噸的卡車，每天要運出 2175卡車城市垃圾。而汽車在運輸?shù)耐瑫r，會排放大量尾氣，同樣也是一種污染的來源，所以，電動垃圾車便應運而生，提供一種環(huán)保的方式裝載儲運城市垃圾。目前的純電動垃圾車，多為小型三輪車，例如專利號為200920031172. X的中國專利公開了一種三輪電動垃圾車，通過在車架上設(shè)置電瓶，車架后端設(shè)置電機，電瓶通過導線與電機連接，提供動力，電機通過鏈條在后橋上的齒輪相連接，在車架上設(shè)置垃圾箱。專利號為200810(^6847. 1的中國專利公開了在一種新型結(jié)構(gòu)純電動汽車，包括新設(shè)計車殼、車架和動力系統(tǒng)以及系列常規(guī)汽車的底盤零部件，車架為由主車架、副車架和頂架構(gòu)成的輕型承載式整體框架；動力系統(tǒng)安裝在主車架上，動力系統(tǒng)由鋰離子動力電池包、驅(qū)動電機和差速器構(gòu)成，動力電池包通過易裝拆式減振連接器固定于車架上，驅(qū)動電機通過減振連接器固定于車架上；車殼為由復合材料構(gòu)成的非承載式外殼，車殼固定安裝在車架上、并構(gòu)成易裝拆式連接結(jié)構(gòu)。以上專利所公開的電動車輛其結(jié)構(gòu)較為簡單，集成程度較低。專利號為200920031172. X的中國專利公開了一種電動車輛充電裝置，包括電源總線、變壓器、多路輸出DC/DC變換器、充電控制系統(tǒng)、充電導線和充電接口，所述電源總線與變壓器連接，所述變壓器與多路輸出DC/DC變換器連接，所述充電控制系統(tǒng)與多路輸出 DC/DC變換器連接，所述充電導線分別與多路輸出DC/DC變換器的各個輸出電壓端連接，所述充電接口與各條充電導線連接，但是并沒有公開車載式的充電裝置。專利號為20092(^99812的中國專利公開了一種車載充電機，包括輸入電路、變壓器、整流電路、穩(wěn)壓電路和輸出電路，所述的車載充電機設(shè)有控制芯片和CAN通訊接口。采用上述技術(shù)方案，充電模式靈活，可編程控制；充電效率提高；可以實現(xiàn)對電網(wǎng)的零污染，實現(xiàn)過熱、過充、欠壓、反接及短路保護，散熱性能及顯示性能良好。專利號為200820239424. 3的中國專利公開了一種電動汽車的整車電氣系統(tǒng)，包括動力系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電動輔助系統(tǒng)，所述的動力系統(tǒng)包括主驅(qū)動電機和動力電池組，所述的電動汽車的整車電氣系統(tǒng)還設(shè)有整車控制與能量管理單元、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和真空助力制動系統(tǒng)，所述的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和真空助力制動系統(tǒng)由所述的動力系統(tǒng)的電源供電；所述的整車控制與能量管理單元通過信號傳輸電路與所述的動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、真空助力制動系統(tǒng)、電動輔助系統(tǒng)連接，所述的電動汽車的整車電氣系統(tǒng)中設(shè)DC/DC電源轉(zhuǎn)換器，所述的DC/DC電源轉(zhuǎn)換器是將高壓直流電轉(zhuǎn)變成DC13. 8V直流電，所述的電動汽車的整車電氣系統(tǒng)設(shè)高壓配電盒，所述的動力系統(tǒng)中設(shè)主驅(qū)動電機控制器，所述的主驅(qū)動電機通過所述的主驅(qū)動電機控制器與高壓配電盒連接，所述的動力系統(tǒng)設(shè)電子加速踏板， 所述的電子加速踏板的電路與所述的主驅(qū)動電機控制器連接；所述的動力電池組通過所述的高壓配電盒及主驅(qū)動電機控制器與主驅(qū)動電機連接并向主驅(qū)動電機供電；所述的轉(zhuǎn)向助
4力系統(tǒng)中設(shè)轉(zhuǎn)向電機、EPS控制器，所述的轉(zhuǎn)向電機、EPS控制器與DC/DC電源轉(zhuǎn)換器23連
接，并由其供電。專利號為20101(^96300的中國專利公開了一種純電動汽車電動真空助力控制系統(tǒng)，其特征在于包括制動踏板、真空助力器、真空泵、真空儲能罐、繼電器和整車控制器，所述真空助力器分別與制動踏板和真空儲能罐連接，真空泵通過真空儲能罐與所述真空助力器連接，真空儲能罐內(nèi)設(shè)有壓力開關(guān)，壓力開關(guān)和真空泵分別與整車控制器連接；繼電器一端連接12V電源，另一端連接真空泵正極，真空泵與真空儲能罐直接相連，電源正極連接壓力開關(guān)，負極直接接地，通過12V蓄電池提供電源；所述控制裝置由壓力開關(guān)測試真空儲能罐內(nèi)的真空度，當真空儲能罐低于某一真空度時，壓力開關(guān)閉合，并將該信號送到整車控制器，整車控制器控制真空泵工作。專利號為998057M的中國專利公開了一種汽車的電驅(qū)動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)，包括一與方向盤工作連接的輸入軸。輸入軸用于傳遞要轉(zhuǎn)向的車輪轉(zhuǎn)向所需的轉(zhuǎn)向扭矩。輸出部分與要轉(zhuǎn)向的車輪工作連接。通過它可將助力施加在輸入軸或輸出部分上的電動機設(shè)在助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)上。為了獲知當時存在的汽車設(shè)計方案的特征值設(shè)一識別單元。獲知的特征值輸入用于匹配控制電動機的電子單元。當時存在的汽車設(shè)計方案的特征值包括涉及汽車前軸負荷的數(shù)據(jù)和/或輪胎特征數(shù)據(jù)。以上專利并沒有就純電動環(huán)衛(wèi)車的整車進行公開，并且沒有就整車中各功能結(jié)構(gòu)部分的位置進行優(yōu)化布置，使得整車機動性、操作性、方便性都更好的提升。為了保證電動汽車操縱簡單方便，具有良好的行駛性能、靈活性、穩(wěn)定性和舒適性，電動汽車應具有與其行駛和使用要求相適應的動力傳動系統(tǒng)。在當前的電動汽車中，大多采用單電機獨立驅(qū)動形式，這樣能最大限度減少相應的質(zhì)量和成本，但是這樣的系統(tǒng)對于電動機、離合器和變速器之間的匹配和控制要求較高。 為了滿足電動汽車整車的動力性、經(jīng)濟性、舒適性等相關(guān)要求，研發(fā)性能優(yōu)良的變速系統(tǒng)顯得尤為重要。在汽車動力傳動技術(shù)領(lǐng)域，能夠消除頻繁的起步、換擋，減輕駕駛員的操縱強度的機械式自動變速系統(tǒng)得到越來越多的應用。機械自動變速系統(tǒng)操縱機構(gòu)樣式很多，尤以液壓操縱機構(gòu)為主。近年來以電機為執(zhí)行機構(gòu)的操縱裝置因為性能穩(wěn)定、維護方便、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、響應速度和控制精度高等優(yōu)點越來越受到重視。

實用新型內(nèi)容本實用新型推出一種專門用于儲運垃圾或者裝載分類垃圾的純電動環(huán)衛(wèi)車。所述電動環(huán)衛(wèi)車采用可重復充電并可以快速更換的動力電池包為整車提供能源；通過整車的充電接口，可以由地面充電機或車載充電機進行整車充電，所述車載能源轉(zhuǎn)換單元，可以通過插頭和家用220V插座連接，然后轉(zhuǎn)化成直流電給動力電池包充電；由電驅(qū)動系統(tǒng)為整車提供動力；高壓電器柜可以提供整車高壓配電及保護功能；有專用的垃圾箱可以用來儲運垃圾；由專用的大功率DC/DC變換器可以滿足整車行駛和環(huán)衛(wèi)作業(yè)的低壓用電需求；整車采用真空助力制動方式，由電驅(qū)動的真空泵提供助力；整車采用電驅(qū)動助力轉(zhuǎn)向，由電動馬達直接對方向盤管柱提供助力；整車采用電驅(qū)動空調(diào)；整車具有整車控制系統(tǒng)，可以按照駕駛員的意圖控制車輛，同時可以檢測整車故障信息并進行處理；整車具備信息顯示終端，可以顯示整車的各種信息，所述整車控制系統(tǒng)已經(jīng)被中國2008100850 . 4號專利申請所公
5開。動力電池包由動力電池箱和動力電池箱外框架組成。單個或多個動力電池箱可以固定在動力電池箱外框架中，動力電池箱和動力電池箱外框架的機械連接、電氣連接和通訊連接，可以快速的斷開和接通，即動力電池箱可以進行快速更換。所述動力電池包布置在駕駛室后面的車架靠前上方，將重量均勻的壓在四輪上， 增加整車的行使穩(wěn)定性，所述動力電池包由動力電池箱外框架和車架縱梁緊固連接。動力電池包通過高壓接口、低壓接口和通訊接口與整車進行電氣連接。整車存在兩個充電接口。通過充電接口一，可以使用地面充電機對整車進行充電； 通過充電接口二，可以通過車載充電機對整車進行充電，車載充電機同，充電接口一、充電接口二均位于車架縱梁后方，使得充電時更為容易，而省去了將接口置于車身一側(cè)時對停車位置帶來的局限性。所述的車載充電機，其輸入為220V/50HZ家用交流電，可以方便的通過家用電源插座用車載充電機為整車進行充電。所述電動車驅(qū)動系統(tǒng)，主要由驅(qū)動電機及電機控制器、自動離合器和機械式自動變速器(AMT)組成，所述電驅(qū)動系統(tǒng)固定在車架縱梁內(nèi)側(cè)，通過傳動軸和后橋進行動力連接，驅(qū)動車輪運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)車輛的前進后退功能，其中自動離合器又包括離合器和驅(qū)動裝置及其可選的機械增力機構(gòu)；機械式自動變速器又包括機械變速器、選擋電機及其操縱機構(gòu)、換擋電機及其操縱機構(gòu)，所述自動離合器的主動部分與車輛驅(qū)動電動機輸出軸相連，從動部分與機械式自動變速器的輸入軸相連，所述自動離合器采用干式膜片彈簧離合器，在不改變離合器基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對離合器接合與分離的位移和速度進行實時控制；所述干式膜片彈簧離合器由直線電機或旋轉(zhuǎn)電機加凸輪機構(gòu)驅(qū)動其直接或間接的接合和分離；所述機械式自動變速器采用定軸齒輪式變速器，具體傳動結(jié)構(gòu)主要包括輸入軸總成、中間軸總成、輸出軸總成三部分，所述控制器能向CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息，包括電壓、電流、扭矩、轉(zhuǎn)速、電機溫度、控制器溫度、電機運行狀態(tài)、控制器運行狀態(tài)、水泵電源運行狀態(tài)、故障代碼，電機控制器預留檢測端口，以方便調(diào)試和維護；所述驅(qū)動電機及控制器具備電氣保護功能，電機與控制器具備欠壓保護功能，在輸入電壓低于^OVDC時，電機控制器保護停機，電機與控制器具備過壓保護功能，在輸入電壓或者制動電壓大于450VDC時，電機控制器保護停機， 電機與控制器具備過流和短路保護功能，電機與控制器具備熱保護功能，電機與控制器發(fā)生電氣保護時，除水泵繼續(xù)運轉(zhuǎn)Imin外，其它立刻停止，電機控制器發(fā)生電氣保護可以自動回復。所述第一軸即輸入軸總成，主要由與第一軸制成一體的一軸常嚙合齒輪組成；所述中間軸總成主要由與中間軸制成一體的中間軸N擋常嚙合齒輪和中間軸常嚙合齒輪組成，所述N為任意自然數(shù)；所述第二軸總成主要由輸出軸以及空套在其上的二軸N擋齒輪及同步器組成，如圖1所示。所述機械式自動變速器的選位、換擋執(zhí)行機構(gòu)采用直流電機驅(qū)動，所述的電機均由車載蓄電池提供電能。所述系統(tǒng)中設(shè)置了制動狀態(tài)傳感器，用于感知制動信息；位移傳感器，用于表征離合器接合、分離的程度；轉(zhuǎn)速傳感器包括離合器輸入、輸出軸傳感器和車速傳感器，用于采集控制參數(shù)；擋位傳感器，用于傳達換擋信號。
6[0021]在車輛儀表盤處設(shè)置的主要包括前進擋開關(guān)、倒擋開關(guān)、制動指示燈、倒車指示燈、擋位顯示、強制保護模式報警、故障報警、誤操作報警、過載報警。該系統(tǒng)控制實現(xiàn)上采用了分層式控制策略，分布式的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，并將其融入控制器局域網(wǎng)(CAN)。所述上述控制策略分為兩層，上層控制策略通過判斷駕駛員意圖、檢測外界條件及汽車運行工況，得出離合器接合規(guī)律；下層控制策略即是控制離合器執(zhí)行機構(gòu)跟蹤離合器接合規(guī)律。所述自動離合器采用了自學習補償控制策略，模糊控制和PID控制算法，對離合器接合與分離的位移和速度進行實時控制。所述電動車驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法為，車輛起步時，離合器始終處于全接合狀態(tài)，車輛靠自身驅(qū)動電機的速度特性起步，所述車輛起步狀態(tài)的判定條件是車輛處于前進擋或倒車擋狀態(tài)且車速為零，車輛加減速時，即駕駛員踩下加速踏板，根據(jù)換擋規(guī)律，達到換擋點后，離合器控制單元控制其迅速分離，此時車輛驅(qū)動電機控制器根據(jù)AMT控制單元發(fā)出的目標轉(zhuǎn)速進行調(diào)速，目標轉(zhuǎn)速是由AMT控制單元根據(jù)車速和目標擋位計算得到；與此同時， AMT控制單元接收到離合器分離的狀態(tài)反饋后，控制變速器完成摘擋動作，選位操縱，隨即進行換擋操作；完成換擋操縱后，AMT控制單元向驅(qū)動電機控制單元發(fā)出自由模式請求，此時無論驅(qū)動電機的調(diào)速是否達到目標轉(zhuǎn)速，都要強制進入自由模式；確認電機處于自由模式后，AMT控制單元傳遞請求接合信息給離合器控制單元，待離合器接合后，向控制電機發(fā)出力矩模式請求，電機恢復為正常力矩輸出模式，進入正常行駛狀態(tài)。所述自動換擋規(guī)律采用基于加速踏板開度、車速和加速度的三參數(shù)換擋規(guī)律。車輛加減速時，遵循逐級加減檔的原則。離合器的接合速度是通過主、從動部分的轉(zhuǎn)速差來確定的，遵循轉(zhuǎn)速差越大，接合速度越慢，轉(zhuǎn)速差越小，接合速度越快的原則。離合器接合量是選用從動部分的轉(zhuǎn)速以及主、從動部分的轉(zhuǎn)速差作為控制參數(shù)， 要點在于根據(jù)轉(zhuǎn)速差及其變化速度，通過控制算法及時并適當?shù)恼{(diào)整接合程度，使得主、從動部分得以最快速度接近，但又不得過快超過設(shè)定閥值的轉(zhuǎn)速差增量。車輛遵循制動優(yōu)先的原則，只有當制動解除時，自動變速系統(tǒng)才會根據(jù)自動換擋規(guī)律進行換擋，此工況允許越級換擋。誤操作時，首先指車輛驅(qū)動電動機還在前進狀態(tài)時，誤啟動倒擋開關(guān)，此時離合器應立即迅速分離，立即報警；其次，當駕駛員同時踩下加速踏板和制動踏板時，認為制動信號有效。超載時，離合器應迅速分離，限制傳動系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系統(tǒng)過載。所述自動離合器是通過裝在加速踏板轉(zhuǎn)動軸上的角位移傳感器信號，控制其所處狀態(tài)，使電動汽車根據(jù)需要選擇合適的速度行駛。當驅(qū)動電機控制單元、離合器控制單元、AMT控制單元中的任意控制單元或控制局域網(wǎng)(CAN)無法正常工作時，車輛進入強制保護模式并報警，此時車輛只能以當前行駛狀態(tài)行駛，或停車，不允許進行換擋操作。所述的高壓電器柜由斷路器、接觸器、微型空氣斷路器和保險等集成在高壓電氣
7箱內(nèi)，為整車的高壓部件提供配電并具有過流、短路保護功能。高壓電器柜安裝在車架縱梁外側(cè)，動力電池包下方。所述的專用的大功率DC/DC變換器能把動力電池包的高壓直流電變換成整車行駛和環(huán)衛(wèi)作業(yè)所需的低壓用電，布置于車架縱梁后方內(nèi)側(cè)。所述的電驅(qū)動空調(diào)由空調(diào)控制器、電驅(qū)動壓縮機、PTC加熱器等組成；空調(diào)控制器可以根據(jù)駕駛員的指令來控制空調(diào)是制冷還是加熱，可對電驅(qū)動壓縮機采用變頻控制。具體控制方法為空調(diào)控制器通過溫度旋鈕接受駕駛員指令后，根據(jù)此時車內(nèi)溫度傳感器傳來的溫度數(shù)據(jù)，自動判斷空調(diào)應該制冷還是加熱，并通過駕駛員預設(shè)溫度和車內(nèi)實際溫度的溫度差，來決定加熱和制冷的強度，具體為控制空調(diào)的風量和壓縮機工作頻率。所述的整車控制器可以接受點火開關(guān)信號和充電請求信號，按照駕駛員的意圖控制高壓部件閉合或斷開高壓電路；整車控制器可以接受油門、制動和前進后退開關(guān)信號，實現(xiàn)控制驅(qū)動電機正反轉(zhuǎn)及調(diào)速功能；整車控制器通過CAN總線與驅(qū)動電機、自動離合器、 AMT變速器和電池管理系統(tǒng)和空調(diào)進行信息傳輸；整車控制器可以讀取零部件上傳到CAN 總線上的故障信息，按照不同的故障類型對整車采取報警、降功率、斷高壓等不同措施。所述的信息顯示終端接入整車CAN網(wǎng)絡(luò)，可以讀取整車控制器、電池管理系統(tǒng)、電機控制器、自動離合器、AMT變速器發(fā)送的信息，實時顯示各零部件狀態(tài)；信息顯示終端具有分頁顯示功能。

圖1為本實用新型的一優(yōu)選實施例的純電動環(huán)衛(wèi)車正視圖；圖2為本實用新型的一優(yōu)選實施例的純電動環(huán)衛(wèi)車俯視圖；圖3為本實用新型的一優(yōu)選實施例的純電動環(huán)衛(wèi)車的電驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的一優(yōu)選實施例的純電動環(huán)衛(wèi)車的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖；圖5為本實用新型的一優(yōu)選實施例的純電動環(huán)衛(wèi)車的電驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；圖6為本實用新型的一優(yōu)選實施例的純電動環(huán)衛(wèi)車的電驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理圖；圖7為本實用新型的一優(yōu)選實施例的純電動環(huán)衛(wèi)車的分布式網(wǎng)絡(luò)電子系統(tǒng)示意圖；圖8為本實用新型的一優(yōu)選實施例的純電動環(huán)衛(wèi)車的電驅(qū)動系統(tǒng)的正常工作控制流程圖；圖9為本實用新型的一優(yōu)選實施例的純電動環(huán)衛(wèi)車的高壓原理圖。圖中1.電機控制器、2.動力電池包、3.動力電池箱外框架、4.高壓電器柜、5. AMT 自動變速器、6.驅(qū)動電機、7.自動離合器、8.車載充電機接口、9.地面充電機接口、10. DC/DC變換器、11.車載充電機、12.第一軸、13. —軸常嚙合齒輪、14. 二軸一擋齒輪、15. 二軸二擋齒輪、16. 二軸三擋齒輪、17.第二軸(輸出軸)、18.中間軸、19.中間軸三擋常嚙合齒輪、20.中間軸二擋常嚙合齒輪、21.中間軸一擋常嚙合齒輪、22.中間軸常嚙合齒輪、23.直線電機、24.車架縱梁、25.傳動軸、26.后橋、27.連接接口。
8具體實施方式
現(xiàn)在結(jié)合具體實施例來描述本實用新型的一種專門用于儲運垃圾或者裝載分類垃圾的純電動環(huán)衛(wèi)車。所述電動環(huán)衛(wèi)車采用可重復充電并可以快速更換的動力電池包2為384V/60Ah鋰離子動力電池來為整車提供能源；通過整車的充電接口，可以由地面充電機或車載充電機 11進行整車充電，所述地面充電機的規(guī)格為輸入380VAC輸出420VDC/120A，所述車載充電機規(guī)格3. 3kw輸入220VAC輸出420VDC ；所述車載充電機即車載能源轉(zhuǎn)換單元，可以通過插頭和家用220V插座連接，然后轉(zhuǎn)化成直流電給動力電池包2充電；由電驅(qū)動系統(tǒng)為整車提供動力；高壓電器柜4可以提供整車高壓配電及保護功能；有專用的垃圾箱可以用來儲運垃圾；由專用的大功率DC/DC變換器10可以滿足整車行駛和環(huán)衛(wèi)作業(yè)的低壓用電需求， 所述DC/DC變換器10參數(shù)為2kw輸入383VDC輸出14VDC ；整車采用真空助力制動方式，由電驅(qū)動的真空泵提供助力；整車采用電驅(qū)動助力轉(zhuǎn)向，由電動馬達直接對方向盤管柱提供助力；整車采用電驅(qū)動空調(diào)；整車具有整車控制系統(tǒng)，可以按照駕駛員的意圖控制車輛，同時可以檢測整車故障信息并進行處理；整車具備信息顯示終端，可以顯示整車的各種信息。動力電池包2由動力電池箱和動力電池箱外框架3組成。單個或多個動力電池箱可以固定在動力電池箱外框架3中，動力電池箱和動力電池箱外框架3通過連接接口 27進行機械連接、電氣連接和通訊連接，可以快速的斷開和接通，即動力電池箱可以進行快速更換。所述動力電池包2布置在駕駛室后面的車架縱梁M靠前上方，將重量均勻的壓在四輪上，增加整車的行使穩(wěn)定性，所述動力電池包2由動力電池箱外框架3和車架縱梁M 緊固連接。動力電池包2通過高壓接口、低壓接口和通訊接口與整車進行電氣連接。整車存在兩個充電接口，通過充電接口一即地面充電機接口 9，可以使用地面充電機對整車進行充電；通過充電接口二即車載充電機接口 8，可以通過車載充電機11對整車進行充電。所述的車載充電機11，其輸入為220V/50HZ家用交流電，可以方便的通過家用電源插座用車載充電機11為整車進行充電。所述的電驅(qū)動系統(tǒng)如圖3、5所示，具有由驅(qū)動電機6及電機控制器1、自動變速系統(tǒng)組成。驅(qū)動電機6及自動變速系統(tǒng)均固定在車架縱梁內(nèi)側(cè)，所述驅(qū)動電機規(guī)格為 30kw/8000rpm/100Nm,通過傳動軸25和后橋沈進行動力連接，驅(qū)動車輪運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)車輛的前進后退功能。以3擋變速器為例進行說明，其中自動離合器2又包括離合器和驅(qū)動裝置及其可選的機械增力機構(gòu)；機械式自動變速器5又包括機械變速器、選擋電機及其操縱機構(gòu)、換擋電機及其操縱機構(gòu)；所述自動離合器7的主動部分與車輛驅(qū)動電機輸出軸相連，從動部分與機械式自動變速器的輸入軸相連；所述自動離合器7采用干式膜片彈簧離合器，在不改變離合器基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對離合器接合與分離的位移和速度進行實時控制，結(jié)構(gòu)簡單， 成本更低；所述干式膜片彈簧離合器由直線電機23或旋轉(zhuǎn)電機加凸輪機構(gòu)驅(qū)動其直接或間接(間接主要指具有機械式增力機構(gòu)時)的接合和分離；所述機械式自動變速器5采用定軸齒輪式變速器，具體傳動結(jié)構(gòu)主要包括變速器輸入軸總成、中間軸總成、輸出軸總成三部分；所述輸入軸總成，主要由與第一軸12制成一體的一軸常嚙合齒輪13組成；所述中間軸
9總成主要由與中間軸18制成一體的中間軸三擋常嚙合齒輪19、中間軸二擋常嚙合齒輪20、 中間軸一擋常嚙合齒輪21、中間軸常嚙合齒輪22組成；所述輸出軸總成主要由輸出軸以及空套在其上的二軸三擋齒輪16、二軸二擋齒輪15、二軸一檔齒輪14、一二擋同步器、三擋同步器等組成；所述機械式自動變速器的選位、換擋執(zhí)行機構(gòu)采用直流電機驅(qū)動，使用車載電源為動力源。所述的電動機均由車載蓄電池提供電能；所述車載蓄電池可以是磷酸鐵鋰動力電池、鉛酸電池、鎳氫電池、鋅空氣電池等。參考圖6、圖7，該系統(tǒng)控制實現(xiàn)上采用了分層式控制策略，分布式的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，并將其融入控制器局域網(wǎng)(CAN)；上述控制策略分為兩層，上層控制策略通過判斷駕駛員意圖、檢測外界條件及汽車運行工況，得出離合器接合規(guī)律；下層控制策略即是控制離合器執(zhí)行機構(gòu)跟蹤離合器接合規(guī)律。所述自動離合器采用了自學習補償控制策略，模糊控制和PID 控制算法，對離合器接合與分離的位移和速度進行實時控制。電機控制器通過CAN總線和整車控制器通訊，并響應整車控制器的指令。電機及控制器能按照整車控制器采集并傳輸?shù)募铀偬ぐ逯噶钸\轉(zhuǎn)。在松開加速踏板時，不需要電機控制器自行電制動。從電機軸伸端看，電機默認旋向為逆時針，當接收到整車控制器采集并傳輸?shù)牡箼n指令時，從電機軸伸端看，電機必須順時針方向旋轉(zhuǎn)。電機及控制器可以按照整車控制器采集并傳輸?shù)闹苿又噶钸M行制動。當電機控制器接收到制動指令后，產(chǎn)生隨時間變化的制動力矩和反電壓，此反電壓必須小于450V。電機及其控制器的冷卻方式為水冷，自帶冷卻水泵及水泵電源。當冷卻水泵只為 30kw電機及其控制器提供冷卻時，由電機控制器控制水泵和散熱器散熱風扇的運轉(zhuǎn)。由膨脹水箱水位傳感器提供信號到電機控制器，膨脹水箱無水時，電機控制器停止工作。電機控制器響應整車控制器的降功率行駛指令，功率降至15kw、扭矩降至60Nm。 電機控制器會響應整車控制器的停車指令，除水泵繼續(xù)運轉(zhuǎn)Imin外，其它立刻停止。在沒有踩下加速踏板的前提下，電機控制器會響應整車控制器的恒轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)指令，可以以 1500rpm轉(zhuǎn)速持續(xù)運轉(zhuǎn)。電機控制器應能向CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息，包括電壓、電流、扭矩、轉(zhuǎn)速、電機溫度、控制器溫度、電機運行狀態(tài)、控制器運行狀態(tài)、水泵電源運行狀態(tài)、故障代碼等。電機控制器預留檢測端口，以方便調(diào)試和維護。電機與控制器具備電氣保護功能。電機與控制器具備欠壓保護功能，在輸入電壓低于^OVDC時，電機控制器保護停機。電機與控制器具備過壓保護功能，在輸入電壓或者制動電壓大于450VDC時，電機控制器保護停機。電機與控制器必須具備過流和短路保護功能。電機與控制器具備熱保護功能。電機與控制器發(fā)生電氣保護時，除水泵繼續(xù)運轉(zhuǎn)Imin 外，其它立刻停止。電機控制器發(fā)生電氣保護可以自動回復。參考圖8基于上述自動變速系統(tǒng)的車輛，起步時，離合器始終處于全接合狀態(tài)，車輛靠自身驅(qū)動電機的速度特性起步；車輛加減速時，即駕駛員踩下加速踏板，根據(jù)換擋規(guī)律，達到換擋點后，離合器控制單元控制其迅速分離，此時車輛驅(qū)動電機控制器根據(jù)AMT控制單元發(fā)出的目標轉(zhuǎn)速進行調(diào)速，目標轉(zhuǎn)速是由AMT控制單元根據(jù)車速和目標擋位計算得到；與此同時，AMT控制單元接收到離合器分離的狀態(tài)反饋后，控制變速器完成摘擋動作， 選位操縱，隨即進行換擋操作；完成換擋操縱后，AMT控制單元向驅(qū)動電機控制單元發(fā)出自由模式請求，此時無論驅(qū)動電機的調(diào)速是否達到目標轉(zhuǎn)速，都要強制進入自由模式；確認電
10機處于自由模式后，AMT控制單元傳遞請求接合信息給離合器控制單元，待離合器接合后， 向控制電機發(fā)出力矩模式請求，電機恢復為正常力矩輸出模式，進入正常行駛狀態(tài)；車輛制動時，車輛遵循制動優(yōu)先的原則，只有當制動解除時，自動變速系統(tǒng)才會根據(jù)自動換擋規(guī)律進行換擋，但值得說明的是，此工況允許越級換擋；誤操作時，首先指車輛驅(qū)動電動機還在前進狀態(tài)時，誤啟動倒擋開關(guān)，此時離合器應立即迅速分離，立即報警；其次，當駕駛員同時踩下加速踏板和制動踏板時，認為制動信號有效；超載時，離合器應迅速分離，限制傳動系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系統(tǒng)過載。上述車輛起步狀態(tài)的判定條件是車輛處于前進擋或倒車擋狀態(tài)且車速為零；車輛加減速時，遵循逐級加減檔的原則。上述離合器的接合速度是通過主、從動部分的轉(zhuǎn)速差來確定的，大體上來說，遵循轉(zhuǎn)速差越大，接合速度越慢，轉(zhuǎn)速差越小，接合速度越快的原則；離合器接合量是選用從動部分的轉(zhuǎn)速以及主、從動部分的轉(zhuǎn)速差作為控制參數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)速差及其變化速度，通過控制算法及時并適當?shù)恼{(diào)整接合程度，使得主、從動部分得以最快速度接近，但又不得過快超過設(shè)定閥值的轉(zhuǎn)速差增量。上述自動離合器是通過裝在加速踏板轉(zhuǎn)動軸上的角位移傳感器信號，控制其所處狀態(tài)，使電動汽車根據(jù)需要選擇合適的速度行駛；自動變速系統(tǒng)中設(shè)置了制動狀態(tài)傳感器， 用于感知制動信息；位移傳感器，用于表征離合器接合、分離的程度；轉(zhuǎn)速傳感器包括離合器輸入、輸出軸傳感器和車速傳感器，用于采集控制參數(shù)；擋位傳感器，用于傳達換擋信號寸。另外，車輛儀表盤處設(shè)置了一系列的開關(guān)、指示燈和顯示屏，涉及到本實用新型的主要包括前進擋開關(guān)、倒擋開關(guān)、制動指示燈、倒車指示燈、擋位顯示、強制保護模式報警、 故障報警、誤操作報警、過載報警等。當驅(qū)動電機控制單元、離合器控制單元、AMT控制單元中的任意控制單元或控制局域網(wǎng)(CAN)無法正常工作時，車輛進入強制保護模式并報警，此時車輛只能以當前行駛狀態(tài)行駛，或停車，不允許進行換擋操作。所述的高壓電器柜由斷路器、接觸器、微型空氣斷路器和保險等集成在高壓電氣箱內(nèi)，為整車的高壓部件提供配電并具有過流、短路保護功能。高壓電器柜安裝在車架縱梁外側(cè)，動力電池包下方。圖9示本實用新型純電動環(huán)衛(wèi)車的高壓原理圖，其中，BTl為動力電池，數(shù)量為 2，參數(shù)為60Ah/384VDC ；ZJl為斷路器，數(shù)量為1，整定電流200A ；RXl為快速熔斷器，參數(shù)為SOOVASOA ；ZJ2為接觸器，數(shù)量為2，參數(shù)為EV200 ；Kl為空氣斷路器，數(shù)量為1，參數(shù)為 AC380V/6A/2P ；FLQ為分流器，數(shù)量為1 ；CZ為充電插座，數(shù)量為1 ；DC/DC為直流變換器， 數(shù)量為1 ；DC/AC為空調(diào)電源，數(shù)量為1 ；RX2為快速熔斷器，數(shù)量為1，參數(shù)為800V/250A; NBQ為主電源，數(shù)量為1 ；M為驅(qū)動電機，數(shù)量為1 ；KKl為直流斷路器，數(shù)量為1，參數(shù)為 DC440V/16V/2P ；KK2為直流斷路器，參數(shù)為DC440V/40V/2P ；KM為空調(diào)壓縮機，數(shù)量為1 ； KK3為直流斷路器，數(shù)量為1，參數(shù)為DC440V/40V/2P。所述的專用的大功率DC/DC變換器能把動力電池包的高壓直流電變換成整車行駛和環(huán)衛(wèi)作業(yè)所需的低壓用電，布置于車架縱梁后方內(nèi)側(cè)。所述的電驅(qū)動空調(diào)由空調(diào)控制器、電驅(qū)動壓縮機、PTC加熱器等組成；空調(diào)控制器
11可以根據(jù)駕駛員的指令來控制空調(diào)是制冷還是加熱，可對電驅(qū)動壓縮機采用變頻控制。所述的整車控制器可以接受點火開關(guān)信號和充電請求信號，按照駕駛員的意圖控制高壓部件閉合或斷開高壓電路；整車控制器可以接受油門、制動和前進后退開關(guān)信號，實現(xiàn)控制驅(qū)動電機正反轉(zhuǎn)及調(diào)速功能；整車控制器通過CAN總線與驅(qū)動電機、自動離合器、 AMT變速器和電池管理系統(tǒng)和空調(diào)進行信息傳輸；整車控制器可以讀取零部件上傳到CAN 總線上的故障信息，按照不同的故障類型對整車采取報警、降功率、斷高壓等不同措施。所述的信息顯示終端接入整車CAN網(wǎng)絡(luò)，可以讀取整車控制器、電池管理系統(tǒng)、電機控制器、自動離合器、AMT變速器發(fā)送的信息，實時顯示各零部件狀態(tài)；信息顯示終端具有分頁顯示功能。其中車輛整車控制系統(tǒng)采用200810085028. 4號專利申請中所公開的。
權(quán)利要求1.一種純電動環(huán)衛(wèi)車，配置有可快速更換并可重復充電的動力電池包為整車提供能源；并配置有整車不同的充電接口，可以由地面充電機或車載充電機進行整車充電；整車有電驅(qū)動系統(tǒng)為整車提供動力；配置有高壓電器柜提供整車高壓配電及保護功能；配置有專用的垃圾箱可以用來儲運垃圾；配置有大功率DC/DC變換器可以滿足整車行駛和環(huán)衛(wèi)作業(yè)的低壓用電需求；所述環(huán)衛(wèi)車配置有真空助力制動機構(gòu)，配置有電驅(qū)動的真空泵來提供助力；配置有電驅(qū)動助力轉(zhuǎn)向裝置，配置有電動馬達直接對方向盤管柱提供助力；整車配置有電驅(qū)動變頻空調(diào)；整車配置有有整車控制系統(tǒng)，可以按照駕駛員的意圖控制車輛，同時可以檢測整車故障信息并進行處理；整車配置有信息顯示終端，可以顯示整車的各種信息， 其特征在于所述動力電池包由動力電池箱和動力電池箱外框架組成，由動力電池箱外框架和車架縱梁緊固連接，單個或多個動力電池箱可以固定在動力電池箱外框架中，動力電池箱和動力電池箱外框架保持機械連接、電氣連接和通訊連接，所述動力電池包通過高壓接口、低壓接口和通訊接口與整車進行電氣連接，所述動力電池箱配置成可以進行快速更換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動環(huán)衛(wèi)車，其特征在于，整車存在兩個充電接口，通過地面充電機接口，可以使用地面充電機對整車進行充電；通過車載充電機，可以通過車載充電機對整車進行充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動環(huán)衛(wèi)車，其特征在于所述的車載充電機，其配置成輸入為220V/50HZ家用交流電，可以方便的通過家用電源插座用車載充電機為整車進行充 H1^ ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的純電動環(huán)衛(wèi)車車，其特征在于所述的電驅(qū)動系統(tǒng)由驅(qū)動電機及電機控制器、自動離合器和AMT變速器組成，電驅(qū)動系統(tǒng)固定在車架縱梁內(nèi)側(cè)，通過傳動軸和后橋進行動力連接，驅(qū)動車輪運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)車輛的前進后退功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的純電動環(huán)衛(wèi)車，其特征在于所述自動離合器又包括離合器和驅(qū)動裝置及其可選的機械增力機構(gòu)；機械式自動變速器又包括機械變速器、選擋電機及其操縱機構(gòu)、換擋電機及其操縱機構(gòu)，所述自動離合器的主動部分與車輛驅(qū)動電動機輸出軸相連，從動部分與機械式自動變速器的輸入軸相連，所述自動離合器采用干式膜片彈簧離合器，在不改變離合器基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對離合器接合與分離的位移和速度進行實時控制，所述干式膜片彈簧離合器由直流電機或旋轉(zhuǎn)電機加凸輪機構(gòu)驅(qū)動其直接或間接的接合和分離，所述機械式自動變速器采用定軸齒輪式變速器，具體傳動結(jié)構(gòu)主要包括輸入軸總成、中間軸總成、輸出軸總成三部分，所述第一軸即輸入軸總成，主要由與第一軸制成一體的一軸常嚙合齒輪組成；所述中間軸總成主要由與中間軸制成一體的中間軸N擋常嚙合齒輪和中間軸常嚙合齒輪組成，所述N為任意自然數(shù)；所述第二軸總成主要由輸出軸以及空套在其上的二軸N擋齒輪及同步器組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的純電動環(huán)衛(wèi)車，其特征在于所述電驅(qū)動系統(tǒng)配置成采用分層式控制策略，分布式的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，并將其融入控制器局域網(wǎng)，所述控制器局域網(wǎng)即CAN。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的純電動環(huán)衛(wèi)車，其特征在于所述的高壓電器柜在高壓電氣箱內(nèi)配置集成有斷路器、接觸器、微型空氣斷路器和保險，為整車的高壓部件提供配電并具有過流、短路保護功能，高壓電器柜安裝在車架縱梁外側(cè)，動力電池包下方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的純電動環(huán)衛(wèi)車，其特征在于所述的大功率DC/DC變換器配置成把動力電池包的高壓直流電變換成整車行駛和環(huán)衛(wèi)作業(yè)所需的低壓用電，同車載充電機接口與地面充電機接口都布置于車架縱梁后方內(nèi)側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的純電動環(huán)衛(wèi)車，其特征在于所述的電驅(qū)動空調(diào)主要由空調(diào)控制器、電驅(qū)動壓縮機、PTC加熱器組成，空調(diào)控制器配置成可以根據(jù)駕駛員的指令來控制空調(diào)是制冷還是加熱，并可對電驅(qū)動壓縮機采用變頻控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的純電動環(huán)衛(wèi)車，其特征在于所述的整車控制器配置成可以接受點火開關(guān)信號和充電請求信號，按照駕駛員的意圖控制高壓部件閉合或斷開高壓電路；整車控制器配置成可以接受油門、制動和前進后退開關(guān)信號，實現(xiàn)控制驅(qū)動電機正反轉(zhuǎn)及調(diào)速功能；整車控制器配置成通過CAN總線與驅(qū)動電機、自動離合器、AMT變速器和電池管理系統(tǒng)和空調(diào)進行信息傳輸；整車控制器配置成可以讀取零部件上傳到CAN總線上的故障信息，按照不同的故障類型對整車采取報警、降功率、斷高壓的不同措施。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的純電動環(huán)衛(wèi)車，其特征在于所述的信息顯示終端接入整車CAN網(wǎng)絡(luò)，配置成可以讀取整車控制器、電池管理系統(tǒng)、電機控制器、自動離合器、AMT變速器發(fā)送的信息，實時顯示各零部件狀態(tài)；信息顯示終端配置成具有分頁顯示功能。
專利摘要本實用新型公開了一種純電動環(huán)衛(wèi)車，其采用可快速更換并可重復充電的動力電池包為整車提供能源；通過整車不同的充電接口，可以由地面充電機或車載充電機進行整車充電；由電驅(qū)動系統(tǒng)為整車提供動力；由高壓電器柜提供整車高壓配電及保護功能；有專用的垃圾箱可以用來儲運垃圾；由大功率DC/DC變換器可以滿足整車行駛和環(huán)衛(wèi)作業(yè)的低壓用電需求；所述環(huán)衛(wèi)車采用真空助力制動方式，由電驅(qū)動的真空泵提供助力；采用電驅(qū)動助力轉(zhuǎn)向，由電動馬達直接對方向盤管柱提供助力；整車采用電驅(qū)動變頻空調(diào)；整車具有整車控制器，可以按照駕駛員的意圖控制車輛，同時可以檢測整車故障信息并進行處理，所述電動環(huán)衛(wèi)車集成化程度高，滿足了實際生產(chǎn)的需要。
文檔編號B60K20/02GK202071709SQ20112011769
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者孫逢春, 林程, 韓冰 申請人:北京理工華創(chuàng)電動車技術(shù)有限公司