本實(shí)用新型涉及一種集成式復(fù)合附件裝置及使用該裝置的電動(dòng)汽車。

背景技術(shù)：

目前市場(chǎng)上的純電動(dòng)客車基本上都是單轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中應(yīng)用比較多的是電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS），該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)助力度可變、反應(yīng)靈敏，因此深受廣大用戶的認(rèn)可和喜愛。但是，當(dāng)整車電動(dòng)部分故障時(shí)，EHPS也就無(wú)法發(fā)揮它的功能了，為了確保汽車的正常轉(zhuǎn)向功能，一些廠家選擇在汽車上配置雙轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

授權(quán)公告號(hào)為CN204055378U，授權(quán)公告日為2014.12.31的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種純電動(dòng)車雙轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及純電動(dòng)車，該雙轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、取力器、電動(dòng)轉(zhuǎn)向油路和應(yīng)急轉(zhuǎn)向油路，電動(dòng)轉(zhuǎn)向油路包括依次連接的轉(zhuǎn)向油罐、電動(dòng)轉(zhuǎn)向油泵、應(yīng)急閥、轉(zhuǎn)向機(jī)和轉(zhuǎn)向油缸（即轉(zhuǎn)向器），應(yīng)急轉(zhuǎn)向油路包括轉(zhuǎn)向油罐和應(yīng)急轉(zhuǎn)向油泵，應(yīng)急轉(zhuǎn)向油泵的出油口與應(yīng)急閥的進(jìn)口連通，應(yīng)急轉(zhuǎn)向油泵采用機(jī)械液壓助力泵，該機(jī)械液壓助力泵通過(guò)取力器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接。車輛正常行駛時(shí)，應(yīng)急閥處于關(guān)閉狀態(tài)，電動(dòng)轉(zhuǎn)向油路工作，應(yīng)急轉(zhuǎn)向油路不工作，機(jī)械液壓助力泵處于空載傳動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)轉(zhuǎn)向突然失效時(shí)，整車控制器控制應(yīng)急閥開啟，啟動(dòng)應(yīng)急轉(zhuǎn)向油路工作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)取力器將動(dòng)力傳遞給機(jī)械液壓助力泵，機(jī)械液壓助力泵將轉(zhuǎn)向油罐中的油通過(guò)應(yīng)急閥回到轉(zhuǎn)向器，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向控制。

這種雙轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的弊端在于，通常情況下，應(yīng)急閥是關(guān)閉的，應(yīng)急轉(zhuǎn)向油路不工作，而機(jī)械液壓助力泵連接在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上，則要一直隨之空轉(zhuǎn)，這樣不但浪費(fèi)能量，而且對(duì)于油泵的壽命也有不利影響，因此不是很合理。

另外，現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)客車不管是這種雙轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還是單轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都普遍存在一個(gè)問(wèn)題，那就是轉(zhuǎn)向助力、為儲(chǔ)氣筒提供氣源的電動(dòng)空壓機(jī)、冷卻散熱系統(tǒng)用冷卻水泵等重要高壓電動(dòng)附件都是獨(dú)立的，且動(dòng)力源都是利用整車高壓電源（混合動(dòng)力的高壓電源需要發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒燃料轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存于高壓儲(chǔ)能元件中），使用時(shí)高壓電源需要通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成各自需要的低壓電源，這樣能量就需要多次轉(zhuǎn)化，利用率降低，其次目前電動(dòng)空壓機(jī)的價(jià)格比較昂貴且故障率較高，由其是電動(dòng)空壓機(jī)在低溫、間隙性工作時(shí)，潤(rùn)滑油被乳化的問(wèn)題難以解決，導(dǎo)致頻繁維修，使用非常不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種集成式復(fù)合附件裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)向助力、電動(dòng)空壓機(jī)和/或冷卻水泵各自獨(dú)立而導(dǎo)致能量需多次轉(zhuǎn)化、能量利用率低的問(wèn)題；本實(shí)用新型的目的還在于提供一種使用該集成式復(fù)合附件裝置的電動(dòng)汽車。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型中集成式復(fù)合附件裝置的技術(shù)方案為：

一種集成式復(fù)合附件裝置，包括應(yīng)急閥、儲(chǔ)油罐、電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、通過(guò)取力器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連的機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵，電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵和機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵的進(jìn)油口與儲(chǔ)油罐連通、出油口與應(yīng)急閥的進(jìn)口連通，所述應(yīng)急閥的出口連接有分流閥，分流閥的一出口與轉(zhuǎn)向器連接、另一出口連接有液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)的輸出端連接有空氣壓縮機(jī)和/或冷卻水泵。

所述應(yīng)急閥為常開應(yīng)急閥，應(yīng)急閥具有用于單獨(dú)接通機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵的第一工位、用于單獨(dú)接通電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵的第二工位、用于同時(shí)接通機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵的第三工位，機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵為主油泵，電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵為輔助油泵，當(dāng)主油泵的輸出流量小于應(yīng)急閥的設(shè)定值時(shí)，應(yīng)急閥處于第一工位，當(dāng)主油泵的輸出流量大于應(yīng)急閥的設(shè)定值時(shí)，應(yīng)急閥處于第二工位。

所述分流閥的上游、應(yīng)急閥的下游還連接有用于與電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵的控制器相連的流量傳感器，當(dāng)主油泵的輸出流量小于流量傳感器的設(shè)定值時(shí)，由控制器控制電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵啟動(dòng)以對(duì)主油泵進(jìn)行補(bǔ)償，此時(shí)應(yīng)急閥處于第三工位，所述流量傳感器的設(shè)定值小于應(yīng)急閥的設(shè)定值。

所述液壓馬達(dá)為雙輸出軸液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)一端的輸出軸連接所述空氣壓縮機(jī)、另一端的輸出軸連接所述冷卻水泵。

所述機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵為雙向柱塞泵。

本實(shí)用新型中電動(dòng)汽車的技術(shù)方案為：

一種電動(dòng)汽車，包括車架和設(shè)置在車架上的集成式復(fù)合附件裝置，集成式復(fù)合附件裝置包括應(yīng)急閥、儲(chǔ)油罐、電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、通過(guò)取力器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連的機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵，電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵和機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵的進(jìn)油口與儲(chǔ)油罐連通、出油口與應(yīng)急閥的進(jìn)口連通，所述應(yīng)急閥的出口連接有分流閥，分流閥的一出口與轉(zhuǎn)向器連接、另一出口連接有液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)的輸出端連接有空氣壓縮機(jī)和/或冷卻水泵。

所述應(yīng)急閥為常開應(yīng)急閥，應(yīng)急閥具有用于單獨(dú)接通機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵的第一工位、用于單獨(dú)接通電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵的第二工位、用于同時(shí)接通機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵的第三工位，機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵為主油泵，電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵為輔助油泵，當(dāng)主油泵的輸出流量小于應(yīng)急閥的設(shè)定值時(shí)，應(yīng)急閥處于第一工位，當(dāng)主油泵的輸出流量大于應(yīng)急閥的設(shè)定值時(shí)，應(yīng)急閥處于第二工位。

所述分流閥的上游、應(yīng)急閥的下游還連接有用于與電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵的控制器相連的流量傳感器，當(dāng)主油泵的輸出流量小于流量傳感器的設(shè)定值時(shí)，由控制器控制電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵啟動(dòng)以對(duì)主油泵進(jìn)行補(bǔ)償，此時(shí)應(yīng)急閥處于第三工位，所述流量傳感器的設(shè)定值小于應(yīng)急閥的設(shè)定值。

所述液壓馬達(dá)為雙輸出軸液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)一端的輸出軸連接所述空氣壓縮機(jī)、另一端的輸出軸連接所述冷卻水泵。

所述機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵為雙向柱塞泵。

本實(shí)用新型的有益效果在于：由于應(yīng)急閥的出口連接有分流閥，分流閥的一出口與轉(zhuǎn)向器連接、另一出口連接有液壓馬達(dá)，這樣由電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵和/或機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵輸出的流量就可以同時(shí)滿足兩個(gè)執(zhí)行元件的動(dòng)作，從而在保證為整車提供轉(zhuǎn)向助力的基礎(chǔ)之上，還有一路液壓能可以驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)工作；

而液壓馬達(dá)的輸出端連接有空氣壓縮機(jī)和/或冷卻水泵，當(dāng)液壓馬達(dá)的輸出端只連接空氣壓縮機(jī)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合附件裝置的提供液壓助力轉(zhuǎn)向和制動(dòng)氣源的功能集成，并且由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)可以是普通的空氣壓縮機(jī)，從而取消了電動(dòng)空壓機(jī)以及對(duì)應(yīng)的變頻，從而避免了電動(dòng)空壓機(jī)目前難以解決的如潤(rùn)滑油乳化、故障率高、可靠性差、成本高等一系列問(wèn)題。同時(shí)，空氣壓縮機(jī)的動(dòng)力源由電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵和/或機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵提供，無(wú)需再單獨(dú)通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器連接整車高壓電源，工作動(dòng)力源少了一道能量轉(zhuǎn)化，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的能量被高效集中利用，能量利用率較高，降低了整車能耗；

而當(dāng)液壓馬達(dá)的輸出端只連接冷卻水泵時(shí)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合附件裝置的提供液壓助力轉(zhuǎn)向和冷卻散熱的功能集成，從而取消了專門獨(dú)立的冷卻水泵及其控制單元，同樣的冷卻水泵的工作動(dòng)力源少了一道能量轉(zhuǎn)化，能量利用率較高，降低了整車能耗；

而當(dāng)液壓馬達(dá)的輸出端同時(shí)連接空氣壓縮機(jī)和冷卻水泵，就實(shí)現(xiàn)了復(fù)合附件裝置的提供液壓助力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)氣源以及冷卻散熱的三項(xiàng)集成功能，兼具了上述所有有益效果，能量利用率更高，進(jìn)一步降低了整車能耗。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型中電動(dòng)汽車的一個(gè)實(shí)施例中的集成式復(fù)合附件裝置的組成結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1.主驅(qū)動(dòng)電機(jī)；2.電機(jī)軸；3.雙向柱塞泵；4.應(yīng)急閥；5.進(jìn)油三通；6.儲(chǔ)油罐；7.電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵；8.穩(wěn)流閥；9.流量傳感器；10.分流閥；11.轉(zhuǎn)向器；12.回油三通；13.液壓馬達(dá)；14.冷卻水泵；15.空氣壓縮機(jī)。

具體實(shí)施方式

電動(dòng)汽車的一個(gè)實(shí)施例如圖1所示，該電動(dòng)汽車是一種純電動(dòng)客車，包括車架（圖中未示出）和設(shè)置在車架上的集成式復(fù)合附件裝置，集成式復(fù)合附件裝置主要包括應(yīng)急閥4、儲(chǔ)油罐6、電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵7（EHPS）、轉(zhuǎn)向器11、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、通過(guò)取力器（圖中未示出）與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的電機(jī)軸2相連的機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵，在該實(shí)施例中，機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵為雙向柱塞泵3。

在本實(shí)用新型中，雙向柱塞泵3作為主油泵使用，因此只要車輛在行駛，該雙向柱塞泵3就能工作，從而實(shí)現(xiàn)只要車輛在運(yùn)行，就有液壓助力，確保了整車安全行駛。另外，雙向柱塞泵3具有雙向工作特性，即不論主驅(qū)動(dòng)電機(jī)1正、反轉(zhuǎn)（整車前行和后退），主油泵都能正常提供液壓能。

雙向柱塞泵3和機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵7的進(jìn)油口通過(guò)一個(gè)進(jìn)油三通5與儲(chǔ)油罐6連通、出油口與應(yīng)急閥4的進(jìn)口連通，在本實(shí)用新型中，機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵7作為輔助油泵使用，應(yīng)急閥4為常開應(yīng)急閥，應(yīng)急閥4具有用于單獨(dú)接通雙向柱塞泵3的第一工位、用于單獨(dú)接通電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵7的第二工位、用于同時(shí)接通雙向柱塞泵3和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵7的第三工位。

因此，應(yīng)急閥4的主要作用就是控制兩個(gè)液壓油路的切換，應(yīng)急閥4是集液控?fù)Q向閥、單向閥、流量開關(guān)等功能于一身的一個(gè)專用閥，其切換功能是通過(guò)切換流量控制機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，執(zhí)行該功能的是液控?fù)Q向閥，液控?fù)Q向閥的閥芯中間有一個(gè)節(jié)流孔，閥芯一端裝有彈簧。應(yīng)急閥4的切換動(dòng)作是由雙向柱塞泵3的出油口流量控制的，當(dāng)雙向柱塞泵3的輸出流量小于應(yīng)急閥4的設(shè)定值，即通過(guò)閥芯的流量小于應(yīng)急閥4的預(yù)先設(shè)定值時(shí)，閥不動(dòng)作，雙向柱塞泵3工作，此時(shí)應(yīng)急閥4處于第一工位；當(dāng)雙向柱塞泵3的輸出流量大于應(yīng)急閥4的設(shè)定值時(shí)，液壓油作用在閥芯上的力大于彈簧力，閥芯切換，實(shí)現(xiàn)換向，切換到EHPS那端油路，此時(shí)應(yīng)急閥4處于第二工位。

應(yīng)急閥4的下游依次連接有穩(wěn)流閥8、流量傳感器9、分流閥10，其中穩(wěn)流閥8的作用是控制和穩(wěn)定集成式復(fù)合附件裝置的液壓能載流流量，該流量值可以根據(jù)不同車預(yù)先設(shè)置，避免系統(tǒng)中流量值出現(xiàn)較大的波動(dòng)，控制流經(jīng)穩(wěn)流閥8的載流流速保持相對(duì)穩(wěn)定。

流量傳感器9與電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵7的控制器相連，將檢測(cè)到的流量信號(hào)反饋給控制器，該流量傳感器9也有一個(gè)預(yù)先設(shè)定值，按照該預(yù)先設(shè)定值可以控制電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵7的轉(zhuǎn)速和啟停，從而對(duì)雙向柱塞泵3的流量值進(jìn)行補(bǔ)償。具體是，當(dāng)雙向柱塞泵3的輸出流量小于流量傳感器9的設(shè)定值時(shí)，由控制器控制電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵7啟動(dòng)，同時(shí)通過(guò)檢測(cè)到的流量值，控制電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵7的轉(zhuǎn)速，此時(shí)應(yīng)急閥4處于第三工位，顯然，流量傳感器9的設(shè)定值是小于應(yīng)急閥4的設(shè)定值的，其目的就是為了避免雙向柱塞泵3的輸出流量過(guò)低而影響汽車的正常轉(zhuǎn)向功能。

分流閥10的一出口與轉(zhuǎn)向器11連接、另一出口連接有液壓馬達(dá)13，分流閥10的主要作用就是將液壓能按照一定的比例分配給兩個(gè)執(zhí)行元件，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行元件按照一定的定比關(guān)系工作，因此該分流閥10為比例流量式分流閥，液壓能經(jīng)分流閥10分配兩路后，其中一路供給轉(zhuǎn)向器11，從而為整車提供轉(zhuǎn)向助力，另一路用于驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)13。

液壓馬達(dá)13為雙輸出軸液壓馬達(dá)，其一端的輸出軸連接空氣壓縮機(jī)15、另一端的輸出軸連接冷卻水泵14，其中空氣壓縮機(jī)15與整車儲(chǔ)氣筒相連，為制動(dòng)及輔助系統(tǒng)的儲(chǔ)氣筒打氣，提供氣源。冷卻水泵14與冷卻散熱系統(tǒng)相連，為整車主驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)進(jìn)行冷卻散熱。按照整車空氣壓縮機(jī)15和冷卻水泵14的功率需要，進(jìn)行液壓馬達(dá)13的參數(shù)設(shè)計(jì)，根據(jù)供給液壓馬達(dá)13的技術(shù)參數(shù)，設(shè)計(jì)該油路中的液壓能分配，進(jìn)而設(shè)計(jì)分流閥10的分配比例。

另外，穩(wěn)流閥8的卸油口和液壓馬達(dá)13的回油口通過(guò)一回油三通12匯流，匯流后又通過(guò)另一回油三通12與轉(zhuǎn)向器11的回油口匯流，最終連接在儲(chǔ)油罐6的進(jìn)油口上。

集成式復(fù)合附件裝置的工作原理是：雙向柱塞泵3作為主油泵，使得車輛只要在正常行駛中，雙向柱塞泵3就能隨主驅(qū)動(dòng)電機(jī)1工作，從而就能確保整車有液壓助力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)氣源以及冷卻散熱，確保了整車安全行駛，同時(shí)解決了現(xiàn)有技術(shù)中雙向柱塞泵3的空轉(zhuǎn)問(wèn)題，避免了能量的浪費(fèi)，并保證了油泵的使用壽命。

采用分流閥10將液壓能分配成兩路，一路提供轉(zhuǎn)向助力，另一路提供給空氣壓縮機(jī)15和冷卻水泵14，空氣壓縮機(jī)15只是普通的空氣壓縮機(jī)，這樣就取消了電動(dòng)空壓機(jī)以及對(duì)應(yīng)的變頻，從而避免了電動(dòng)空壓機(jī)目前難以解決的如潤(rùn)滑油乳化、故障率高、可靠性差、成本高等一系列問(wèn)題。同時(shí)也取消了專門獨(dú)立的冷卻水泵及其控制單元，空氣壓縮機(jī)15和冷卻水泵14通過(guò)液壓馬達(dá)13連接在應(yīng)急閥4的下游，其動(dòng)力源由雙向柱塞泵3和/或機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵7提供，無(wú)需再單獨(dú)通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器連接整車高壓電源，工作動(dòng)力源少了一道能量轉(zhuǎn)化，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的能量被高效集中利用，能量利用率較高，降低了整車能耗。

而將雙向柱塞泵3作為主油泵，機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵7作為輔助油泵，是考慮到就算車輛的電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向部分發(fā)生故障，只要車輛在行駛，就可以保整車有轉(zhuǎn)向助力。而即使是整車電源全部故障，如整車故障慣性滑行時(shí)，此時(shí)隨著電機(jī)軸2的空轉(zhuǎn)，雙向柱塞泵3仍能工作，這時(shí)滑行的機(jī)械能被有效的消耗和回收利用，使得整車很快就能夠平穩(wěn)、安全停止，從而充分利用了整車制動(dòng)后由于慣性的機(jī)械能，提高了能量利用率。

在電動(dòng)汽車的其他實(shí)施例中：電動(dòng)汽車也可以是混合動(dòng)力電動(dòng)客車或者燃料電池等新能源電動(dòng)客車；機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵也可以是雙向齒輪泵；液壓馬達(dá)也可以是單輸出軸液壓馬達(dá)，此時(shí)液壓馬達(dá)只連接空氣壓縮機(jī)或者只連接冷卻水泵；應(yīng)急閥和分流閥之間也可以不連接穩(wěn)流閥和流量傳感器；電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向油泵可以作為主油泵，此時(shí)機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向油泵是輔助油泵，此時(shí)應(yīng)急閥的控制與現(xiàn)有技術(shù)中是一樣的。

集成式復(fù)合附件裝置的實(shí)施例如圖1所示，集成式復(fù)合附件裝置的具體結(jié)構(gòu)與上述電動(dòng)汽車實(shí)施例中所述的集成式復(fù)合附件裝置相同，在此不再詳述。