机舱布置结构及电动作业机械

技术领域

本发明涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种机舱布置结构及电动作业机械。

背景技术

随着作业机械多元化的应用发展，作业机械结构趋于精细化、人性化、方便运维等方面发展。例如，以纯电动挖掘机为例，电动挖掘机相较于柴油机挖掘机，取消了发动机，配置了动力电池、电机及电机控制器。电机及电机控制器体积相对较小，但是，在满足整机续航能力的情况下，动力电池占用空间通常会超过50％，因此，在整机布置中需要充分考虑：整机电池配置电量的多少、整机工作空间和整机维修便利性。

目前，纯电动挖掘机整机布置结构多种多样，常见的布置结构为动力系统位于机舱布置结构的中后端，在满足其他部件布置空间的前提下，最大限量地布置电池，但是，现有技术中的电池大多为标准电池包，形状规则，不易于提升整机电量。

发明内容

本发明提供一种机舱布置结构及电动作业机械，用以解决现有技术中的电动作业机械中的电池大多是标准电池包，形状规则，而不易提升整机电量的缺陷。

本发明提供一种机舱布置结构，包括：平台，所述平台的顶部空间分为下层区域和上层区域，所述下层区域设置有电机、液压主泵、电子水泵、热交换器、液压油箱、液压主阀、回转马达、散热器、电子风扇、冷凝器和压缩机；所述上层区域设置电池包、膨胀水箱、电机控制器、充电插座和驾驶室；其中，所述液压油箱、所述电池包和所述膨胀水箱中的至少一者设置为异形结构。

根据本发明提供的一种机舱布置结构，所述下层区域在俯视角度沿逆时针方向分为下层第一区域、下层第二区域、下层第三区域和下层第四区域，所述下层第一区域设置有所述电机、所述液压主泵、所述电子水泵和所述热交换器，所述电机和所述液压主泵同轴连接；所述下层第二区域设置有所述液压油箱；所述下层第三区域设置有所述液压主阀和所述回转马达；所述下层第四区域设置有所述散热器、所述电子风扇、所述冷凝器和所述压缩机。

根据本发明提供的一种机舱布置结构，所述上层区域分为上层第一区域、上层第二区域、上层第三区域和上层第四区域，且所述上层第一区域、上层第二区域、上层第三区域和上层第四区域分别与下层第一区域、下层第二区域、下层第三区域和下层第四区域对应设置，所述上层第一区域和所述上层第四区域设置有所述电池包、所述膨胀水箱和所述充电插座；所述上层第二区域设置有所述电机控制器；所述上层第三区域用于设置所述驾驶室。

根据本发明提供的一种机舱布置结构，所述散热器和所述冷凝器共用同一个所述电子风扇。

根据本发明提供的一种机舱布置结构，所述散热器、所述冷凝器、所述液压油箱、所述液压主泵、所述热交换器、所述膨胀水箱、所述充电插座、所述电子风扇、所述液压主阀、所述控制器、所述压缩机、所述电池包和所述电子水泵均设置在靠近机舱舱体的一侧；所述电机设置在所述机舱舱体的中部位置。

根据本发明提供的一种机舱布置结构，所述电池包包括电池主体部和电池凸出部，所述电池凸出部沿所述电池主体部的长边设置，且所述电池凸出部的长度小于所述电池主体部的长度，且所述电池凸出部的宽度小于所述电池主体部的宽度，所述电池凸出部的高度等于所述电池主体部的高度。

根据本发明提供的一种机舱布置结构，所述液压油箱和所述液压主泵位于同侧且相邻设置，且所述液压油箱和所述液压主泵之间通过胶管连接。

根据本发明提供的一种机舱布置结构，所述液压油箱包括油箱主体部和油箱凸出部，所述油箱凸出部的顶部与所述油箱主体部的顶端平齐，所述油箱凸出部的底部高于所述油箱主体部的底端；所述油箱主体部位于所述回转马达的一侧，所述油箱凸出部位于所述回转马达的顶部。

根据本发明提供的一种机舱布置结构，所述膨胀水箱包括：水箱主体部和水箱凸出部，所述水箱主体部位于所述电池包的顶部；所述水箱凸出部位于所述电池包的侧面。

本发明还提供一种电动作业机械，包括车体和如上所述的机舱布置结构，所述机舱布置结构与所述车体连接。

本发明提供的机舱布置结构，通过将平台的顶部空间分为下层区域和上层区域，每层分有四个区域，使得整个机舱的结构布置更加紧凑，更大限度地提升整机电量，增加整机续航，同时充分考虑高压系统部件安装及用电维护方便性。

将部件分层设置，且将电池包、液压油箱和膨胀水箱中的至少一者设置为异形结构，不增加整机体积，方便运输和在相对空间狭小的区域作业，通过合理布置，最大限度开发出电池包的布置空间，提升了整机电池总量，延长了整机续航时间。

通过将平台设置为底板、支架和隔板，且隔板设置成多块长条形板，不仅能降低材料成本，还有利于机舱内部各个部件的散热。散热器和冷凝器相邻设置，共用一个电子风扇，相对于散热器和冷凝器分别用一个电子风扇，节约了成本和空间。

另外，提高了维修便利性，将维护保养件和维修更换件设置在机舱舱体的外侧，开门即可实现维护保养和维修更换，大大提升了整机的维修便利性。

本发明提供的电动作业机械，由于包括如上所述的机舱布置结构，因此具备如上所述的各种优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明提供的机舱布置结构的区域分布示意图；

图2是本发明提供的机舱布置结构的下层区域的各个部件的结构分布图；

图3是本发明提供的机舱布置结构的上层区域的各个部件的结构分布图；

图4是本发明提供的机舱布置结构的下层区域的部分部件的结构示意图；

图5是本发明提供的平台1的结构示意图；

图6是本发明提供的电池包的结构示意图；

图7是本发明提供的液压油箱的结构示意图

图8是本发明提供的膨胀水箱的结构示意图；

附图标记：

1、平台；2、电机；3、液压主泵；4、电子水泵；5、热交换器；6、液压油箱；7、液压主阀；8、回转马达；9、散热器；10、电子风扇；11、冷凝器；12、压缩机；13、电池包；14、膨胀水箱；15、电机控制器；16、充电插座；17、胶管；

101、底板；102、支架；103、隔板；

131、电池主体部；132、电池凸出部；

141、水箱主体部；142、水箱凸出部；

61、油箱主体部；62、油箱凸出部。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，电动挖掘机中的纯电式挖掘机相较于柴油机挖掘机，取消了发动机，新增配置了动力电池、电机及电机控制器。电机及电机控制器体积相对较小，尤其对于小型电动挖掘机来说，空间更小。但是，在满足整机续航能力的情况下，动力电池占用空间通常会超过50％，因此，在整机布置中需要充分考虑：整机电池配置电量的多少、整机工作空间和整机维修便利性。

常见的电动挖掘机的机舱布置结构中，动力系统大多位于机舱布置结构的中后端，在满足其他部件空间布置的前提下，最大限量地留出余量空间来布置电池，但是，现有技术中的电池大多为标准电池包，形状规则，不易于提升整机电量。

下面结合图1至图8描述本发明的机舱布置结构及电动作业机械，最大限度的增大电池容纳空间，提升整机电池电量，延长整机续航时间，解决用户续航焦虑的问题。

如图1-图3所示，本发明的第一方面实施例在于提供一种机舱布置结构，用于电动作业机械。机舱布置结构包括平台1，平台1的顶部空间分为下层区域和上层区域，下层区域设置有电机2、液压主泵3、电子水泵4、热交换器5、液压油箱6、液压主阀7、回转马达8、散热器9、电子风扇10、冷凝器11和压缩机12。

具体的，参阅图1和图2所示，下层区域在俯视角度沿逆时针方向分为下层第一区域A1、下层第二区域A2、下层第三区域A3和下层第四区域A4，下层第一区域A1设置有电机2、液压主泵3、电子水泵4和热交换器5，电机2和液压主泵3同轴连接；下层第二区域A2设置有液压油箱6；下层第三区域A3设置有液压主阀7和回转马达8；下层第四区域A4设置有散热器9、电子风扇10、冷凝器11和压缩机12；散热器9和冷凝器11均与电子风扇10相邻布置。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，上层区域分为上层第一区域B1、上层第二区域B2、上层第三区域B3和上层第四区域B4，且上层第一区域B1、上层第二区域B2、上层第三区域B3和上层第四区域B4分别与下层第一区域A1、下层第二区域A2、下层第三区域A3和下层第四区域A4对应设置，即，上层第一区域B1设置于下层第一区域A1的顶部，上层第二区域B2设置于下层第二区域A2的顶部，上层第三区域B3设置于下层第三区域A3的顶部，上层第四区域B4设置于下层第四区域A4的顶部，上层第一区域B1和上层第四区域B4设置有电池包13、膨胀水箱14和充电插座16；上层第二区域B2设置有电机控制器15；上层第三区域B3用于设置驾驶室或驾驶棚。

通过将机舱设置为两层，每层分有四个区域，使得整个机舱的结构布置更加紧凑，更大限度地提升整机电量，增加整机续航，同时充分考虑高压系统部件安装及用电维护方便性。

请再次参阅图1和图3所示，上层区域设置有电池包13、膨胀水箱14、电机控制器15、充电插座16和驾驶室；其中，液压油箱6、电池包13和膨胀水箱14中的至少一者设置为异形结构。其中，异形结构可以理解为，根据所处位置的空间制作出的不规则形状，以充分利用机舱内部的空间，确保获得较大的电池容量、液压油箱容量或水箱容量，延长整机的续航时间。

本发明提供的机舱布置结构，通过电池包13、液压油箱6和膨胀水箱14的至少一者设置为异形结构，不增加整机体积，方便作业机械的运输和在相对空间狭小的区域作业；通过合理布置，最大限度开发出电池包13的布置空间，提升了整机电池总量，延长了整机续航时间。

另外，需要说明的是，有电机2、液压主泵3、电子水泵4、热交换器5、液压主阀7、回转马达8、散热器9、电子风扇10、冷凝器11和压缩机12、电机控制器15、充电插座16和驾驶室的结构与现有技术中相同，在此不再赘述。

如图4和图5所示，其中，平台1可以包括底板101、支架102和隔板103，底板101的顶部区域为上层区域，支架102的底端与底板101连接，支架102的顶端与隔板103连接，隔板103为上层区域和下层区域的分界线。即，隔板103的顶部区域为上层区域，隔板103的底部区域为下层区域；底板101和隔板103均相对于水平面平行设置，支架102则竖直设置。底板101、支架102和隔板103可以一体成型，也可以采用焊接、紧固件连接或其他连接方式固定连接。其中，隔板103通常设置为多块长条形板，如图5所示，隔板103可以设置为三块，三块隔板103的形状可以相同，也可以不相同，通常来说，隔板103的形状跟所承载的部件有关。隔板103上还设置有多个安装孔，多个安装孔用于与上层区域或下层区域的部件进行安装，相邻隔板103之间具有间隔距离，相对于上层区域和下层区域的分界线采用一整块隔板103来说，不仅能降低材料成本，还有利于机舱内部各个部件的散热。隔板103可以采用钣金件。

在本发明的一个实施例中，散热器9和冷凝器11相邻设置，共用同一个电子风扇10，相对于现有技术中散热器9和冷凝器11分别用一个电子风扇，节约了成本和空间。

如图3和图4所示，在本发明的一个可行的实施例中，散热器9、冷凝器11、液压油箱6、液压主泵3、热交换器5、膨胀水箱14、充电插座16为维护保养件，均设置在靠近机舱舱体的一侧，便于维护保养。电子风扇10、液压主阀7、电机控制器15、压缩机12、电池包13和电子水泵4均为需维修更换件，将其设置在靠近机舱舱体的一侧，便于维修更换。电机2设置在机舱舱体的中部位置，维修更换时，需要拆除电池包13后方可更换。将维护保养件和维修更换件布置在外侧，以使开门即可进行维修保养和维修更换，大大提升了整机的维修方便性。但是，目前电机技术已发展较为成熟，寿命长且不用保养。

如图6所示，在本发明的一个实施例中，电池包13包括电池主体部131和电池凸出部132，电池凸出部132沿电池主体部131的长边设置，且电池凸出部132的长度小于电池主体部131的长度，且电池凸出部132的宽度小于电池主体部131的宽度，电池凸出部132的高度与电池主体部131的高度一致，通过电池凸出部132的设置，可以充分利用机舱尾部的狭窄空间。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，液压油箱6和液压主泵3相邻设置，且液压油箱6和液压主泵3之间通过胶管17连接，液压油箱6和液压主泵3布置到同侧，大大缩短了胶管17的长度，不仅节省了胶管所占的空间，而且减少了整机中胶管设置的成本。

如图7所示，在本发明的一个实施例中，液压油箱6包括油箱主体部61和油箱凸出部62，油箱凸出部62的顶部与油箱主体部61的顶端平齐，油箱凸出部62的底部高于油箱主体部61的底端；即，油箱凸出部62的底部区域悬空，且油箱凸出部62的长度小于油箱主体部61，油箱主体部61位于回转马达8的一侧，油箱凸出部62位于回转马达8的顶部，既解决了液压油箱6和回转马达8的干涉问题，又提升了液压油箱6的容积。

另外，油箱主体部61和油箱凸出部62的侧壁分别由多个箱体板拼接而成，且至少两个相邻箱体板设置为钣金折弯件，且相邻所述钣金折弯件之间密封连接。通过使用钣金折弯件尽可能地减少焊缝长度，减少因焊接缺陷引起的泄露风险。油箱主体部61和油箱凸出部62的顶部可以共用一个顶板，可以减少焊缝数量和长度，有利于液压油箱6整体的稳定性，减少泄露风险。

如图8所示，在本发明的一个实施例中，膨胀水箱14包括：水箱主体部141和水箱凸出部142，水箱主体部141位于电池包13的顶部；水箱凸出部142位于电池包13的侧面。若膨胀水箱14设计成规则的长方体，则膨胀水箱14不满足冷却系统对膨胀水箱14的容积要求，水箱凸出部142的设置，不仅解决了膨胀水箱14与电池包13的干涉问题，又提升了膨胀水箱14的容积。

其中，需要说明的是，电池包13的电池凸出部132可以在电池主体部131的任意方向，液压油箱6的油箱凸出部62可以在油箱主体部61的任意方向，膨胀水箱14的水箱凸出部142可以在水箱主体部141的任意方向，只要根据实际空间占用情况设置即可。

综上所述，将整个机舱从平台以上布置分为两层八个模块，即下层区域和上层区域。下层区域分为下层第一区域A1、下层第二区域A2、下层第三区域A3、下层第四区域A4，四个模块，B层分为上层第一区域B1、上层第二区域B2、上层第三区域B3、上层第四区域B4四个模块。下层第一区域A1主要布置电机2、液压主泵3、电子水泵4、热交换器5等部件，下层第二区域A2主要布置液压油箱6，下层第三区域A3主要布置液压主阀7和回转马达8，下层第四区域A4主要布置散热器9、电子风扇、冷凝器11、压缩机12等散热系统部件。上层第一区域B1和上层第四区域B4主要布置电池包13、膨胀水箱14和充电插座16等部件，上层第二区域B2主要布置电机控制器15，上层第三区域B3布置驾驶室。

其中，电池包13包括电池主体部131和电池凸出部132，可以充分利用挖掘机尾部的狭窄空间，提升电芯的布置空间，进而提升整机的电池电量，以满足电动挖掘机对续航苛刻要求。

液压油箱6位于下层第二区域A2，从图4可以看出液压油箱6与回转马达8干涉，若液压油箱6设计成规则的长方体，则液压油箱6容积不满足液压系统对液压油箱6的容积要求。如图6，液压油箱6包括油箱主体部61和油箱凸出部62，既解决了液压油箱6与回转马达8干涉问题，又提升了液压油箱6的容积。

如图4所示，液压油箱6需要与液压主泵3通过胶管17连接，将液压油箱6需要和液压主泵3布置到同侧且相邻设置，大大缩短了连接胶管17的长度，既节省了胶管17所占的空间，也减少了胶管17的成本。

如图3和图8所述，膨胀水箱14与电池包13布置干涉，若膨胀水箱14设计成规则的长方体，则膨胀水箱14容积不满足冷却系统对膨胀水箱14容积要求。如图7，膨胀水箱14包括水箱主体部141和水箱凸出部142，水箱凸出部142位于水箱主体部141的一侧的底部，既解决了膨胀水箱14与电池包13的干涉问题，又提升了膨胀水箱14的容积。

从维修便利性角度出发，需要维护保养件如散热器9、冷凝器11、液压油箱6、液压主泵3、热交换器5、膨胀水箱14、充电插座16部件均布置在外侧，便于维护保养。通常需要维修更换件如电子风扇10、液压主阀7、电机控制器15、热交换器5、电动压缩机12、电池包13、电子水泵4等部件也均布置在外侧，便于维修更换。仅电机2布置在机舱中心位置，维修更换时，需要拆除电池包13后方能更换。但是，目前电机技术成熟、寿命长且不用保养。

因此，本发明提供的机舱布置结构，采用电池包13采用异形结构、膨胀水箱采用异形结构和液压油箱采用异形结构，不增加整机的体积，方便运输和在相对空间较小的区域作业；通过合理布置，最大限度开发出电池包13的布置空间，提升了整机的电池容量，延长了整机续航时间，解决客户续航焦虑问题；液压油箱6和液压主泵3布置在同侧且相邻布置，降低了胶管长度，不仅节约空间，而且节约了成本；另外，将维修保养件和维修更换件布置在外侧，开门即可进行维修保养，大大提升了整机的维修保养性。

下面对本发明提供的电动作业机械进行描述，下文描述的电动作业机械与上文描述的机舱布置结构可相互对应参照。

本发明的第二方面实施例在于提供一种电动作业机械，包括车体和如上所述的机舱布置结构，机舱布置结构与所述车体连接。

本发明提供的作业机械，电池包采用异形结构、膨胀水箱采用异形结构和液压油箱采用异形结构，不增加整机的体积，方便运输和在相对空间较小的区域作业；通过合理布置，最大限度开发出电池包13的布置空间，提升了整机的电池容量，延长了整机续航时间，解决客户续航焦虑问题；液压油箱6和液压主泵3布置在同侧且相邻布置，降低了胶管17长度，不仅节约空间，而且节约了成本；另外，散热器9、冷凝器11、液压油箱6、液压主泵3、热交换器5、膨胀水箱14、充电插座16部件均布置在外侧，便于维护保养。通常需要维修更换件如电子风扇10、液压主阀7、电机控制器15、热交换器5、电动压缩机12、电池包13、电子水泵4等部件也均布置在外侧，便于维修更换。仅电机2布置在机舱中心位置，维修更换时，需要拆除电池包13后方能更换。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。