工程機械混合動力技術(shù)的發(fā)展與應用(編輯修改稿)
2025-07-22 01:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 制策略較復雜。能量控制器包括能量分配控制、直流電電壓控制和電容電壓控制。它根據(jù)混合控制器輸出的控制模式、電池的充放電請求功率、發(fā)電機的最低和最高功率以及直流電電壓和電容的充放電功率控制發(fā)電機、電池和電容的目標電流。（２）并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)研究。小松于２００８年６月在市場上率先推出了一臺２０ｔ混合動力挖掘機，采用了一種并聯(lián)式混合動力工程機械的系統(tǒng)方案［８］，如圖３所示。與神鋼的系控制閥電動機砰螄Ⅱ潞『 萃呈豈逆變／整流器168。統(tǒng)不同，液壓泵由發(fā)動機與發(fā)電／電動機并聯(lián)驅(qū)動，采用電池來儲存電力。除了收集原本浪費的能量外，該系統(tǒng)還可以使發(fā)動機在低速空轉(zhuǎn)，與標準型液壓挖掘機相比，總共可降低能源消耗達２５％。圖４小松液壓挖掘機并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)原理圖由圖４可知，系統(tǒng)采用了單獨的液壓馬達一發(fā)電機來回收動臂下落時的動能和勢能。在動臂運動過程中，由控制閥控制動臂油缸的動作，而動臂下放時則由液壓馬達一發(fā)電機在能量回收的同時控制動臂的下落。對回轉(zhuǎn)平臺采用電動機驅(qū)動方式，在減速制動時，制動能通過發(fā)電／電動機轉(zhuǎn)化為電能儲存在電容器中，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)制動時能量的回收利用。能量回收示意圖如圖５所示。圖３小松的并聯(lián)式混合動力液壓挖掘機發(fā)動機輸出的能量主要用于驅(qū)動外載，剩余部分機械能通過電動／發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，并通過整流／逆變器儲存在電池當中。當發(fā)動機的輸出功率不足以驅(qū)動液壓系統(tǒng)時，電池中儲存的電能釋放出來驅(qū)動電動／發(fā)電機，輔助發(fā)動機共同驅(qū)動液壓系統(tǒng)。不同于傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動，系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)平臺是由電動機直接驅(qū)動的，節(jié)省了原本消耗在液壓控制閥和液壓馬達上的能量。系統(tǒng)原理圖如圖４所示。系統(tǒng)中發(fā)動機與電動機以機械方式連接，與串聯(lián)式相比，發(fā)動機、發(fā)電機的裝機功率相對來說可以小一些，配備的電池和電容的容量較低，圖５小松混合動力液壓挖掘機系統(tǒng)的能量回收示意圖小松的并聯(lián)式混合動力液壓挖掘機系統(tǒng)采用了一種分工況恒工作點的控制策略：（１）在某種工作模式下，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩保持不變；（２）當液壓泵所需的轉(zhuǎn)矩小于發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩時，控制器控制與發(fā)動機相連的電動機處于發(fā)電狀態(tài)，吸收剩余的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為電能存儲在電池中；（３）當液壓泵所需的轉(zhuǎn)矩大于發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩時，控制器控制與發(fā)動機相連的電動機處于電動狀態(tài)，電池在配備相同柴油發(fā)動機情況下可以獲得更大的功放電，補充不足的轉(zhuǎn)矩；（４）改變工作模式時，率輸出，而且驅(qū)動效率比較高、油耗較低，但系統(tǒng)的布局比較復雜，對控制系統(tǒng)的要求也比較高。控制器改變發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，同時改變電動機電動、發(fā)電狀態(tài)切換時的吸收和補充轉(zhuǎn)矩。這種控制策萬方數(shù)據(jù)建冠輒械２００９．０５（上半月刊）＋曲略的主要目的是穩(wěn)定發(fā)動機的工作點，減小發(fā)動機的裝機功率。１．２國內(nèi)工程機械混合動力技術(shù)研究國內(nèi)進行工程機械混合動力技術(shù)研究的生產(chǎn)廠和研究機構(gòu)還不多，研究工作尚屬探索階段，相關的文獻報道基本空白。貴州詹陽動力重工在２００７年１０月北京國際工程機械展上，推出了ＪＹＬ６２１Ｈ混合動力環(huán)保型挖掘機樣機，如圖６所示。其系統(tǒng)具有以下特點：采用并聯(lián)式
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