CN101761104A - 新型混合动力挖掘机系统构型 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型混合动力挖掘机系统构型。该系统采用了发动机和储能系统双能源结构，发动机、发电机/电动机、变量泵依次串联同轴，动臂、斗杆油缸回油口串联发电机系统，将重力势能和动能转化为电能进行储存；回转平台采用了电机驱动，可实施再生能量制动；并采用了分布式控制网络模式，分层、分级网络化CAN总线管理和控制，实施“V”模式的开发流程控制策略。

Description

新型混合动力挖掘机系统构型

技术领域

本发明涉及一种并联式油电混合动力、回转电驱动、能量回收、多泵驱动和进出口独立调节挖掘机结构方案，采用分布式控制网络模式，分层、分级网络化CAN总线管理和控制，实施“V”模式的开发流程控制策略。

背景技术

基于液压挖掘机的技术现状，毫无疑问，混合动力正在成为其动力技术发展的主要方向，进一步“提高燃油经济性、降低排放和成本”的需求将使挖掘机混合动力技术向“结构形式多样、系统高度集成、控制智能高效”的总趋向发展，另外，得益于汽车混合动力技术的快速发展，“混合电源(兼顾高功率输出和高能量存储要求)、混合发动机(发动机和电动/发电机集成系统，如ISG发动机、IMA系统等)”等技术成果将会得到广泛应用。

以“混合动力”、“工程机械”、“挖掘机”、“控制”、“机电耦合”等关键词在中华人民共和国知识产权局(www.sipo.gov.cn)、美国专利局(United StatesPatent and Trademark Office)网站(patft.uspto.gov)进行组合检索，共查得国内申请专利1项，公开了一种并联式混合动力液压挖掘机的控制方法，国际申请专利7项，全部由日本人申请，主要集中在混合动力挖掘机的结构方案、工作原理、控制策略和方法、电路结构等方面。

发明内容

一种新型混合动力挖掘机系统，包括了发动机和储能系统双能源结构，其中发动机、发电机/电动机、变量泵依次串联在同一轴上，动臂、斗杆油缸回油口串联在发电机/电动机上，回转平台连接电机集成控制器，电机集成控制器与整车综合控制器、储能系统连接，整车综合控制器通过CAN总线与储能系统连接。

该新型混合动力挖掘机系统可实施再生能量制动；并采用了分布式控制网络模式，分层、分级网络化CAN总线管理和控制，实施“V”模式的开发流程控制策略。

附图说明

图1是本发明的原理示意图

具体实施方式

新型混合动力挖掘机系统总体技术方案，采用发动机和储能系统双能源结构，发动机、发电机/电动机、变量泵依次串联同轴，当工作机构负载需求功率小于发动机输出功率时，发动机一部分动力用来直接驱动油泵，多余的动力可用来驱动电机发电，通过整流/逆变器给储能系统充电；储能系统由动力电池和超级电容组成，能快速响应工程机械动态工况负载功率需求，并能储存再生制动能量；当负载恶劣，储能系统能提供辅助动力，发电机/电动机工作在电动模式，与发动机共同驱动油泵；通过对发动机和储能系统协调控制，并对动臂、斗杆和铲斗液压缸的供油进行独立调节，可进一步优化发动机的工作区间，改善挖掘机的作业性能和发动机燃油经济性和排放性能。

为充分利用液压挖掘机斗杆、动臂和铲斗等执行部件释放出来的重力势能和惯性能，在动臂、斗杆油缸大腔回油口处串联回收马达-发电机，并通过控制发电机转速来控制执行机构的下降速度，将执行机构释放出来的重力势能和惯性能回收发电，并储存在储能系统中；同时在挖掘机回转平台采用电机驱动方式，可实施再生制动，并将回馈的电能存储，大大提高系统的能量利用效率。

Claims (1)

1.新型混合动力挖掘机系统构型，包括了发动机和储能系统，其特征在于：发动机、发电机/电动机、变量泵依次串联在同一轴上，动臂、斗杆油缸回油口串联在发电机/电动机上，回转平台连接电机集成控制器，电机集成控制器与整车综合控制器、储能系统连接，整车综合控制器通过CAN总线与储能系统连接。

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