CN102817392B - 一种油电混合动力液压挖掘机节能控制装置 - Google Patents

一种油电混合动力液压挖掘机节能控制装置 Download PDF

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本发明公开了一种油电混合动力液压挖掘机节能控制装置，属于混合动力技术领域，包括ECU、油/电回转马达、逆变器、控制盒、蓄电池、水泵、散热器、自由流动电磁阀、刹车电磁阀、右回转压力传感器、左回转压力传感器；ECU分别与逆变器、控制盒、自由流动电磁阀、刹车电磁阀、右回转压力传感器和左回转压力传感器进行连接；控制盒分别与蓄电池、超级电容、逆变器和水泵进行连接；水泵、逆变器、油/电回转马达、散热器依次进行连接；逆变器与油/电回转马达进行连接；通过回收回转减速制动的惯性势能，用来辅助回转加速过程，减少发热量可以延长各部件的使用寿命，通过能量回收可以减少燃料的消耗和尾气排放，对节能和环保具有重要意义。

Description

一种油电混合动力液压挖掘机节能控制装置
技术领域
本发明涉及一种挖掘机节能控制装置，具体是一种油电混合动力液压挖掘机节能控制装置，属于混合动力技术领域。
背景技术
随着国家经济建设的高速发展，挖掘机在矿产开采、道路施工、水力建设中被广泛的使用。但是伴随着环境、能源的问题日益突出，挖掘机功率利用率低、尾气排放严重的问题，受到越来越多的关注。
节能减排成为现在社会的主旋律，混合动力成为研究的热点。挖掘机在工作过程要有大量的回转动作，在回转减速制动过程中存在惯性势能，这部分能量无法回收利用，导致产生了大量的热量，造成了能量浪费和零件的损坏。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种油电混合动力液压挖掘机节能控制装置，能够充分回收并利用回转减速制动的惯性势能，可以降低发动机的最高转速，使得发动机工作在最佳燃油经济区，提高发动机的功率利用率，减少燃料的消耗，减少尾气排放，还可以减少回转过程热能的产生，可以延长零件使用寿命。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种油电混合动力液压挖掘机节能控制装置，包括ECU、油/电回转马达、逆变器、控制盒、蓄电池、水泵、散热器、自由流动电磁阀、刹车电磁阀、右回转压力传感器、左回转压力传感器，其中ECU分别与逆变器、控制盒、自由流动电磁阀、刹车电磁阀、右回转压力传感器、左回转压力传感器进行电气连接；控制盒分别与蓄电池、超级电容、逆变器和水泵进行电气连接；水泵、逆变器、油/电回转马达、散热器依次进行机械连接，形成水循环回路；逆变器与油/电回转马达进行电气连接,所述的ECU和逆变器通过CAN总线进行电气连接。
进一步，所述的油/电回转马达是由回转阀、液压马达、发电/电动机和减速机四部分组成。
本发明的工作原理：用油/电回转马达来取代液压回转马达，油/电回转马达在回转减速制动过程中发电/电动机工作在发电机模式，把回转减速制动的惯性势能转化为电能，存储在超级电容中，回转加速的过程中发电/电动机工作在电动机模式，释放超级电容里的电能驱动电动机辅助回转启动加速。
本发明专利的有益效果：与现有技术相比，本发明使用油/电回转马达来取代液压回转马达，油/电回转马达在回转减速制动过程中发电/电动机工作在发电机模式，把回转减速制动的惯性势能转化为电能，存储在超级电容中，回转加速的过程中发电/电动机工作在电动机模式，释放超级电容里的电能驱动电动机辅助回转启动加速；本发明能够充分回收并利用回转减速制动的惯性势能，可以降低发动机的最高转速，使得发动机工作在最佳燃油经济区，提高了发动机的功率利用率，减少了燃料的消耗，减少了尾气排放，对环保、节能具有重要的意义。还可以减少回转过程热能的产生，可以延长零件使用寿命。
附图说明
图1是本发明的原理示意图；
图2是油/电回转马达组成示意图。
图中：1、ECU，2、油/电回转马达，3、逆变器，4、超级电容，5、控制盒，6、蓄电池，7、水泵，8、散热器，9、自由流动电磁阀，10、刹车电磁阀，11、右回转压力传感器，12、左回转压力传感器，13、回转阀，14、液压马达，15、发电/电动机，16、减速机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明油电混合动力液压挖掘机节能控制装置，由ECU1、油/电回转马达2、逆变器3、超级电容4、控制盒5、蓄电池6、水泵7、散热器8、自由流动电磁阀9、刹车电磁阀10、右回转压力传感器11和左回转压力传感器12；其中ECU1分别与逆变器3、控制盒5、自由流动电磁阀9、刹车电磁阀10、右回转压力传感器11、左回转压力传感器12进行电气连接；控制盒5分别与蓄电池6、超级电容4、逆变器3和水泵7进行电气连接；水泵7、逆变器3、油/电回转马达2、散热器8依次进行机械连接，形成水循环回路；逆变器3与油/电回转马达2进行电气连接；所述的ECU1和逆变器3通过CAN总线进行电气连接；所述的油/电回转马达2是由回转阀13、液压马达14、发电/电动机15和减速机16四部分组成。
在回转加速过程中，油/电回转马达2的发电/电动机15工作在电动机工作模式，此时ECU1通过右回转压力传感器11或左回转压力传感器12检测回转的先导压力， ECU1会根据检测到有压力信号，给刹车电磁阀10信号，取消刹车，通过控制盒5来控制逆变器3工作，使超级电容4的电能来驱动发电/电动机15，辅助液压马达14的工作。
在回转减速制动的过程中，油/电回转马达2的发电/电动机15工作在发电机的工作模式，此时ECU1通过右回转压力传感器11或左回转压力传感器12检测回转的先导压力， ECU1会根据检测到没有压力信号，给自由流动电磁阀9信号，让液压回转马达的两个油口的压力相等，进行刹车，同时取消给刹车电磁阀10信号，进行刹车制动，通过控制盒5来控制逆变器3工作，将发电/电动机15发出的交流电变成300V的直流电，存储在超级电容当中；在回转的整个过程中ECU1会时时检测超级电容4的电压和温度。
在整个能量的变化过程，会伴随大量热量的产生，特别是逆变器3和发电/电动机15，只是风冷的话不能满足散热要求，此时通过控制盒5控制水泵7进行水循环，用散热器8进行散热。

Claims (2)

1.一种油电混合动力液压挖掘机节能控制装置，其特征在于，包括ECU（1）、油/电回转马达（2）、逆变器（3）、超级电容（4）、控制盒（5）、蓄电池（6）、水泵（7）、散热器（8）、自由流动电磁阀（9）、刹车电磁阀（10）、右回转压力传感器（11）和左回转压力传感器（12），其中ECU（1）分别与逆变器（3）、控制盒（5）、自由流动电磁阀（9）、刹车电磁阀（10）、右回转压力传感器（11）、左回转压力传感器（12）进行电气连接；控制盒（5）分别与蓄电池（6）、超级电容（4）、逆变器（3）和水泵（7）进行电气连接；水泵（7）、逆变器（3）、油/电回转马达（2）、散热器（8）依次进行机械连接，形成水循环回路；逆变器（3）与油/电回转马达（2）进行电气连接，所述的ECU（1）和逆变器（3）通过CAN总线进行电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种油电混合动力液压挖掘机节能控制装置，其特征在于，所述的油/电回转马达（2）是由回转阀（13）、液压马达（14）、发电/电动机（15）和减速机（16）四部分组成。
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