CN110843543B - 重载机械能量回收装置及回收方法、重载机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重载机械能量回收装置及回收方法、重载机械，其中，回收装置用于回收重载机械中驱动部件(8)工作时产生的多余电能，包括：储能部件(1)，被配置为储存回收的电能；制动电阻(2)，被配置为将回收的电能转化为热能；和电功率分配部件，被配置为分配储能部件(1)和制动电阻(2)的前端电压，以使电能流入储能部件(1)和制动电阻(2)中的至少一个。该回收装置既能减少对储能部件的电流冲击，又能最大限度地回收存储制动能量，提高能量利用率，并提高整车动力系统的可靠性；另外，通过分配储能部件和制动电阻的前端电压，能够准确地控制回收电能的流向，以在电能回收过程中及时根据工况选择合适的电能回收模式。

Description

重载机械能量回收装置及回收方法、重载机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种重载机械能量回收装置及回收方法、重载机械。

背景技术

随着工程机械系列化、大型化发展，出现了一批超大吨位重载机械，这些装备质量大、工作负荷大、作业功率需求大，不断增加的传输扭矩使得液力机械传动的设计和制造难度不断增大，目前普遍采用混合动力电传动的驱动方式。

随着混合动力技术的发展，能量回收系统的概念也逐渐被应用电传动重载机械，将电传动重载机械行驶作业中的剩余能量进行回收，将能量存储起来进行二次应用，使得能量利用率进一步提高，达到节能的目的。

目前电传动重载机械主要采用电机直接驱动整车行驶的传动方式，在行驶作业过程中可以将制动能量以电能形式存储再利用，以提高整车能量利用率。但是由于电传动重载机械质量大、驱动电机功率高、作业制动时间短，整车制动产生的充电功率、电流变化范围较大，对储能装置冲击较大，降低了储能装置的寿命，同时在储能装置出现故障时，制动回收电能无法及时处理，会对驱动电机、高压母线及其他电器部件造成损伤，降低整车动力系统可靠性。

发明内容

本发明的实施例提供了一种重载机械能量回收装置及回收方法、重载机械，能够更加安全可靠地对重载机械工作过程中的多余能量进行回收。

本发明的实施例一方面提供了一种重载机械能量回收装置，用于回收重载机械中驱动部件工作时产生的多余电能，包括：

储能部件，被配置为储存回收的电能；

制动电阻，被配置为将回收的电能转化为热能；和

电功率分配部件，被配置为分配储能部件和制动电阻的前端电压，以使电能流入储能部件和制动电阻中的至少一个。

在一些实施例中，回收装置还包括：

直流变压器，具有第一电压输出端口和第二电压输出端口，第一电压输出端口与储能部件连接，第二电压输出端口与制动电阻连接；直流变压器被配置为根据电功率分配部件分配的前端电压对输入电压进行电压转换，并将转换后的电压分别通过第一电压输出端口和第二电压输出端口输出。

在一些实施例中，在储能部件未发生故障的情况下，电功率分配部件根据驱动部件的输出电流与储能部件预设的电流输入阈值之间的关系，分配储能部件和制动电阻的前端电压。

在一些实施例中，电功率分配部件被配置为判断驱动部件的输出电流是否大于储能部件预设的电流输入阈值，如果大于，则使储能部件的前端电压等于制动电阻的前端电压，以使回收电能同时进入储能部件和制动电阻；否则使储能部件的前端电压小于制动电阻的前端电压，以使回收电能全部进入储能部件。

在一些实施例中，回收装置还包括：

电量监测部件，被配置为在回收电能的过程中，监测储能部件的已充电量；

其中，在电量监测部件监测到储能部件的电量充满时，储能部件关闭，以使剩余回收电能进入制动电阻。

在一些实施例中，回收装置还包括：

储能监测部件，被配置为监测储能部件是否发生故障，并在发生故障的情况下对故障等级进行分类，故障等级包括一级故障和二级故障，一级故障的严重程度高于二级故障。

在一些实施例中，在发生二级故障的情况下，电功率分配部件被配置为使储能部件的前端电压提高以减小充电电流，使大部分回收电能进入制动电阻；或者

在发生一级故障的情况下，储能部件关闭，以使回收电能进入制动电阻。

在一些实施例中，驱动部件包括用于驱动车轮的电机，回收电能来自重载机械制动时反向拖动驱动部件产生的电能；或者驱动部件包括用于驱动作业部件的电机，回收电能来自作业部件下降时反向拖动驱动部件产生的电能。

本发明另一方面提供了一种重载机械，包括上述实施例的重载机械能量回收装置。

在一些实施例中，重载机械为装载机。

本发明再一方面提供了一种重载机械能量回收方法，包括：

提供储能部件和制动电阻，储能部件被配置为储存回收的能量，制动电阻被配置为将回收的电能转化为热能；

分配储能部件和制动电阻的前端电压，以使电能流入储能部件和制动电阻中的至少一个。

在一些实施例中，在分配储能部件和制动电阻的前端电压之后，还包括：

根据分配的前端电压，通过直流变压器对输入电压进行电压转换，并将转换后的电压分别输出至储能部件和制动电阻的前端。

在一些实施例中，分配储能部件和制动电阻的前端电压的步骤具体包括：

在储能部件未发生故障的情况下，根据驱动部件的输出电流与储能部件预设的电流输入阈值之间的关系，分配储能部件和制动电阻的前端电压。

在一些实施例中，分配储能部件和制动电阻的前端电压的步骤具体包括：

判断驱动部件的输出电流是否大于储能部件预设的电流输入阈值，如果大于，则使储能部件的前端电压等于制动电阻的前端电压，以使回收电能同时进入储能部件和制动电阻；否则使储能部件的前端电压小于制动电阻的前端电压，以使回收电能全部进入储能部件。

在一些实施例中，在回收电能过程中，还包括：

监测储能部件的已充电量；

在储能部件的电量充满时，使储能部件的前端电压大于制动电阻的前端电压，以使剩余回收电能进入制动电阻。

在一些实施例中，在回收电能过程中，还包括：

监测储能部件是否发生故障，并在发生故障的情况下对故障等级进行分类，故障等级包括一级故障和二级故障，一级故障的严重程度高于二级故障。

在一些实施例中，在发生二级故障的情况下，提高储能部件的前端电压以降低充电电流，使大部分回收电能进入制动电阻；或者在发生一级故障的情况下，关闭储能部件，以使回收电能进入制动电阻。

本发明实施例的重载机械能量回收装置，通过设置制动电阻增加新的电能流动路径，在回收电流较大或者储能部件的电量达到设定阈值时，可使部分电能通过制动电阻耗散，既能减少对储能部件的电流冲击，又能最大限度地回收存储制动能量，提高能量利用率；同时，在储能部件故障时，可通过制动电阻及时将回收电能耗散，可提高整车动力系统的可靠性；另外，通过分配储能部件和制动电阻的前端电压，能够准确地控制回收电能的流向，以在电能回收过程中及时根据工况选择合适的电能回收模式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明重载机械能量回收装置的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明重载机械能量回收装置的一个实施例的控制模式及能量流示意图。

附图标记说明

1、储能部件；2、制动电阻；3、直流变压器；31、第一电压输出端口；32、第二电压输出端口；4、整车控制器；5、高压控制器；6、发动机；7、发电机；8、驱动部件；9、减速器；10、车轮。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被重载机械认为是优选的或有利的特征组合。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

此外，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者可以间接地在所述另一元件上并且在它们之间插入有一个或更多个中间元件。另外，当元件被称作“连接到”另一元件时，该元件可以直接连接到所述另一元件，或者可以间接地连接到所述另一元件并且在它们之间插入有一个或更多个中间元件。在下文中，同样的附图标记表示同样的元件。

本发明中采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系的描述，这仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置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保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种重载机械能量回收装置，后续简称“回收装置”，用于回收电传动重载机械中驱动部件8工作时产生的多余电能，重载机械可以是装载机、挖掘机等。

例如，驱动部件8包括用于驱动车轮10的电机，回收电能来自重载机械制动时反向拖动驱动部件8产生的电能。驱动部件8可以是轮边电机，也可采用轮毂电机，或者可以采用在驱动桥动力输入端连接驱动电机，实现整车电驱动行驶。

或者驱动部件8包括用于驱动作业部件的电机，回收电能来自作业部件下降时反向拖动驱动部件8产生的电能。具体地，液压泵通过提供液压油驱动油缸伸出，以实现铲斗等作业部件起升装料，液压泵采用电机驱动以代替传统的发动机驱动，当铲斗等作业部件在重力作用下下降时，会使油缸缩回，从而通过液压油的排出使液压泵的输出轴反向转动，从而拖动电机产生电能。回收的电能可用于车内空调器、照明或冷却系统等对电功率要求较低的场合。下面的实施例主要以回收制动能量为例进行说明。

在一些实施例中，包括：储能部件1、制动电阻2和电功率分配部件。

其中，储能部件1被配置为储存回收的电能，能够实现充放电，可以是电池、超级电容或者电池与超级电容组成的混合电源。

制动电阻2被配置为将回收的电能转化为热能，以将电能耗散。例如，制动电阻2可以是电阻栅，其形状为栅格状，有利于散热。

电功率分配部件可设在整车控制器4中，也可独立设置，被配置为通过分配储能部件1和制动电阻2的前端电压，以控制回收电能的流向，即流入储能部件1和制动电阻2中的至少一个。在能量回收过程中，电能优先进入储能部件1，并在回收电流超过储能部件1预设的电流输入阈值或者出现故障灯无法接收回收电能的情况下，使回收电能进入制动电阻2耗散。

由于电传动重载机械质量大、驱动电机功率高、作业制动时间短，整车制动产生的充电功率、电流变化范围较大，对储能部件1冲击较大，通过设置制动电阻2增加新的电能流动路径，在回收电流较大或者储能部件1的电量达到设定阈值时，可使部分电能及时导入制动电阻2耗散，既能减少对储能部件1的电流冲击，又能最大限度地回收存储制动能量，提高能量利用率；同时，在储能部件1出现故障时，可通过制动电阻2及时将回收电能耗散，可防止对驱动部件8、高压母线及其它电器部件造成损伤，从而整车动力系统可靠性。

例如，以制动工况下，在允许的制动距离较长的情况下，制动较为平缓，制动过程产生的充电电流较小，可使制动电能优先进入储能部件1，但是有时从安全性的考虑需要紧急制动，制动过程产生的充电电流较大，就需要使部分制动电能进入储能部件1，另一部分多余的制动电能进入制动电阻2耗散。

而且，通过分配储能部件1和制动电阻2的前端电压，能够准确地控制回收电能的流向，以在电能回收过程中及时根据工况选择合适的电能回收模式。

另外，在制动能量回收时，直接将电能存储到储能部件1中，能量传递链短，减小了单次能量回收存储时间，可满足装载机作业频繁制动，制动能量频繁存储的实际工况。

如图1所示，本发明的回收装置还包括：直流变压器3，简称DC/DC，具有第一电压输出端口31和第二电压输出端口32，第一电压输出端口31与储能部件1连接，第二电压输出端口32与制动电阻2连接；直流变压器3与电功率分配部件通讯连接，被配置为根据电功率分配部件分配的前端电压对输入电压进行电压转换，并将转换后的电压分别通过第一电压输出端口31和第二电压输出端口32输出，以设置储能部件1和制动电阻2的前端电压。

DC/DC可与高压控制器5进行集成，将两部分硬件集成为一个硬件系统，也可将电压调节功能在高压控制器5中增加相应模块或接口实现。

该实施例通过设置直流变压器3，能够准确方便设置储能部件1和制动电阻2的前端电压，从而根据工况控制回收电能的流向，控制简单。

在储能部件1未发生故障的情况下，电功率分配部件根据驱动部件8的输出电流与储能部件1预设的电流输入阈值之间的关系，分配储能部件1和制动电阻2的前端电压，电能会优先流向前端电压较小的支路。

通过判断驱动部件8的输出电流与储能部件1预设的电流输入阈值之间的关系，可确定当前回收电能是否能够安全地储存到储能部件1中，以免超过储能部件1安全的充放电电流，既能减少对储能部件1的电流冲击，又能最大限度地回收存储制动能量，提高能量利用率。

电功率分配部件被配置为判断驱动部件8的输出电流Ig是否大于储能部件1预设的电流输入阈值Ie，如果大于，则使储能部件1的前端电压Vb等于制动电阻2的前端电压Vr，以使回收电能同时进入储能部件1和制动电阻2；否则使储能部件1的前端电压Vb小于制动电阻2的前端电压Vr，以使回收电能全部进入储能部件1。

该实施例既能在充电电流较大时通过制动电阻2吸收一部分回收电能，减少对储能部件1的电流冲击，又能在充电电流不超过储能部件1的额定充放电电流时仅通过储能部件1回收电能，由此能够最大限度地回收存储制动能量，减少能量浪费，提高能量利用率。

在一些实施例中，回收装置还包括：电量监测部件，被配置为在回收电能的过程中，监测储能部件1的已充电量，进一步还可检测充电电流等参数。其中，在电量监测部件监测到储能部件1的电量充满时，整车控制器4使储能部件1关闭，以使剩余回收电能进入制动电阻2。例如，在储能部件1为电池包时，电量监测部件可以是电池管理系统，可集成在电池包内且位于电池模组的顶部，电量监测部件只监控电池的工作状态，不参与控制。

该实施例能够使储能部件1在电量充满后，及时地将回收电能通过制动电阻2耗散，防止多余电能对储能部件1造成冲击，可提高储能部件1的安全性。

进一步地，储能监测部件被配置为监测储能部件1是否发生故障，并在发生故障的情况下对故障等级进行分类，故障等级包括一级故障和二级故障，一级故障的严重程度高于二级故障。在发生的故障类型不同时，可采用不同的回收方法。

在发生二级故障的情况下，储能部件1发生轻微故障尚能降性能工作，电功率分配部件使储能部件1的前端电压提高以降低充电电流，使大部分回收电能进入制动电阻2耗散，可提高储能部件1工作的安全性。

在发生一级故障的情况下，整车控制器4控制储能部件1的继电器关闭，回收电能全部导入制动电阻2进行耗散处理。在故障较为严重时，及时关闭储能部件1可防止对其造成损伤，提高使用寿命。

该实施例能够使制动能量及时回收，可防止对驱动部件8、高压母线及其它电器部件造成损伤，从而提高整车动力系统可靠性。

如图1所示，高压控制器5包括整流逆变模块及高压控制模块，高压控制模块集成发电机控制、驱动部件8(例如轮边驱动电机)的控制。整车控制器4、高压控制器5、直流变压器3(DC/DC)、储能部件1的储能监测部件通过低压数据线连接通讯，发电机7、高压控制器5、驱动部件8、直流变压器3(DC/DC)、储能部件1、制动电阻2通过动力线连接。在图1中，实线表示机械连接，虚线表示电气连接，点划线表示通讯连接。

整车控制器4(VCU)监测整车运行状态及故障信息，根据设定的策略进行执行机构控制及故障处理；在整车制动时驱动部件8处于发电状态，根据充电电流大小，控制直流变压器3(DC/DC)进行分流控制。按照充电功率大小分为额定功率充电模式、超大功率充电模式、储能部件异常充电模式，如图2所示。下面将详细说明：

1.额定功率充电模式：

整车行驶电制动过程，若驱动部件8的发电电流Ig小于等于储能部件1预设的电流输入阈值Ie，制动回收的能量全部存储到储能部件1中，具体工作过程如下：

(1)整车处于电制动状态，检测驱动部件8输出电流值Ig；

(2)若Ig小于等于储能部件1预设的电流输入阈值Ie，整车控制器4中集成的电功率分配部件调节DC/DC与储能部件1输入端之间的电压Vb低于DC/DC与制动电阻2输入端之间的电压Vr；

(3)制动能量只沿双点划线箭头A存储到储能部件1中，同时实时监测储能部件的电量及相关故障信息。

2.超大功率充电模式：

整车行驶电制动过程，若驱动部件8的发电电流大于预设的电流输入阈值Ie，制动能量一部分存储到储能部件中，一部分流入制动电阻2中发热耗散掉，具体工作过程如下：

(1)整车处于电制动状态，检测驱动部件8输出电流值Ig；

(2)若Ig大于储能部件1预设的电流输入阈值Ie，整车控制器4中集成的电功率分配部件调节DC/DC与储能部件1输入端之间的电压Vb等于DC/DC与制动电阻2输入端之间的电压Vr；

(3)制动电流经过DCDC分流，能量分别沿单点划线箭头B1流入储能部件1存储和沿单点划线箭头B2流入制动电阻2中耗散，同时实时监测储能部件1电量及相关故障信息。

3.电池异常充电模式：

整车行驶电制动过程，检测到储能部件1的电量超出或者储能部件1出现故障，制动能量全部导入制动电阻2中耗散掉，保证整车高压系统、电池、电机作业安全。

(1)将储能部件1的电量信息及故障信息传递给整车控制器4，进行故障诊断分级；

(2)如果监测到的故障诊断为二级故障时，可调节提高DCDC与储能部件1输入端电压Vb以降低充电电流，将大部分制动能量导入制动电阻2中耗散掉；

(3)如果监测到储能部件1的电量大于设定电量阈值或者监测的故障诊断为一级故障时，整车控制器4控制储能部件1的继电器关闭，制动能量全部沿虚线箭头C导入制动电阻2进行耗散处理。

其次，本发明提供了一种重载机械，包括上述实施例的重载机械能量回收装置。例如，重载机械包括装载机或挖掘机等，重载机械采用电传动重载机械，即重载机械的行走、转向采用电机作为驱动部件8，以在车辆制动时回收制动电能；或者其作业部件通过液压系统控制，并采用电机作为液压系统中液压泵的驱动部件8，以回收作业部件下降过程中的重力势能。

该实施例既能减少对储能部件的电流冲击，又能最大限度地回收存储制动能量，提高能量利用率；同时，在储能部件故障时，可通过制动电阻及时将回收电能耗散，可提高整车动力系统的可靠性；另外，通过分配储能部件和制动电阻的前端电压，能够准确地控制回收电能的流向，以在电能回收过程中及时根据工况选择合适的电能回收模式。由此，可使能量回收过程根据重载机械的行驶或作业工况自适应地调整，提高能量回收过程的可靠性和安全性。

通过上述实施例，本发明的回收装置和回收方法对电传动重载机械采用基于分流式的能量回收方式，至少具备如下优点之一：

(1)电传动重载机械制动能量回收保护系统及控制方法可减小瞬时充电大电流对储能设备的冲击，提高储能设备可靠性及寿命；

(2)电传动重载机械制动能量回收保护系统及控制方法可根据设定的阈值对制动能量进行全部回收或部分回收，在保证电池寿命的前提下提高制动能量回收率，提高整车能量利用率；

(3)可以根据分流式的制动能量回收保护系统及控制方法设计支持大倍率充放电、容量较小的储能设备配备方案，降低产品成本；

(4)电传动重载机械制动能量回收保护系统及控制方法在储能设备出现故障时，保证驱动电机和高压母线上的制动能量及时处理，提高电驱系统可靠性及整车作业安全性。

再次，本发明提供了一种重载机械能量回收方法，后续简称“回收方法”，在一些实施例中，包括：

步骤101、提供储能部件1和制动电阻2，储能部件1被配置为储存回收的能量，制动电阻2被配置为将回收的电能转化为热能；

步骤102、分配储能部件1和制动电阻2的前端电压来控制电能流向，以使回收电能优先进入储能部件1，并在储能部件1无法接收回收电能的情况下，使回收电能进入制动电阻2。

步骤102可通过电功率分配部件执行。

在一些实施例中，在步骤102分配储能部件1和制动电阻2的前端电压之后，本发明的回收方法还包括：

根据分配的前端电压，通过直流变压器3对输入电压进行电压转换，并将转换后的电压分别输出至储能部件1和制动电阻2的前端。

该实施例通过设置直流变压器3，能够准确方便设置储能部件1和制动电阻2的前端电压，从而根据整车工况灵活地控制回收电能的流向。

在一些实施例中，步骤102分配储能部件1和制动电阻2的前端电压的步骤具体包括：

在储能部件1未发生故障的情况下，根据驱动部件8的输出电流与储能部件1预设的电流输入阈值之间的关系，分配储能部件1和制动电阻2的前端电压。

该实施例通过判断驱动部件8的输出电流与储能部件1预设的电流输入阈值之间的关系，可确定当前回收电能是否能够安全地储存到储能部件1中，以免超过储能部件1安全的充放电电流，既能减少对储能部件1的电流冲击，又能最大限度地回收存储制动能量，提高能量利用率。

更进一步地，步骤102分配储能部件1和制动电阻2的前端电压的步骤具体包括：

判断驱动部件8的输出电流Ig是否大于储能部件1预设的电流输入阈值Ie，如果大于，则使储能部件1的前端电压Vb等于制动电阻2的前端电压Vr，以使回收电能同时进入储能部件1和制动电阻2；否则使储能部件1的前端电压Vb小于制动电阻2的前端电压Vr，以使回收电能全部进入储能部件1。

该实施例既能在充电电流较大时通过制动电阻2吸收一部分回收电能，减少对储能部件1的电流冲击，又能在充电电流不超过储能部件1的额定充放电电流时仅通过储能部件1回收电能，由此能够最大限度地回收存储制动能量，减少能量浪费，提高能量利用率。

在一些实施例中，在回收电能过程中，本发明的回收方法还包括：

步骤103、监测储能部件1的已充电量；

步骤104、在储能部件1的电量充满时，使储能部件1关闭，以使剩余回收电能进入制动电阻2。

其中，步骤103和104可在储能部件1开启的状态下持续监测。该实施例能够使储能部件1在电量充满后，及时地将回收电能通过制动电阻2耗散，防止多余电能对储能部件1造成冲击，可提高储能部件1的安全性。

在一些实施例中，本发明的回收方法还包括：

步骤105、监测储能部件1是否发生故障，并在发生故障的情况下对故障等级进行分类，故障等级包括一级故障和二级故障，一级故障的严重程度高于二级故障。

进一步地，在发生二级故障的情况下，储能部件1发生轻微故障尚能降性能工作，通过电功率分配部件提高储能部件1的前端电压以降低充电电流，使大部分回收电能进入制动电阻2耗散，可提高储能部件1工作的安全性。

在发生一级故障的情况下，整车控制器4控制储能部件1的继电器关闭，回收电能全部导入制动电阻2进行耗散处理。在故障较为严重时，及时关闭储能部件1可防止对其造成损伤，提高使用寿命。

本发明的电传动重载机械能量回收方法通过配备电功率分配部件，根据实际作业工况，将电传动重载机械行驶作业回收的能量根据设定范围进行合理分流、控制，以将回收能量分工况、分模式处理，可有效减低大功率电机制动能量回收产生的大电流对能量存储设备的冲击，又能最大限度回收存储制动能量，提高能量利用率，提高储能部件寿命；同时可保证在储能部件出现故障时，回收能量及时导入制动电阻2处理、电机系统正常运行，提高整车作业可靠性、安全性。

以上对本发明所提供的一种重载机械能量回收装置及回收方法、重载机械进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.一种重载机械能量回收装置，用于回收重载机械中驱动部件(8)工作时产生的多余电能，其特征在于，包括：

储能部件(1)，被配置为储存回收的电能；

制动电阻(2)，被配置为将回收的电能转化为热能；

电功率分配部件，被配置为分配所述储能部件(1)和制动电阻(2)的前端电压，以使电能流入所述储能部件(1)和制动电阻(2)中的至少一个，且使电能优先进入所述储能部件(1)，并在回收电流超过所述储能部件(1)预设的电流阈值或者出现故障无法接收回收电能的情况下，使回收电能进入所述制动电阻(2)耗散；和

储能监测部件，被配置为监测所述储能部件(1)是否发生故障，并在发生故障的情况下对故障等级进行分类，所述故障等级包括一级故障和二级故障，所述一级故障的严重程度高于所述二级故障；

其中，在发生所述二级故障的情况下，所述电功率分配部件被配置为使所述储能部件(1)的前端电压提高以减小充电电流，使大部分回收电能进入所述制动电阻(2)；或者在发生所述一级故障的情况下，所述储能部件(1)关闭，以使回收电能进入所述制动电阻(2)。

2.根据权利要求1所述的重载机械能量回收装置，其特征在于，还包括：

直流变压器(3)，具有第一电压输出端口(31)和第二电压输出端口(32)，所述第一电压输出端口(31)与所述储能部件(1)连接，所述第二电压输出端口(32)与所述制动电阻(2)连接；所述直流变压器(3)被配置为根据所述电功率分配部件分配的前端电压对输入电压进行电压转换，并将转换后的电压分别通过第一电压输出端口(31)和第二电压输出端口(32)输出。

3.根据权利要求1所述的重载机械能量回收装置，其特征在于，在所述储能部件(1)未发生故障的情况下，所述电功率分配部件根据所述驱动部件(8)的输出电流与所述储能部件(1)预设的电流输入阈值之间的关系，分配所述储能部件(1)和制动电阻(2)的前端电压。

4.根据权利要求1或3所述的重载机械能量回收装置，其特征在于，所述电功率分配部件被配置为判断所述驱动部件(8)的输出电流是否大于所述储能部件(1)预设的电流输入阈值，如果大于，则使所述储能部件(1)的前端电压等于所述制动电阻(2)的前端电压，以使回收电能同时进入所述储能部件(1)和所述制动电阻(2)；否则使所述储能部件(1)的前端电压小于所述制动电阻(2)的前端电压，以使回收电能全部进入所述储能部件(1)。

5.根据权利要求1所述的重载机械能量回收装置，其特征在于，还包括：

电量监测部件，被配置为在回收电能的过程中，监测所述储能部件(1)的已充电量；

其中，在所述电量监测部件监测到储能部件(1)的电量充满时，所述储能部件(1)关闭，以使剩余回收电能进入所述制动电阻(2)。

6.根据权利要求1所述的重载机械能量回收装置，其特征在于，

所述驱动部件(8)包括用于驱动车轮的电机，回收电能来自所述重载机械制动时反向拖动所述驱动部件(8)产生的电能；或者

所述驱动部件(8)包括用于驱动作业部件的电机，回收电能来自所述作业部件下降时反向拖动所述驱动部件(8)产生的电能。

7.一种重载机械，其特征在于，包括权利要求1～6任一所述的重载机械能量回收装置。

8.根据权利要求7所述的重载机械，其特征在于，所述重载机械包括装载机。

9.一种重载机械能量回收方法，其特征在于，包括：

提供储能部件(1)和制动电阻(2)，所述储能部件(1)被配置为储存回收的能量，所述制动电阻(2)被配置为将回收的电能转化为热能；

分配所述储能部件(1)和制动电阻(2)的前端电压，以使电能流入所述储能部件(1)和制动电阻(2)中的至少一个，且使电能优先进入所述储能部件(1)，并在回收电流超过所述储能部件(1)预设的电流阈值或者出现故障无法接收回收电能的情况下，使回收电能进入所述制动电阻(2)耗散；

在回收电能过程中，监测所述储能部件(1)是否发生故障，并在发生故障的情况下对故障等级进行分类，所述故障等级包括一级故障和二级故障，所述一级故障的严重程度高于所述二级故障；其中，在发生所述二级故障的情况下，提高所述储能部件(1)的前端电压以降低充电电流，使大部分回收电能进入所述制动电阻(2)；或者在发生所述一级故障的情况下，关闭所述储能部件(1)，以使回收电能进入所述制动电阻(2)。

10.根据权利要求9所述的重载机械能量回收方法，其特征在于，在分配所述储能部件(1)和制动电阻(2)的前端电压之后，还包括：

根据分配的前端电压，通过直流变压器(3)对输入电压进行电压转换，并将转换后的电压分别输出至所述储能部件(1)和制动电阻(2)的前端。

11.根据权利要求9所述的重载机械能量回收方法，其特征在于，分配所述储能部件(1)和制动电阻(2)的前端电压的步骤具体包括：

在所述储能部件(1)未发生故障的情况下，根据驱动部件(8)的输出电流与所述储能部件(1)预设的电流输入阈值之间的关系，分配所述储能部件(1)和制动电阻(2)的前端电压。

12.根据权利要求9或11所述的重载机械能量回收方法，其特征在于，分配所述储能部件(1)和制动电阻(2)的前端电压的步骤具体包括：

判断驱动部件(8)的输出电流是否大于所述储能部件(1)预设的电流输入阈值，如果大于，则使所述储能部件(1)的前端电压等于所述制动电阻(2)的前端电压，以使回收电能同时进入所述储能部件(1)和所述制动电阻(2)；否则使所述储能部件(1)的前端电压小于所述制动电阻(2)的前端电压，以使回收电能全部进入所述储能部件(1)。

13.根据权利要求9所述的重载机械能量回收方法，其特征在于，在回收电能过程中，还包括：

监测所述储能部件(1)的已充电量；

在所述储能部件(1)的电量充满时，使所述储能部件(1)的前端电压大于所述制动电阻(2)的前端电压，以使剩余回收电能进入所述制动电阻(2)。

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