CN121340887A - 一种工程机械混合动力系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种工程机械混合动力系统及其控制方法，该系统涵盖行走系统、作业系统、蓄能辅助系统与控制器。蓄能辅助系统在控制器调控下，选择性向行走或作业系统输送与回收油液。系统设有轻载电驱和重载混合驱动模式，轻载时主要由电机驱动，重载子系统功率超电机最大功率时，液压蓄能器辅助补充。能量回收阶段，能量可通过再生路径回流。本申请解决了现有电液混合驱动系统装机功率大、成本高的问题，降低电机额定功率，减少设备体积与能耗；提高了能量回收和利用效率，减少无效能源浪费；同时，通过蓄能器的辅助，增强了系统在高负载瞬间的动力响应，改善了作业连贯性与作业周期，实现了多子系统能量的高效协调分配。

Description

一种工程机械混合动力系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，特别涉及一种工程机械混合动力系统及其控制方法。

背景技术

在工程机械领域，驱动方法的选择对设备的性能、能耗及成本有着至关重要的影响。目前，现有工程机械驱动方法主要涵盖纯电驱动、纯液压驱动以及电液混合驱动三类。其中，电液混合驱动系统在工程机械中有着广泛的应用，其通过电机和泵或高压蓄能器为执行器供能，同时结合电机实现能量回收。这种驱动方式巧妙融合了电力驱动和液压驱动的优势，既具备电力驱动控制精准、响应迅速的特点，又拥有液压驱动输出力大、传动平稳的优点，能够在一定程度上降低能耗并提高动力性能，在起重机、装载机等众多工程机械中发挥着重要作用。

然而，在实际工况下，电液混合驱动系统仍存在诸多亟待解决的问题。首先，装机功率大、峰值需求高是突出问题。工程机械在作业过程中，常出现短时高功率需求场景，如起重、快速加速或遭遇突发大负载等。为保证机器在这些工况下具备足够的动力性能，不得不配置较大额定功率的电机，这直接导致设备体积增大、成本增加以及能耗上升。其次，能量回收和利用不足，装载过程中大量瞬时能量，像液压缸下放、惯性制动能量等，未得到充分回收，反而浪费于溢流损失、机械制动等不利路径。此外，多子系统能量未充分协调，各子系统在装载过程中单独工作，缺乏基于共有能量源的有效协调分配机制，目前尚无统一、高效的能量分配与动态协调解决方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种工程机械混合动力系统及其控制方法，其能够改善上述问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种工程机械混合动力系统，其包括行走系统、作业系统、蓄能辅助系统和控制器；所述行走系统包括第一电机、液压马达、车轮，所述第一电机和所述液压马达分别通过机械组件驱动车轮转动；所述作业系统包括第二电机、液压泵、作业液压缸，所述第二电机驱动所述液压泵向所述作业液压缸的无杆腔或有杆腔输送油液，使得所述作业液压缸的活塞杆运动作业；所述第一电机和所述第二电机均与所述控制器电连接；所述蓄能辅助系统包括液压蓄能器，所述液压蓄能器在所述控制器的控制下选择性地向所述行走系统或所述作业系统输送或回收油液。

在工程机械混合动力系统处于轻载电驱模式时，负载较小，行走系统主要由第一电机驱动，作业系统主要由第二电机驱动液压泵供能，液压蓄能器处于保持状态，控制器通过调控第一电机、第二电机的转速以控制行驶速度和执行器速度。

在工程机械混合动力系统处于重载混合驱动模式时：负载较大，若子系统的负载功率超过电机最大功率时，控制器控制液压蓄能器选择性地向对应子系统辅助补充功率，显著降低对电机瞬时功率的需求。

在能量回收阶段，例如作业液压缸下放、行走系统减速制动等情况，能量通过再生路径回流至蓄能器或电机、电池，支持电机发电到电池充电，以及液压能直接压缩蓄能器两种路径。

可以理解，本申请公开的工程机械混合动力系统具有以下有益效果：一是针对装机功率大、峰值需求高，利用蓄能器在短时高功率需求时补偿，降低电机额定功率，减少设备体积、成本与能耗；二是解决能量回收和利用不足，通过再生路径回收瞬时能量，减少浪费；三是改善多子系统能量未充分协调问题，基于共有能量源，在子系统不同时高功率需求下，实现统一、高效的能量分配与动态协调。

在本申请可选的实施例中，所述蓄能辅助系统还包括与所述控制器电连接的第一电磁换向阀，所述第一电磁换向阀包括第一液口、第二液口和第三液口，所述第一液口与所述液压蓄能器连通，所述第二液口与所述行走系统连通，所述第三液口与所述作业系统连通；所述控制器控制所述第一电磁换向阀处于第一工作状态时，所述第一液口与所述第二液口连通；所述控制器控制所述第一电磁换向阀处于第二工作状态时，所述第一液口与所述第三液口连通。

可以理解，在所述行走系统的负载功率大于第一电机的最大功率时，控制器控制所述第一电磁换向阀进入第一工作状态。在所述作业系统的负载功率大于第二电机的最大功率时，控制器控制所述第一电磁换向阀进入第二工作状态。

在本申请可选的实施例中，所述行走系统还设置有监测所述液压蓄能器与所述第一液口的连通管道内液压状态的压力传感器，以及用于监测所述液压蓄能器与所述第一液口的连通管道内油液流速情况的流量传感器；所述作业系统还设置有监测所述作业液压缸的所述活塞杆的位移状态的位移传感器；所述压力传感器、所述流量传感器和所述位移传感器分别与所述控制器电连接，所述控制器根据所述压力传感器、所述流量传感器和所述位移传感器的反馈参数控制所述第一电磁换向阀。

可以理解，控制器根据位移传感器反馈的位移参数、压力传感器反馈的液压参数和流量传感器反馈的流量参数，调整第一电机和/或第二电机的工作功率，从而实现行驶速度和作业液压缸速度的精准控制。

在本申请可选的实施例中，所述行走系统还包括相互啮合的第一齿轮组件和第二齿轮组件，所述第一电机通过所述第一齿轮组件带动所述车轮转动，所述液压马达驱动所述第二齿轮组件转动，从而通过啮合关系驱动所述第一齿轮组件带动所述车轮转动；所述行走系统还包括第一油箱，所述液压马达的进液口与所述第二液口连通，所述液压马达的出液口与所述第一油箱连通。

可以理解，本申请中的行走系统为并联式动力系统，由第一电机和液压马达共同驱动车轮，当遇到负载较重或者行驶速度提升等动力需求增大的场景时，液压蓄能器通过第二液口向液压马达输送油液，第一电机和液压马达同时向传动机构提供动力；一旦进入负载减轻或者行驶速度达到巡航速度等动力需求减小的场景时，工程机械设备只需要依靠第一电机维持速度。

在本申请可选的实施例中，所述作业系统还包括第二油箱和第二电磁换向阀，所述第二电磁换向阀包括第四液口、第五液口、第六液口、第七液口；所述第四液口与所述液压泵的出液口连通，所述第四液口还与所述第三液口连通，所述第五液口与所述作业液压缸的所述有杆腔连通，所述第六液口与所述作业液压缸的所述无杆腔连通，所述第七液口与所述液压泵的进液口连通，所述液压泵的进液口还与所述第二油箱连通；所述控制器控制所述第二电磁换向阀处于第三工作状态时，所述第四液口与所述第六液口连通，所述第五液口与所述第七液口连通；所述控制器控制所述第二电磁换向阀处于第四工作状态时，所述第四液口与所述第五液口连通，所述第六液口与所述第七液口连通。

可以理解，控制器控制第二电磁换向阀处于第三工作状态时，液压泵抽取第二油箱中的油液输送给作业液压缸的无杆腔中，从而顶起活塞杆伸出运动，有杆腔中多余的油液通过第五液口和第七液口回到第二油箱中。在此过程中，若作业系统的负载功率大于第二电机的最大功率，液压蓄能器通过第三液口向无杆腔输送油液，以提升活塞杆的作业功率。控制器控制第二电磁换向阀处于第四工作状态时，液压泵抽取第二油箱中的油液输送给作业液压缸的有杆腔中，从而挤压活塞杆收缩运动，无杆腔中多余的油液通过第六液口和第七液口回到第二油箱中。可见控制器可通过对第二电磁换向阀，控制活塞杆的往复运动。

在本申请可选的实施例中，所述液压泵的进液口和出液口之间还设置有溢流阀。可以理解，在于当系统压力超过设定值时，溢流阀开启，使多余油液流回第二油箱，防止系统压力过高损坏元件，起到保护系统、维持压力稳定、保障作业安全可靠进行的作用。

在本申请可选的实施例中，所述液压泵的出液口与所述第四液口连通的油管上设置有第一单向阀，用于防止油液向所述液压泵流动。

在本申请可选的实施例中，所述液压泵的进液口与所述第七液口连通的油管上设置有第二单向阀，用于防止油液向所述第七液口流动。

在本申请可选的实施例中，所述工作液压泵的所述有杆腔还与所述第二油箱连通，所述有杆腔与所述第二油箱连通的油管上还设置有第三单向阀，用于防止油液向所述第二油箱流动。

可以理解，控制器控制第二电磁换向阀处于第三工作状态时，若当前作业液压缸下放，则进入能量回收阶段，无杆腔中的油液由第六液口、第四液口回到液压蓄能器中，此时第二油箱通过第七液口和第五液口向有杆腔中补充油液。另外，在作业系统处于减速或下放负载状态时，若液压蓄能器内压力大于预设压力阈值，控制器控制所述第一电磁换向阀先进入第一工作状态，向所述行走系统释放油液后，再控制所述第一电磁换向阀进入第二工作状态，使得所述液压蓄能器接收所述作业系统返回的油液，实现能量回收。

第二方面，本申请公开了一种工程机械混合动力系统控制方法，应用于第一方面任一项工程机械混合动力系统中，如图2所示，该方法包括以下步骤S1至S3。其中,S1、S2等仅为步骤标识，方法的执行顺序并不一定按照数字由小到大的顺序进行，比如可以是先执行步骤S2再执行步骤S1，本申请不做限制。

S1，控制所述第一电机和/或所述第二电机的工作功率，以驱动所述行走系统或所述作业系统运作。

S2，在所述行走系统的负载功率大于第一电机的最大功率时，控制所述液压蓄能器向所述行走系统输送油液，以辅助所述行走系统增加功率。

S3，在所述作业系统的负载功率大于第二电机的最大功率时，控制所述液压蓄能器向所述作业系统输送油液，以辅助所述作业系统增加功率。

S4，在所述行走系统处于减速或制动状态时，控制所述液压蓄能器与所述行走系统连通，接收所述行走系统返回的油液，实现能量回收。

S5，在所述作业系统处于减速或下放负载状态时，控制所述液压蓄能器与所述作业系统连通，接收所述作业系统返回的油液，实现能量回收。

在本申请可选的实施例中，所述蓄能辅助系统还包括与所述控制器电连接的第一电磁换向阀，所述第一电磁换向阀包括第一液口、第二液口和第三液口，所述第一液口与所述液压蓄能器连通，所述第二液口与所述行走系统连通，所述第三液口与所述作业系统连通；所述控制器控制所述第一电磁换向阀处于第一工作状态时，所述第一液口与所述第二液口连通；所述控制器控制所述第一电磁换向阀处于第二工作状态时，所述第一液口与所述第三液口连通。在此情况下，步骤S2包括：在所述行走系统的负载功率大于第一电机的最大功率时，控制所述第一电磁换向阀进入第一工作状态；步骤S3包括：在所述作业系统的负载功率大于第二电机的最大功率时，控制所述第一电磁换向阀进入第二工作状态；所述S4包括：在所述行走系统处于减速或制动状态时，控制所述第一电磁换向阀进入第一工作状态，使得所述液压蓄能器接收所述行走系统返回的油液，实现能量回收；所述S5包括：在所述作业系统处于减速或下放负载状态时，控制所述第一电磁换向阀进入第二工作状态，使得所述液压蓄能器接收所述作业系统返回的油液，实现能量回收。

在本申请可选的实施例中，上述方法还包括：在所述作业系统处于减速或下放负载状态时，若所述液压蓄能器内压力大于预设压力阈值，则控制所述第一电磁换向阀先进入第一工作状态，向所述行走系统释放油液后，再控制所述第一电磁换向阀进入第二工作状态，使得所述液压蓄能器接收所述作业系统返回的油液，实现能量回收。

在本申请可选的实施例中，所述行走系统还设置有监测所述液压蓄能器与所述第一液口的连通管道内液压状态的压力传感器，以及用于监测所述液压蓄能器与所述第一液口的连通管道内油液流速情况的流量传感器；所述作业系统还设置有监测所述作业液压缸的所述活塞杆的位移状态的位移传感器；所述压力传感器、所述流量传感器和所述位移传感器分别与所述控制器电连接。在此情况下，步骤S1包括：根据所述位移传感器反馈的位移参数、所述压力传感器反馈的液压参数和所述流量传感器反馈的流量参数，调整所述第一电机和/或所述第二电机的工作功率。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举可选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本申请提供的一种工程机械混合动力系统的结构示意图；

图2是本申请提供的一种工程机械混合动力系统控制方法的流程示意图；

图3是本申请提供的一种作业液压缸的载力曲线图和位移曲线图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

第一方面，如图1所示，本申请提供一种工程机械混合动力系统，包括行走系统100、作业系统200、蓄能辅助系统300和控制器20。

行走系统100包括第一电机1、液压马达6、车轮10，第一电机1和液压马达6分别通过机械组件驱动车轮10转动。

作业系统200包括第二电机11、液压泵12、作业液压缸18，第二电机11驱动液压泵12向作业液压缸18的无杆腔或有杆腔输送油液，使得作业液压缸18的活塞杆运动作业。

第一电机1和第二电机11均与控制器20电连接。可见，控制器20可控制第一电机1和第二电机11的转速。

蓄能辅助系统300包括液压蓄能器2，液压蓄能器2在控制器20的控制下选择性地向行走系统100或作业系统200输送或回收油液。

在工程机械混合动力系统处于轻载电驱模式时，负载较小，行走系统100主要由第一电机1驱动，作业系统200主要由第二电机11驱动液压泵12供能，液压蓄能器2处于保持状态，控制器20通过调控第一电机1、第二电机11的转速以控制行驶速度和执行器速度。

在工程机械混合动力系统处于重载混合驱动模式时：负载较大，若子系统的负载功率超过电机最大功率时，控制器20控制液压蓄能器2选择性地向对应子系统辅助补充功率，显著降低对电机瞬时功率的需求。

在能量回收阶段，例如作业液压缸18下放、行走系统100减速制动等，能量通过再生路径回流至蓄能器或电机、电池，支持电机发电到电池充电，以及液压能直接压缩蓄能器两种路径。

可以理解，本申请公开的工程机械混合动力系统具有以下有益效果：一是针对装机功率大、峰值需求高，利用蓄能器在短时高功率需求时补偿，降低电机额定功率，减少设备体积、成本与能耗；二是解决能量回收和利用不足，通过再生路径回收瞬时能量，减少浪费；三是改善多子系统能量未充分协调问题，基于共有能量源，在子系统不同时高功率需求下，实现统一、高效的能量分配与动态协调。

在本申请可选的实施例中，继续参考图1，蓄能辅助系统300还包括与控制器20电连接的第一电磁换向阀5，第一电磁换向阀5包括第一液口51、第二液口52和第三液口53，第一液口51与液压蓄能器2连通，第二液口52与行走系统100连通，第三液口53与作业系统200连通；控制器20控制第一电磁换向阀5处于第一工作状态时，第一液口51与第二液口52连通；控制器20控制第一电磁换向阀5处于第二工作状态时，第一液口51与第三液口53连通。

可以理解，在行走系统100的负载功率大于第一电机1的最大功率时，控制器20控制第一电磁换向阀5进入第一工作状态。第一工作状态下，液压蓄能器2中的油液经第一液口51、第二液口52向行走系统100输送油液，从而提高行走系统的功率。当车轮制动或者减缓时，行走系统100中的油液通过第二液口52、第一液口51返回至液压蓄能器2中，完成能量回收。此外，当车轮制动或者减缓时，行走系统100的能量也可以回收到第一电机1以及与第一电机1连接的电池中。

可以理解，在作业系统200的负载功率大于第二电机11的最大功率时，控制器20控制第一电磁换向阀5进入第二工作状态。第二工作状态下，液压蓄能器2中的油液经第一液口51、第三液口53向作业系统200输送油液，从而提高作业系统的功率。以图3为例，在30s左右作业液压缸开始作业举升负载，此时需要的功率较大，若超过了第二电机11的最大功率，则需要蓄能辅助系统300在此时进行作业辅助，向作业系统200输送油液。

可以理解，当作业液压缸停止举升或者下放负载时，作业系统200中的油液通过第三液口53、第一液口51返回至液压蓄能器2中，完成能量回收。以图3为例，在45s左右作业液压缸开始放低负载，油液通过原路返回至液压蓄能器2可能导致液压蓄能器2中油压过大，因此，控制器可以控制第一电磁换向阀5先进入第一工作状态，向行走系统100释放油液后，再控制第一电磁换向阀5进入第二工作状态，使得液压蓄能器2接收所述作业系统200返回的油液，实现能量回收。

在本申请可选的实施例中，继续参考图1，行走系统100还设置有监测液压蓄能器2与第一液口51的连通管道内液压状态的压力传感器3，以及用于监测液压蓄能器2与第一液口51的连通管道内油液流速情况的流量传感器4；作业系统200还设置有监测作业液压缸18的活塞杆的位移状态的位移传感器19；压力传感器3、流量传感器4和位移传感器19分别与控制器20电连接，控制器20根据压力传感器3、流量传感器4和位移传感器19的反馈参数控制第一电磁换向阀5。

可以理解，控制器20根据位移传感器19反馈的位移参数、压力传感器3反馈的液压参数和流量传感器4反馈的流量参数，调整第一电机1和/或第二电机11的工作功率，从而实现行驶速度和作业液压缸18速度的精准控制。

在本申请可选的实施例中，继续参考图1，行走系统100还包括相互啮合的第一齿轮组件81和第二齿轮组件82，第一电机1通过第一齿轮组件81带动车轮10转动，液压马达6驱动第二齿轮组件82转动，从而通过啮合关系驱动第一齿轮组件81带动车轮10转动；行走系统100还包括第一油箱7，液压马达6的进液口与第二液口52连通，液压马达6的出液口与第一油箱7连通。

可以理解，本申请中的行走系统100为并联式动力系统，由第一电机1和液压马达6共同驱动车轮10，当遇到负载较重或者行驶速度提升等动力需求增大的场景时，液压蓄能器2通过第二液口52向液压马达6输送油液，第一电机1和液压马达6同时向传动机构提供动力；一旦进入负载减轻或者行驶速度达到巡航速度等动力需求减小的场景时，液压蓄能器2不再向液压马达6输送油液，工程机械设备只需要依靠第一电机1维持速度。

在本申请可选的实施例中，继续参考图1，作业系统200还包括第二油箱20和第二电磁换向阀17，第二电磁换向阀17包括第四液口171、第五液口172、第六液口173、第七液口174；第四液口171与液压泵12的出液口连通，第四液口171还与第三液口53连通，第五液口172与作业液压缸18的有杆腔连通，第六液口173与作业液压缸18的无杆腔连通，第七液口174与液压泵12的进液口连通，液压泵12的进液口还与第二油箱20连通；控制器20控制第二电磁换向阀17处于第三工作状态时，第四液口171与第六液口173连通，第五液口172与第七液口174连通；控制器20控制第二电磁换向阀17处于第四工作状态时，第四液口171与第五液口172连通，第六液口173与第七液口174连通。

可以理解，控制器20控制第二电磁换向阀17处于第三工作状态时，液压泵12抽取第二油箱20中的油液输送给作业液压缸18的无杆腔中，从而顶起活塞杆伸出运动，有杆腔中多余的油液通过第五液口172和第七液口174回到第二油箱20中。在此过程中，若作业系统200的负载功率大于第二电机11的最大功率，液压蓄能器2通过第三液口53向无杆腔输送油液，以提升活塞杆的作业功率。控制器20控制第二电磁换向阀17处于第四工作状态时，液压泵12抽取第二油箱20中的油液输送给作业液压缸18的有杆腔中，从而挤压活塞杆收缩运动，无杆腔中多余的油液通过第六液口173和第七液口174回到第二油箱20中。可见控制器20可通过对第二电磁换向阀17，控制活塞杆的往复运动。

在本申请可选的实施例中，继续参考图1，工作液压泵12的有杆腔还与第二油箱20连通，有杆腔与第二油箱20连通的油管上还设置有第三单向阀16，用于防止油液向第二油箱20流动。

可以理解，控制器20控制第二电磁换向阀17处于第三工作状态时，若当前作业液压缸18下放，则进入能量回收阶段，无杆腔中的油液由第六液口173、第四液口171回到液压蓄能器2中；第三单向阀16用于防止油液向第二油箱20流动，保证油液返回液压蓄能器2中；此时第二油箱20通过第七液口174和第五液口172向有杆腔中补充油液。

在本申请可选的实施例中，继续参考图1，液压泵12的进液口和出液口之间还设置有溢流阀14。可以理解，在于当系统压力超过设定值时，溢流阀14开启，使多余油液流回第二油箱20，防止系统压力过高损坏元件，起到保护系统、维持压力稳定、保障作业安全可靠进行的作用。

在本申请可选的实施例中，继续参考图1，液压泵12的出液口与第四液口171连通的油管上设置有第一单向阀13，用于防止油液向液压泵12流动。

在本申请可选的实施例中，继续参考图1，液压泵12的进液口与第七液口174连通的油管上设置有第二单向阀15，用于防止油液向第七液口174流动。

第二方面，本申请公开了一种工程机械混合动力系统控制方法，应用于第一方面任一项工程机械混合动力系统中，如图2所示，该方法包括以下步骤S1至S3。其中,S1、S2等仅为步骤标识，方法的执行顺序并不一定按照数字由小到大的顺序进行，比如可以是先执行步骤S2再执行步骤S1，本申请不做限制。

S1，控制第一电机和/或第二电机的工作功率，以驱动行走系统或作业系统运作。

可以理解，控制器根据工程机械的实际工况需求，如行驶速度或作业液压缸速度要求，精准调控第一电机（驱动行走系统）和第二电机（驱动作业系统）的转速和输出功率。在轻载时，可单独依靠电机驱动；而在重载或需要高功率输出的场景下，则通过提高电机功率至额定功率并结合蓄能辅助系统，实现行走和作业的高效、平稳运行，确保设备动力性能与能耗的最优平衡。

S2，在行走系统的负载功率大于第一电机的最大功率时，控制液压蓄能器向行走系统输送油液，以辅助行走系统增加功率。

可以理解，当行走系统负载功率超过第一电机最大功率时，液压蓄能器与行走系统连通，向行走系统输送高压油液，为液压马达提供额外动力，辅助第一电机共同驱动车轮转动。这一过程显著提升了行走系统的瞬时功率，确保设备在重载或爬坡等高功率需求场景下仍能保持稳定运行，同时避免电机过载损坏。

S3，在作业系统的负载功率大于第二电机的最大功率时，控制液压蓄能器向作业系统输送油液，以辅助作业系统增加功率。

S4，在行走系统处于减速或制动状态时，控制液压蓄能器与行走系统连通，接收行走系统返回的油液，实现能量回收。

S5，在作业系统处于减速或下放负载状态时，控制液压蓄能器与作业系统连通，接收作业系统返回的油液，实现能量回收。

可以理解，当作业系统负载功率超出第二电机最大承受范围时，控制器立即控制液压蓄能器与作业系统连通，高压油液注入作业液压缸无杆腔，大幅提升活塞杆的推力输出。该过程通过蓄能器瞬时释放液压能，有效弥补电机功率不足，确保装载、举升等重载作业的连续性，同时避免电机超负荷运行。

在本申请可选的实施例中，参考图1，蓄能辅助系统300还包括与控制器20电连接的第一电磁换向阀5，第一电磁换向阀5包括第一液口51、第二液口52和第三液口53，第一液口51与液压蓄能器2连通，第二液口52与行走系统100连通，第三液口53与作业系统200连通；控制器20控制第一电磁换向阀5处于第一工作状态时，第一液口51与第二液口52连通；控制器20控制第一电磁换向阀5处于第二工作状态时，第一液口51与第三液口53连通。

在此情况下，步骤S2包括：在行走系统的负载功率大于第一电机的最大功率时，控制第一电磁换向阀进入第一工作状态。

在此情况下，步骤S3包括：在作业系统的负载功率大于第二电机的最大功率时，控制第一电磁换向阀进入第二工作状态。

在此情况下，步骤S4包括：在行走系统处于减速或制动状态时，控制第一电磁换向阀进入第一工作状态，使得液压蓄能器接收行走系统返回的油液，实现能量回收；

在此情况下，步骤S5包括：在作业系统处于减速或下放负载状态时，控制第一电磁换向阀进入第二工作状态，使得液压蓄能器接收作业系统返回的油液，实现能量回收。

在本申请可选的实施例中，上述方法还包括：在作业系统处于减速或下放负载状态时，若液压蓄能器内压力大于预设压力阈值，则控制第一电磁换向阀先进入第一工作状态，向行走系统释放油液后，再控制第一电磁换向阀进入第二工作状态，使得液压蓄能器接收作业系统返回的油液，实现能量回收。

在本申请可选的实施例中，继续参考图1，行走系统100还设置有监测液压蓄能器2与第一液口51的连通管道内液压状态的压力传感器3，以及用于监测液压蓄能器2与第一液口51的连通管道内油液流速情况的流量传感器4；作业系统200还设置有监测作业液压缸18的活塞杆的位移状态的位移传感器19；压力传感器3、流量传感器4和位移传感器19分别与控制器20电连接。

在此情况下，步骤S1包括：根据位移传感器反馈的位移参数、压力传感器反馈的液压参数和流量传感器反馈的流量参数，调整第一电机和/或第二电机的工作功率。

可以理解，本实施例通过设置压力传感器3、流量传感器4和位移传感器19，能够实时精准监测液压状态、油液流速及活塞杆位移。控制器20根据这些反馈参数动态调整第一电机和/或第二电机的工作功率，实现行驶速度和作业液压缸18速度的精准控制。这有助于优化设备动力性能，避免电机过载或功率浪费，提升系统能效和作业稳定性，同时增强设备对复杂工况的适应性。

在本公开的各种实施方式中所使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可修饰各种部件而与顺序和/或重要性无关，但是这些表述不限制相应部件。以上表述仅配置为将元件与其它元件区分开的目的。例如，第一用户设备和第二用户设备表示不同的用户设备，虽然两者均是用户设备。例如，在不背离本公开的范围的前提下，第一元件可称作第二元件，类似地，第二元件可称作第一元件。

当一个元件(例如，第一元件)称为与另一元件(例如，第二元件)“(可操作地或可通信地)联接”或“(可操作地或可通信地)联接至”另一元件(例如，第二元件)或“连接至”另一元件(例如，第二元件)时，应理解为该一个元件直接连接至该另一元件或者该一个元件经由又一个元件(例如，第三元件)间接连接至该另一个元件。相反，可理解，当元件(例如，第一元件)称为“直接连接”或“直接联接”至另一元件(第二元件)时，则没有元件(例如，第三元件)插入在这两者之间。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

以上描述仅为本申请的可选实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。

以上描述仅为本申请的可选实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工程机械混合动力系统，其特征在于，包括行走系统、作业系统、蓄能辅助系统和控制器；

所述行走系统包括第一电机、液压马达、车轮，所述第一电机和所述液压马达分别通过机械组件驱动车轮转动；

所述作业系统包括第二电机、液压泵、作业液压缸，所述第二电机驱动所述液压泵向所述作业液压缸的无杆腔或有杆腔输送油液，使得所述作业液压缸的活塞杆运动作业；

所述第一电机和所述第二电机均与所述控制器电连接；

所述蓄能辅助系统包括液压蓄能器，所述液压蓄能器在所述控制器的控制下选择性地向所述行走系统或所述作业系统输送或回收油液。

2.根据权利要求1所述的工程机械混合动力系统，其特征在于，

所述蓄能辅助系统还包括与所述控制器电连接的第一电磁换向阀，所述第一电磁换向阀包括第一液口、第二液口和第三液口，所述第一液口与所述液压蓄能器连通，所述第二液口与所述行走系统连通，所述第三液口与所述作业系统连通；

所述控制器控制所述第一电磁换向阀处于第一工作状态时，所述第一液口与所述第二液口连通；所述控制器控制所述第一电磁换向阀处于第二工作状态时，所述第一液口与所述第三液口连通。

3.根据权利要求2所述的工程机械混合动力系统，其特征在于，

所述行走系统还设置有监测所述液压蓄能器与所述第一液口的连通管道内液压状态的压力传感器，以及用于监测所述液压蓄能器与所述第一液口的连通管道内油液流速情况的流量传感器；所述作业系统还设置有监测所述作业液压缸的所述活塞杆的位移状态的位移传感器；

所述压力传感器、所述流量传感器和所述位移传感器分别与所述控制器电连接，所述控制器根据所述压力传感器、所述流量传感器和所述位移传感器的反馈参数调整所述第一电机和/或所述第二电机的工作功率。

4.根据权利要求2所述的工程机械混合动力系统，其特征在于，

所述行走系统还包括相互啮合的第一齿轮组件和第二齿轮组件，所述第一电机通过所述第一齿轮组件带动所述车轮转动，所述液压马达驱动所述第二齿轮组件转动，从而通过啮合关系驱动所述第一齿轮组件带动所述车轮转动；

所述行走系统还包括第一油箱，所述液压马达的进液口与所述第二液口连通，所述液压马达的出液口与所述第一油箱连通。

5.根据权利要求2所述的工程机械混合动力系统，其特征在于，

所述作业系统还包括第二油箱和第二电磁换向阀，所述第二电磁换向阀包括第四液口、第五液口、第六液口、第七液口；

所述第四液口与所述液压泵的出液口连通，所述第四液口还与所述第三液口连通，所述第五液口与所述作业液压缸的所述有杆腔连通，所述第六液口与所述作业液压缸的所述无杆腔连通，所述第七液口与所述液压泵的进液口连通，所述液压泵的进液口还与所述第二油箱连通；

所述控制器控制所述第二电磁换向阀处于第三工作状态时，所述第四液口与所述第六液口连通，所述第五液口与所述第七液口连通；所述控制器控制所述第二电磁换向阀处于第四工作状态时，所述第四液口与所述第五液口连通，所述第六液口与所述第七液口连通。

6.根据权利要求5所述的工程机械混合动力系统，其特征在于，包括以下至少一项：

所述液压泵的进液口和出液口之间还设置有溢流阀；

所述液压泵的出液口与所述第四液口连通的油管上设置有第一单向阀，用于防止油液向所述液压泵流动；

所述液压泵的进液口与所述第七液口连通的油管上设置有第二单向阀，用于防止油液向所述第七液口流动；

所述工作液压泵的所述有杆腔还与所述第二油箱连通，所述有杆腔与所述第二油箱连通的油管上还设置有第三单向阀，用于防止油液向所述第二油箱流动。

7.一种工程机械混合动力系统控制方法，应用于如权利要求1至6任一项所述工程机械混合动力系统中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1，控制所述第一电机和/或所述第二电机的工作功率，以驱动所述行走系统或所述作业系统运作；

S2，在所述行走系统的负载功率大于第一电机的最大功率时，控制所述液压蓄能器向所述行走系统输送油液，以辅助所述行走系统增加功率；

S3，在所述作业系统的负载功率大于第二电机的最大功率时，控制所述液压蓄能器向所述作业系统输送油液，以辅助所述作业系统增加功率；

S4，在所述行走系统处于减速或制动状态时，控制所述液压蓄能器与所述行走系统连通，接收所述行走系统返回的油液，实现能量回收；

S5，在所述作业系统处于减速或下放负载状态时，控制所述液压蓄能器与所述作业系统连通，接收所述作业系统返回的油液，实现能量回收。

8.根据权利要求7所述工程机械混合动力系统控制方法，其特征在于，

所述方法应用于如权利要求2至6任一项所述工程机械混合动力系统中，

所述S2包括：在所述行走系统的负载功率大于第一电机的最大功率时，控制所述第一电磁换向阀进入第一工作状态；

所述S3包括：在所述作业系统的负载功率大于第二电机的最大功率时，控制所述第一电磁换向阀进入第二工作状态。所述S4包括：在所述行走系统处于减速或制动状态时，控制所述第一电磁换向阀进入第一工作状态，使得所述液压蓄能器接收所述行走系统返回的油液，实现能量回收；

所述S5包括：在所述作业系统处于减速或下放负载状态时，控制所述第一电磁换向阀进入第二工作状态，使得所述液压蓄能器接收所述作业系统返回的油液，实现能量回收。

9.根据权利要求8所述工程机械混合动力系统控制方法，其特征在于，所述还包括：

在所述作业系统处于减速或下放负载状态时，若所述液压蓄能器内压力大于预设压力阈值，则控制所述第一电磁换向阀先进入第一工作状态，向所述行走系统释放油液后，再控制所述第一电磁换向阀进入第二工作状态，使得所述液压蓄能器接收所述作业系统返回的油液，实现能量回收。

10.根据权利要求7所述工程机械混合动力系统控制方法，其特征在于，

所述方法应用于如权利要求3至6任一项所述工程机械混合动力系统中，所述S1包括：

根据所述位移传感器反馈的位移参数、所述压力传感器反馈的液压参数和所述流量传感器反馈的流量参数，调整所述第一电机和/或所述第二电机的工作功率。