[发明专利]一种液压挖掘机混合动力系统及其液压挖掘机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械，具体是涉及一种液压挖掘机混合动力系统及其液压挖掘机。 

背景技术

具统计显示，液压挖掘机回转机构回转的能量消耗约占25％～40％，回转液压油路的发热量约占液压系统总发热量的30％～40％。回转制动时必然产生液压冲击和溢流发热，给液压元件的使用寿命和液压系统的热平衡带来不利影响，如把这部分能量回收利用起来，即保护了系统和元件，又节约了能量。 

目前液压挖掘机涉及的能量回收通常采用油电混合动力系统或油液混合动力系统进行。在现有混合动力液压挖掘机中，通常由发动机提供负载所需的平均功率，并由蓄电器或液压系统用以平衡负载功率。 

中国发明专利CN201020232332公开了一种挖掘机液压混合动力装置，如图1所示，该挖掘机液压混合动力装置与挖掘机的液压回转马达连接，其包括：相背联结的变量泵101、变量泵102，以及单向阀103、换向阀104、换向阀107、蓄能器105、梭阀106、梭阀108，梭阀两端连接回转马达的进出油口，变量泵101、变量泵102分别通过换向阀与两个梭阀连接，蓄能器105与换向阀104连接，变量泵102通过单向阀103与蓄能器105连接。可有效吸收挖掘机回转制动时的能量，并在挖掘机反向回转时释放出来，从而实现能量的回收利用。 

但是，上述的挖掘机液压混合动力装置受当前制造工艺水平限制，普遍存在液压油泄漏问题，另外，利用电液二次调节系统作为传动方式，存在的问题 是液压泵/马达出现振动噪声。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有复合蓄能单元的液压挖掘机混合动力系统及其液压挖掘机。 

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案： 

一种液压挖掘机混合动力系统，具有这样的特征，包括：驱动外部液压系统的动力单元；与动力单元连接的复合蓄能单元；以及控制动力单元和复合蓄能单元运行的控制单元；其中，动力单元包含：与外部液压系统连接的电动/发电机，与电动/发电机连接的发动机；复合蓄能单元包含：经第一整流逆变器连接至电动/发电机的蓄电器，与蓄电器连接的第二整流逆变器，与第二整流逆变器连接的飞轮，与第二整流逆变器连接的电机，将飞轮和电机耦合后连接至外部回转平台的减速机构。 

进一步地，在本发明提供的液压挖掘机混合动力系统中，还可以具有这样的特征：控制单元包含：与发动机连接的发动机控制器，与蓄电器连接的蓄电器管理模块，与电动/发电机连接的第一电机控制器，与电机连接的第二电机控制器，与飞轮连接的飞轮控制器，以及主控制器；主控制器分别与发动机控制器﹑蓄电器管理模块﹑第一电机控制器﹑第二电机控制器﹑以及飞轮控制器连接。 

进一步地，在本发明提供的液压挖掘机混合动力系统中，还可以具有这样的特征：动力单元还包含：信号输出端与主控制器连接的第一转速传感器，第一转速传感器用于检测发动机的输出端转速。 

进一步地，在本发明提供的液压挖掘机混合动力系统中，还可以具有这样的特征：复合蓄能单元还包含：信号输出端与主控制器连接的第二转速传感器，第二转速传感器用于检测减速机构的输出端转速。 

进一步地，在本发明提供的液压挖掘机混合动力系统中，还可以具有这样的特征：主控制器为单片机。 

进一步地，在本发明提供的液压挖掘机混合动力系统中，还可以具有这样的特征：飞轮由高强度的碳素纤维材料制成。 

另外，在本发明还提供了一种液压挖掘机，还可以具有这样的特征：包括上述任意一项中的液压挖掘机混合动力系统。 

本发明在上述基础上具有的积极效果是： 

本发明提供的液压挖掘机混合动力系统及其液压挖掘机，复合蓄能单元采用蓄电器和飞轮复合储能的方式，具有功率密度大﹑制造成本低，寿命长，控制简单的优点，并且不存在液压油泄漏和噪声问题，具有安全、绿色、环保的特点。 

另外，由于飞轮具有响应快，动态特性好的特点，在液压挖掘机的回转平台进行转动时，利用飞轮回收制动能，并将制动能转换为飞轮的动能，在需要驱动回转平台回转时，再将飞轮的动能转换为回转平台的动能，从而往复循环，能量转换效率高，同时，具有重量轻，体积小的优点。 

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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为背景技术中挖掘机液压混合动力装置的结构示意图。