[发明专利]多能源多电机液压挖掘机电液混合驱动系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械节能减排领域技术，尤其是指一种多能源多电机液压挖掘机电液混合驱动系统及控制方法。

背景技术

节能减排对工程机械具有重要意义，其中液压挖掘机是一种功率大、工况复杂的工程机械，其能量的总利用率较低。因此，液压挖掘机实现节能减排一直是业界努力追求的目标。其中混合动力驱动技术和纯电驱动技术是当前的研究热点。

混合动力驱动技术在工程机械的节能减排方面取得了一定的效果，但其也存在成本较高、控制复杂、难以实现零排放的特点，具体有以下不足：1)与车辆不同，工程机械大都为单泵多执行器的系统，发动机功率并不能轻易的降低；2)由于液压回路较长，负载的波动并不能真正实时的传递到液压泵，同时由于蓄电池充放电速度、液压泵/马达或电动/发电机等混合动力单元难以精确控制转矩转速、超级电容成本较高等因素，因此动力系统的混合动力单元难以实时动态补偿负载的波动。3)油电混合动力系统中的能量转换环节较多，而且对于负载波动剧烈的工程机械来说，油电混合动力系统的电量储存单元更适合采用超级电容，但目前超级电容的价格昂贵；4)液压混合动力系统采用液压泵/马达-液压蓄能器作为平衡单元，虽然液压蓄能器功率密度大，全充全放能力强，但是液压蓄能器的能量密度小，在吸收发动机富余功率和长时间提供能量方面不如混合动力汽车；目前液压泵/马达的噪声问题也会对其应用领域产生制约；5)目前液压系统大都没有结合混合动力的特点单独设计。

与单独发动机驱动和混合动力驱动相比，纯电驱动是一种真正意义上的零排放、低噪声系统，但目前的纯电驱动技术仅用于工况比较平缓的小型工程机械和车辆领域，仅采用电动机模拟传统发动机的功能，并没有充分发挥出电动机相对发动机具有良好的转速控制特性的优点，同时对整机的电液平衡控制也没有专门设计，难以应用于工况复杂的液压挖掘机中。

为了保证电量储存单元充满电后能够保证液压挖掘机的作业时间，纯电驱动的液压挖掘机对电量储存单元的能量密度的要求比较高，所以纯电驱动的液压挖掘机的电量储存单元一般采用动力电池。但由于动力电池的比功率较小，难以短时间储存大量的能量，而各种负值负载回收时间较短，大约只有1-3秒，采用单一能源动力电池难以直接对负值负载进行回收再利用。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种多能源多电机液压挖掘机电液混合驱动系统及控制方法，其能有效解决现有之混合动力驱动工程机械存在成本较高、控制复杂、难以实现零排放的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种多能源多电机液压挖掘机电液混合驱动系统，包括有动力电池、超级电容、能量管理单元、第一电机控制器、第二电机控制器、第三电机控制器、第一动力电机、第二动力电机、先导泵、定量泵、第一离合器、定量泵/马达、第二离合器、第三动力电机、单向阀、先导操作手柄、液压蓄能器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀、第一溢流阀、第二溢流阀、第三溢流阀、开中心六通比例方向阀和动臂油缸；