[实用新型]一种混合驱动型电动工程机械

说明书

技术领域

本实用新型属于工程机械设备技术领域，涉及电力传输技术，工程机械技术，通信技术，控制技术，具体来说，是一种一种混合驱动型电动工程机械。

背景技术

中大型的工程机械，如挖掘机、吊车等，重达几十吨到上百吨，发动机功率在100KW到数千KW, 但实际上这些机械真正有限的工作效率还不到20%，大部分无用功都消耗在发动机和液压系统上，提高工程机械效率的理想方案是把发动机改为电机。

但是，电动型工程机械如果直接通过电网供电，而这样大的机械往往耗电量的波动非常大，对电网的容量要求很高，而且因为机械离不开从电网上引来的电缆供电，其活动范围受到很大的局限，并不是可以普遍采用的方案。

也有通过外接供电车为工程机械供电的移动供电型电动方案，但对于大型工程机械来讲，所需要的功率太大，需要巨大的供电车装载大量的电池才能供电，而且功率大需要用很粗的电缆进行供电，所以也不适合。

还有混合驱动方案，即在工程机械上安装发动机和电池-电机系统，发动机驱动液压系统，同时带动一个发电机-电动机两用的电机，连接到一个电池组上。当液压系统要求的能量少时，发动机驱动发电机发电为电池充电，反过来液压系统负载大时，就用电池内的发过来驱动电机来辅助发动机驱动液压系统。这样的混合系统确实能有效的提高工程机械的效率，但在实际上，因为工程机械内的工作条件环境非常苛刻，复杂的电池和电力系统安装在这样的环境下，会大幅度提高故障风险，当然对元件性能要求的提高，也意味着成本的提高。更苛刻的条件是这类挖掘机常常需要每天工作20小时以上，对机械的连续性要求非常高，在这样用途的机械上搭载混合驱动系统的技术难度和成本难度都比较大，因此这样的方案也不适合。

实用新型内容

本实用新型要解决现有技术的问题，构思出的一种混合驱动型电动工程机械可以很好地克服上述问题，提供了一种在不影响工程机械工作效率的前提下，缩小发动机和供电车尺寸规格，降低故障的解决方案。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种混合驱动型电动工程机械，包括可移动供电车和工程机械，所述可移动供电车中设有电池、输出电力变换装置、电源控制装置及充电装置，所述工程机械中设有电机、第一液压泵组、发动机、第二液压泵组、液压驱动系统及油箱，电机的电力由可移动供电车提供；电机驱动第一液压泵组，发动机驱动第二液压泵组，将油箱中的压力油提供给液压驱动系统中的油缸或液压马达；所述工程机械中还设有由发动机带动的第一发电机，第一发电机产生的电力通过电力输出控制装置传输至可移动供电车的充电装置，变成可为电池充电的电力。工程机械的动力来源以发动机为主，电机为辅，当机械负载小时，工程机械可以单独工作而不需要供电车提供电力，发动机多余的功率可以用来带动第一发电机发电，为可移动供电车的电池充电，当机械负载增大时，通过输出电力变换装置将电池的电力传输至电机，使电机进入工作状态，如果工程机械长时间处于高负载工作状态，车载发动机没有余量为供电车的电池充电时，供电车可以通过外接电网充电，电网过远的话可以解开与工程机械的连接，将供电车移动到有电网的地方去充电，同时更换另换一台供电车配合工程机械工作。

优选的，所述可移动供电车和所述工程机械中都设有通讯装置，用于两者之间信号的传输，信号包括可移动供电车上电池的电量信息以及工程机械发出的指令，可移动供电车上的通讯装置可接收从工程机械上通讯装置传来的指令，而通过电源控制装置控制电力输出变换装置是否输出电池的电力以及根据需要输出电力的大小。

优选的，在所述工程机械中增设液压电力变换装置，把通常液压系统中通过节流而转换成热能的液压能，转变为电能，通过电力输出装置变换为供电车上的电池充电。

优选的，所述液压电力变换装置包括换向阀、液压马达、第二发电机及控制装置，换向阀安装于具有上下移动的油缸或液压马达的压力油回流管路上，通过控制装置，换向阀改变回流管路，使压力油通过液压马达再流入油箱，液压马达带动第二发电机发电，产生的电力通过电力输出控制装置传输至可移动供电车的充电装置，变成可为电池充电的电力。把位于高处的油缸或液压马达中的压力油的势能，在压力油回流下落过程中通过液压马达和发电机转换成电能，并且为可移动供电车的电池充电，从而回收一部分原来损失的能量。