[发明专利]一种串联式电液混合储能单元

说明书

本发明公开了一种串联式电液混合储能单元。本发明包括液压蓄能器、蓄电池、电机控制器、电机和液压泵马达；蓄电池通过电机控制器与电机电连接，电机的输出轴与液压泵马达的输出轴同步机械连接，液压泵马达的第一进出油口与液压蓄能器的进出油口连通，液压泵马达的第二进出油口作为电液混合储能单元的进出油口，液压泵马达作为电静液泵。本发明一方面，液压蓄能器的油液经液压泵马达调节压力流量后输出，实现了主动的液压能量充放，能更好适应各种工况；另一方面，电静液泵的升压功能使得储能单元在蓄能器压力较低时也可以继续输出能量，增大了蓄能器的可用容积，从而增加了储能单元的能量密度。

技术领域

本发明涉及一种液压储能单元，尤其是涉及一种串联式电液混合储能单元。

背景技术

液压储能单元广泛应用于工程机械、车辆、海洋能利用等领域，其中最常用的液压储能单元是液压蓄能器，它的功率密度很高，但具有以下几个缺点：1)能量密度较低，储能容量小，放能时间有限；2)液压蓄能器的输出液压压力与蓄能状态有关，其储能放能行为取决于外部压力与蓄能器压力大小，不能主动调节；3)为了保证系统正常工作，液压蓄能器压力变化范围需限制在一定范围内，设计时不能充分利用其最大容量。

发明内容

针对技术中的上述问题，本发明提出了一种串联式电液混合储能单元，可实现主动式控制的液压能存储和释放，通过电机转速控制及转向控制，可以控制混合储能单元的输出流量和压力，集成为一个储能单元使用，实现能进行主动压力流量控制的电液混合储能单元。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括液压蓄能器、蓄电池、电机控制器、电机和液压泵马达；

蓄电池通过电机控制器与电机电连接，电机的输出轴与液压泵马达的输出轴同步机械连接，液压泵马达设置有两个进出油口，液压泵马达的第一进出油口与液压蓄能器的进出油口连通，液压泵马达的第二进出油口作为电液混合储能单元的进出油口。电液混合储能单元的进出油口与静液压传动回路连通或直接与液压缸、液压马达等液压执行器的进出油口连接。

当所述电液混合储能单元进行能量输出时，液压蓄能器输出的油液经电机驱动的液压泵马达升压或降压后从电液混合储能单元的进出油口输出；

当电液混合储能单元进行能量储存时，电液混合储能单元的进出油口输入的油液经液压泵马达降压或升压后输入液压蓄能器。

所述的电液混合储能单元的输入输出流量和液压泵马达的输入输出流量、液压蓄能器的输入输出能量满足以下关系：

Q＝Q_a＝Q_p

其中，Q为电液混合储能单元的进出油口流量，Q_a为液压蓄能器的流量，Q_p为液压泵马达的流量。

所述液压泵马达是定排量液压泵马达，或是电子比例控制的变排量液压泵马达；所述液压泵马达是单个液压泵马达，或是两个以上液压泵马达的组合。

所述液压蓄能器是两个以上液压蓄能器的组合，或是单个的液压蓄能器。

所述蓄电池是电池组或超级电容。

所述的液压泵马达作为电静液泵，电液混合储能单元的功率和液压蓄能器、电静液泵的功率具有如下关系：

P＝P_a+P_p

其中P为电液混合储能单元的功率，P_a为液压蓄能器的功率，P_p为电静液泵的功率。