[發(fā)明專利]用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)和工程機械

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210002028.X
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102490583A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱湘華;周斌;趙榮國
• 申請（專利權(quán)）人: 三一汽車起重機械有限公司
• 主分類號: B60K6/20
• 分類號: B60K6/20;B60W20/00
• 代理公司: 北京友聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)和具有該用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)的工程機械。

背景技術(shù)

目前，小噸位全液壓起重機(100噸以下)主要由下車行走發(fā)動機經(jīng)由變速箱連接至液壓泵，為上車液壓系統(tǒng)提供動力源；而大噸位全液壓起重機在上車單獨配置了一個發(fā)動機，由該發(fā)動機直接連接液壓泵，為上車液壓系統(tǒng)提供動力源。

在相關(guān)技術(shù)中公開的變頻式全液壓起重機混合動力裝置，如圖1所示，它包含發(fā)動機1、發(fā)動機聯(lián)軸器2、液壓泵3、液壓管路4、液壓系統(tǒng)5、頻率調(diào)整踏板6、電動機啟動開關(guān)7、動力電源8、變頻器9、電纜10、變頻電機11、電機聯(lián)軸器12，發(fā)動機1經(jīng)發(fā)動機連軸器2與液壓泵3串聯(lián)連接，兩個液壓泵3經(jīng)液壓管路4并聯(lián)后與液壓系統(tǒng)5串聯(lián)連接；頻率調(diào)整踏板6經(jīng)電纜10使變頻器9、變頻電機11串聯(lián)連接后再經(jīng)電機聯(lián)軸器12使變頻電機11與液壓泵3串聯(lián)連接。

上述技術(shù)方案存在以下缺陷：

1)當沒有地面動力電源時，只能使用發(fā)動機動力源，不能實現(xiàn)變頻調(diào)速和節(jié)能；

2)將兩個液壓泵進行并聯(lián)設(shè)計，使液壓系統(tǒng)管路和油路控制更為復雜，同時也增加了生產(chǎn)成本；

3)電氣部分設(shè)計過于簡單，存在電氣安全隱患；

4)控制方式單一，依賴人為操作的過程太多，因此，存在人為操作隱患。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到上述背景技術(shù)，本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是提供一種用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種具有上述混合動力系統(tǒng)的工程機械，僅由交流變頻電機驅(qū)動液壓泵，使得操作控制更方便，并提高了系統(tǒng)的安全性。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，包括：發(fā)動機、變速箱、耦合裝置、交流發(fā)電機、變頻器、交流變頻電機和液壓泵，其中，所述發(fā)動機連接至所述變速箱，輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，用于驅(qū)動所述交流發(fā)電機；所述變速箱連接至所述發(fā)動機，調(diào)節(jié)所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩，并通過所述耦合裝置將調(diào)節(jié)后的所述轉(zhuǎn)速和扭矩傳送至所述交流發(fā)電機，使所述交流發(fā)電機工作在額定轉(zhuǎn)速；所述交流發(fā)電機連接至所述變頻器，生成電能并傳送至所述變頻器；所述變頻器用以調(diào)節(jié)輸出頻率，并根據(jù)調(diào)節(jié)后的輸出頻率控制輸出至所述交流變頻電機的電壓和電流；所述交流變頻電機連接至所述液壓泵，根據(jù)輸入的所述電壓和電流調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速和扭矩；所述液壓泵接收來自所述交流變頻電機的轉(zhuǎn)速和扭矩，以調(diào)節(jié)液壓油的輸出流量。

因此，避免了如相關(guān)技術(shù)中出現(xiàn)的兩個液壓泵并聯(lián)設(shè)計所造成的液壓系統(tǒng)管路和油路控制復雜的問題。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還可以包括：第一操作裝置，將所述交流變頻電機所需轉(zhuǎn)速信號經(jīng)控制器發(fā)送至所述變頻器，以調(diào)節(jié)所述變頻器的輸出頻率；所述控制器，連接至所述發(fā)動機、所述第一操作裝置和所述變速箱，采集所述發(fā)動機的狀態(tài)信號和采集所述變速箱的當前檔位信號，并根據(jù)選擇的供電模式判斷是否需要啟動所述發(fā)動機，在判斷出需要啟動所述發(fā)動機時，進而判斷所述當前檔位信號是否滿足所述交流變頻電機在工作狀態(tài)時的檔位信號，若判斷結(jié)果為滿足，則根據(jù)所述交流變頻電機的額定功率和發(fā)動機萬有特性曲線計算出所述發(fā)動機的最佳轉(zhuǎn)速，以保證所述發(fā)動機工作在最佳油耗區(qū)域，并將所述最佳轉(zhuǎn)速的信號傳送至所述發(fā)動機，啟動所述發(fā)動機，若判斷結(jié)果為不滿足，則關(guān)閉所述發(fā)動機。

該控制器如果發(fā)現(xiàn)變速箱的檔位為上車正在工作的檔位，則可以啟動發(fā)動機，為了防止上車正在工作時，出現(xiàn)下車行走或執(zhí)行其他動作的安全問題，并且使用交流變頻電機驅(qū)動液壓泵，可以實現(xiàn)變頻調(diào)速和節(jié)能。

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還可以包括：第一電控柜和導電環(huán)，所述第一電控柜連接至所述交流發(fā)電機和所述控制器，所述第一電控柜采集外接電源的電源狀態(tài)和交流發(fā)電機的發(fā)電狀態(tài)，并將所述電源狀態(tài)和所述發(fā)電狀態(tài)反饋給所述控制器，以便控制器進行所述供電模式的選擇，所述交流發(fā)電機的電能通過所述電控柜和所述導電環(huán)傳送至所述變頻器；所述外接電源，連接至所述電控柜，通過所述電控柜將電能提供至所述交流變頻電機；所述控制器還用于如果所述電源狀態(tài)為檢測不到所述外接電源，則選擇由所述交流發(fā)電機提供電能給所述變頻器的供電模式，如果所述發(fā)電狀態(tài)為不正常時，則選擇由所述外接電源提供電能給所述變頻器的供電模式，并將切換指令給所述第一電控柜；所述第一電控柜還用于在接收到所述控制器的切換指令時，進行切換動作，以控制將所述交流發(fā)電機提供的電能提供給所述變頻器，或控制將所述外接電源提供的電能提供至所述變頻器。