專利名稱：用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)和工程機械的制作方法
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(dāng)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(fù)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(fù)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(dāng)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(dāng)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(dǎo)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(dǎo)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。這樣，就存在為變頻器提供電能的多種方式，例如采用交流發(fā)電機向變頻器提供電能，采用外接電源向變頻器提供電能，利用電控柜來進行切換，根據(jù)不同工作環(huán)境的需要進而采用不同的供能方式。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還可以包括第二操作裝置，連接至所述控制器，將排量信號經(jīng)所述控制器發(fā)送至所述液壓泵，以調(diào)節(jié)所述液壓泵的液壓油的輸出流量；所述控制器還連接至所述變頻器和所述液壓泵，接收由所述變頻器反饋的所述交流變頻電機的當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號和當(dāng)前扭矩信號，根據(jù)所述液壓泵的所需流量信號以及所述交流變頻電機的當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號和當(dāng)前扭矩信號，計算出所述液壓泵的所需排量并調(diào)節(jié)所述液壓泵的排量，以匹配計算出的所述所需排量。根據(jù)所需流量結(jié)合實際工況，靈活調(diào)節(jié)液壓泵的排量，使得工作效率更高。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還可以包括充電機，連接至所述導(dǎo)電環(huán)，獲取所述導(dǎo)電環(huán)中的部分電能并傳輸至電池組；所述電池組，用于保存所述部分電能，在所述交流發(fā)電機或所述外接電源沒有為所述變頻器提供電能時，為所述變頻器提供電能。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述控制器還連接至所述充電機和所述電池組，接收來自所述電池組的電池信息，在所述電池信息為所述電池組的電能不足時，啟動所述充電機，或在所述電池信息為所述電池組的電能已充足時，關(guān)閉所述充電機。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還可以包括所述控制器還連接至第二電控柜和所述電池組，接收來自所述電池組的電池信息，根據(jù)所述電池信息判斷所述電池組的電能狀態(tài)和故障狀態(tài)，在所述電池組的電能不足時，向所述第二電控柜發(fā)送斷開信號，以及在所述電池組出現(xiàn)故障時，向所述第二電控柜發(fā)送斷開信號；所述第二電控柜，連接至所述電池組、 所述變頻器和所述控制器，在接收到所述控制器的斷開信號時，斷開所述電池組與所述變頻器之間的電能供應(yīng)路徑。充分利用驅(qū)動過程中產(chǎn)生的剩余電能，利用電池組保存剩余的電能，在缺少地面動力電源時，電池組就可以應(yīng)急，提供了靈活的實現(xiàn)方式，且不浪費能量，更環(huán)保。利用控制器避免了安全方面的問題，在電池組出現(xiàn)故障或電能充足時，則不啟動充電機，斷開電池組與變頻器的連接，避免損壞電池組，保證動力系統(tǒng)的正常運作。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述控制器還用于判斷所述交流發(fā)電機的輸出功率是否滿足所述交流變頻電機的所需功率，在判斷結(jié)果為所述輸出功率大于所述所需功率時，啟動所述充電機，將多余的電能提供至所述電池組。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第二操作裝置為先導(dǎo)手柄。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一操作裝置為電子油門踏板。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，僅由交流變頻電機驅(qū)動液壓泵，操作控制更方便，通過電控柜對電路的轉(zhuǎn)化和保護，提高了電氣線路的安全性，并且采用電子油門踏板、先導(dǎo)手柄和控制器的集中控制，提高了系統(tǒng)的安全性和節(jié)能的效率。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種工程機械，包括如上述任一技術(shù)方案中所描述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述工程機械為起重機。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，僅由交流變頻電機驅(qū)動液壓泵，操作控制更方便，通過電控柜對電路的轉(zhuǎn)化和保護，提高了電氣線路的安全性，并且采用電子油門踏板、先導(dǎo)手柄和控制器的集中控制，提高了系統(tǒng)的安全性和節(jié)能的效率。


圖1示出了相關(guān)技術(shù)中的變頻式全液壓起重機混合動力裝置的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)的示意圖；以及圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開的具體實施例的限制。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)的示意圖。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，發(fā)動機206、 變速箱208、耦合裝置2010、交流發(fā)電機2012、變頻器18、交流變頻電機20和液壓泵22，其中，發(fā)動機206連接至變速箱208，輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，用于驅(qū)動交流發(fā)電機2012 ；變速箱208連接至發(fā)動機206，調(diào)節(jié)發(fā)動機206的轉(zhuǎn)速和扭矩，并通過耦合裝置2010將調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速和扭矩傳送至交流發(fā)電機2012，使交流發(fā)電機2012工作在額定轉(zhuǎn)速；交流發(fā)電機2012連接至變頻器18，生成電能并傳送至變頻器18 ；變頻器18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交流變頻電機20的電壓和電流；交流變頻電機20連接至液壓泵22， 根據(jù)輸入的電壓和電流調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速以及扭矩；液壓泵22，接收來自所述交流變頻電機20的轉(zhuǎn)速和扭矩，以調(diào)節(jié)液壓油的輸出流量。發(fā)動機206用于驅(qū)動交流發(fā)電機2012轉(zhuǎn)動，由交流發(fā)電機2012向交流變頻電機20提供所需電能。因此，僅由交流變頻電機驅(qū)動液壓泵，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(fù)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202，將交流變頻電機20 所需轉(zhuǎn)速信號經(jīng)控制器26發(fā)送至變頻器18，以調(diào)節(jié)所述變頻器18的輸出頻率；控制器沈， 連接至發(fā)動機206、第一操作裝置202和變速箱208，采集發(fā)動機206的狀態(tài)信號和采集變速箱208的當(dāng)前檔位信號，并根據(jù)選擇的供電模式判斷是否需要啟動發(fā)動機206，在判斷出需要啟動發(fā)動機206時，進而判斷當(dāng)前檔位信號是否滿足交流變頻電機20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)交流變頻電機20的額定功率和發(fā)動機萬有特性曲線計算出發(fā)動機206的最佳轉(zhuǎn)速，以保證發(fā)動機206工作在最佳油耗區(qū)域，并將最佳轉(zhuǎn)速的信號傳送至發(fā)動機206，啟動發(fā)動機206，若判斷結(jié)果為不滿足，則關(guān)閉發(fā)動機206。該控制器如果發(fā)現(xiàn)變速箱的當(dāng)前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；同時發(fā)動機保持工作在最佳油耗區(qū)域，提高了發(fā)動機的燃油效率；并且使用交流變頻電機驅(qū)動液壓泵，可以方便調(diào)速，在上車空載或者動作停滯時，可以關(guān)閉交流變頻電機，減少燃油消耗，提高節(jié)能效率和液壓系統(tǒng)部件使用壽命。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還可以包括第一電控柜14和導(dǎo)電環(huán)16，第一電控柜 14連接至交流發(fā)電機2012和控制器沈，交流發(fā)電機2012的電能通過電控柜14和導(dǎo)電環(huán)16 傳送至變頻器18 ；外接電源M，連接至電控柜14，通過電控柜14將電能提供至交流變頻電機20 ；控制器沈還用于如果電源狀態(tài)為檢測不到外接電源24，則選擇由交流發(fā)電機2012 提供電能給變頻器18的供電模式，如果發(fā)電狀態(tài)為不正常時，則選擇由外接電源M提供電能給變頻器18的供電模式，并將切換指令給第一電控柜14 ；第一電控柜14還用于采集外接電源M和交流發(fā)電機2012的電源狀態(tài)，并將狀態(tài)反饋給控制器26，以便控制器沈進行優(yōu)選模式選擇，進而向第一電控柜14傳輸切換指令，第一電控柜14在接收到控制器沈的切換指令時，進行切換動作，以控制將所述交流發(fā)電機2012提供的電能提供給變頻器18， 或控制將所述外接電源M提供的電能提供至變頻器18。這樣，就存在為變頻器提供電能的多種方式，例如采用交流發(fā)電機向變頻器提供電能，采用外接電源向變頻器提供電能，利用電控柜來進行切換，根據(jù)不同工作環(huán)境的需要進而采用不同的供能方式。 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還可以包括第二操作裝置204，連接至控制器沈，將液壓泵的所需流量信號給控制器26 ；控制器26還連接至變頻器18和液壓泵22，接收由變頻器18反饋的交流變頻電機20的當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號和當(dāng)前扭矩信號，根據(jù)液壓泵22的所需流量信號以及交流變頻電機20的當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號和當(dāng)前扭矩信號，計算出液壓泵22的所需排量并調(diào)節(jié)液壓泵22的排量，以匹配計算出的所需排量。根據(jù)所需流量結(jié)合實際工況，靈活調(diào)節(jié)液壓泵的排量，使得工作效率更高。因此，根據(jù)本發(fā)明的控制器沈不僅可以將第一操作裝置202的交流發(fā)電機的所需轉(zhuǎn)速信號傳遞至變頻器18，來調(diào)節(jié)變頻器18的輸出頻率，從而調(diào)節(jié)輸入至交流發(fā)電機2012 的電壓和電流，使得交流發(fā)電機2012可以調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速和扭矩，還可以根據(jù)第一電控柜14反饋的外接電源M的狀態(tài)和交流發(fā)電機2012的狀態(tài)來生成切換指令，并將該切換指令傳送至第一電控柜14，如果外接電源M不可接入或檢測不到外接電源M，則切換到交流發(fā)電機 2012的供電模式，如果交流發(fā)電機2012不能正常供電，且外接電源M可用，則切換到外接電源M的供電模式，也就是說，控制器沈可以根據(jù)當(dāng)前供電狀態(tài)來選擇供電模式。此外，該控制器沈在切換到交流發(fā)電機2012的供電模式時，還可以判斷是否可以啟動發(fā)動機206，其根據(jù)采集的變速箱208的當(dāng)前檔位信號和發(fā)動機206的狀態(tài)信號來判斷是否可以啟動發(fā)動機206，如果發(fā)現(xiàn)交流變頻電機20處于工作狀態(tài)，則可以根據(jù)交流變頻電機20的額定功率和發(fā)動機萬有特性曲線計算出發(fā)動機206工作在最佳油耗區(qū)域時的最佳轉(zhuǎn)速，啟動發(fā)動機206并以該最佳轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。如果發(fā)現(xiàn)不滿足這樣的條件，則關(guān)閉起動機，這樣可以防止上車(如圖2所示，上車的部分可以是劃分線以上的部分)正在吊載時， 出現(xiàn)下車(如圖2所示，下車的部分可以是劃分線以下的部分)行走或執(zhí)行其他動作的安全問題。如圖3所示，上述用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)還可以包括充電機觀，連接至導(dǎo)電環(huán)16，獲取導(dǎo)電環(huán)16中的部分電能并傳輸至電池組32 ；電池組32，用于保存部分電能， 在交流發(fā)電機2012或外接電源M沒有為變頻器18提供電能時，為變頻器18提供電能。并且，控制器沈還連接至充電機28和電池組32，接收來自電池組32的電池信息， 在電池信息為電池組32的電能不足時，啟動充電機28，或在電池信息為電池組32的電能已充足時，關(guān)閉充電機觀。這樣，控制器可以控制充電機開始工作或停止工作，為電氣安全提供了進一步的保障。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還可以包括控制器沈還連接至第二電控柜30和電池組32，接收來自電池組32的電池信息，根據(jù)電池信息判斷電池組32的電能狀態(tài)和故障狀態(tài)，在電池組32的電能不足時，向第二電控柜30發(fā)送斷開信號，以及在電池組32出現(xiàn)故障時，向第二電控柜30發(fā)送斷開信號；第二電控柜30，連接至電池組32、變頻器18和控制器沈，在接收到控制器沈的斷開信號時，斷開電池組32與變頻器18之間的電能供應(yīng)路徑。充分利用驅(qū)動過程中產(chǎn)生的剩余電能，利用電池組保存剩余的電能，在缺少地面動力電源時，電池組就可以應(yīng)急，提供了靈活的實現(xiàn)方式，且不浪費能量，更環(huán)保。利用控制器避免了安全方面的問題，在電池組出現(xiàn)故障或電能充足時，則不啟動充電機，斷開電池組與變頻器的連接，避免損壞電池組，保證動力系統(tǒng)的正常運作。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，控制器沈還用于判斷交流發(fā)電機2012的輸出功率是否滿足交流變頻電機20的所需功率，在判斷結(jié)果為輸出功率大于所需功率時，啟動充電機觀，將多余的電能提供至電池組32。對比圖2所示的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，圖3所示的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)不僅增加了可活動的電池組32，還增加了第二電控柜30，這樣，上車的部分即可以如圖中所示劃分線以上的部分，下車的部分可以如圖中所示劃分線以下的部分，應(yīng)該理解，這種劃分只是一種具體實施方式
，并不用于限制本發(fā)明，導(dǎo)電環(huán)16也可以設(shè)置在下車部分。在此，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)該理解，第二操作裝置204可以為先導(dǎo)手柄，第一操作裝置202可以為電子油門踏板，通過電子油門踏板和先導(dǎo)手柄聯(lián)合控制交流變頻電機的轉(zhuǎn)速。因此，上述用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，取消了與發(fā)動機聯(lián)接的油泵及相關(guān)的液壓系統(tǒng)管路，同時發(fā)動機通過變速箱聯(lián)接發(fā)電機，為交流變頻電機提供電能；在電氣線路中還增加電路安全裝置(第一電控柜和第二電控柜)，保證了電氣安全；進一步采用控制器集中控制，使系統(tǒng)智能化，杜絕人為操作隱患；此外，還增加了活動的蓄電池組，在沒有地面動力電源時，用蓄電池組的電能驅(qū)動交流變頻電機，保證起重機的正常工作。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種工程機械，包括如圖2或圖3中所描述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)。在此，應(yīng)該理解，該工程機械包括但不限于起重機。以上結(jié)合附圖詳細說明了根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，僅由交流變頻電機驅(qū)動液壓泵，操作控制更方便，通過電控柜對電路的轉(zhuǎn)化和保護，提高了電氣線路的安全性，并且采用電子油門踏板、先導(dǎo)手柄和控制器的集中控制，提高了系統(tǒng)的安全性和節(jié)能的效率。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動機006)、變速箱 008)、耦合裝置(2010)、交流發(fā)電機(2012)、變頻器(18)、交流變頻電機Q0)和液壓泵 (2 ，其中，所述發(fā)動機(206)連接至所述變速箱008)，輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，用于驅(qū)動所述交流發(fā)電機(2012)；所述變速箱(208)連接至所述發(fā)動機006)，調(diào)節(jié)所述發(fā)動機Q06)的轉(zhuǎn)速和扭矩，并通過所述耦合裝置O010)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(2012)，使所述交流發(fā)電機O012)工作在額定轉(zhuǎn)速；所述交流發(fā)電機001 連接至所述變頻器(18)，生成電能并傳送至所述變頻器 (18)；所述變頻器(18)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00)的電壓和電流；所述交流變頻電機00)連接至所述液壓泵(22)，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0 接收來自所述交流變頻電機OO)的轉(zhuǎn)速和扭矩，以調(diào)節(jié)液壓油的輸出流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，其特征在于，還包括 第一操作裝置O02)，將所述交流變頻電機OO)所需轉(zhuǎn)速信號經(jīng)控制器06)發(fā)送至所述變頻器(18)，以調(diào)節(jié)所述變頻器(18)的輸出頻率；所述控制器( )，連接至所述發(fā)動機006)、所述第一操作裝置(20 和所述變速箱 008)，采集所述發(fā)動機Q06)的狀態(tài)信號和采集所述變速箱O08)的當(dāng)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006)，在判斷出需要啟動所述發(fā)動機 (206)時，進而判斷所述當(dāng)前檔位信號是否滿足所述交流變頻電機OO)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OO)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(206)的最佳轉(zhuǎn)速，以保證所述發(fā)動機(206)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006)，啟動所述發(fā)動機006)，若判斷結(jié)果為不滿足，則關(guān)閉所述發(fā)動機006)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，其特征在于，還包括 第一電控柜(14)和導(dǎo)電環(huán)(16)，所述第一電控柜(14)連接至所述交流發(fā)電機O012)和所述控制器( )，所述第一電控柜(14)采集外接電源04)的電源狀態(tài)和交流發(fā)電機 (2012)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06)進行所述供電模式的選擇，所述交流發(fā)電機001 的電能通過所述電控柜(14)和所述導(dǎo)電環(huán)(16)傳送至所述變頻器(18)；所述外接電源(M)，連接至所述電控柜(14)，通過所述電控柜(14)將電能提供至所述交流變頻電機OO)；所述控制器06)還用于如果所述電源狀態(tài)為檢測不到所述外接電源(M)，則選擇由所述交流發(fā)電機001 提供電能給所述變頻器(18)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04)提供電能給所述變頻器(18)的供電模式，并將切換指令給所述第一電控柜(14)；所述第一電控柜(14)還用于在接收到所述控制器06)的切換指令時，進行切換動作， 以控制將所述交流發(fā)電機001 提供的電能提供給所述變頻器(18)，或控制將所述外接電源04)提供的電能提供至所述變頻器(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二操作裝置004)，連接至所述控制器( )，將排量信號經(jīng)所述控制器06)發(fā)送至所述液壓泵(22)，以調(diào)節(jié)所述液壓泵0 的液壓油的輸出流量；所述控制器06)還連接至所述變頻器(18)和所述液壓泵(22)，接收由所述變頻器 (18)反饋的所述交流變頻電機OO)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號和當(dāng)前扭矩信號，根據(jù)所述液壓泵 (22)的所需流量信號以及所述交流變頻電機OO)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速信號和當(dāng)前扭矩信號，計算出所述液壓泵0 的所需排量并調(diào)節(jié)所述液壓泵0 的排量，以匹配計算出的所述所需排量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，其特征在于，還包括充電機( )，連接至所述導(dǎo)電環(huán)(16)，獲取所述導(dǎo)電環(huán)(16)中的部分電能并傳輸至電池組(32)；所述電池組(32)，用于保存所述部分電能，在所述交流發(fā)電機001 或所述外接電源 (24)沒有為所述變頻器(18)提供電能時，為所述變頻器(18)提供電能。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器 (26)還連接至所述充電機08)和所述電池組(32)，接收來自所述電池組(3 的電池信息，在所述電池信息為所述電池組(3 的電能不足時，啟動所述充電機( )，或在所述電池信息為所述電池組(32)的電能已充足時，關(guān)閉所述充電機08)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，其特征在于，還包括所述控制器06)還連接至第二電控柜(30)和所述電池組(32)，接收來自所述電池組 (32)的電池信息，根據(jù)所述電池信息判斷所述電池組(32)的電能狀態(tài)和故障狀態(tài)，在所述電池組(32)的電能不足時，向所述第二電控柜(30)發(fā)送斷開信號，以及在所述電池組(32) 出現(xiàn)故障時，向所述第二電控柜(30)發(fā)送斷開信號；所述第二電控柜(30)，連接至所述電池組(32)、所述變頻器(18)和所述控制器(沈)， 在接收到所述控制器06)的斷開信號時，斷開所述電池組(32)與所述變頻器(18)之間的電能供應(yīng)路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器 (26)還用于判斷所述交流發(fā)電機O012)的輸出功率是否滿足所述交流變頻電機OO)的所需功率，在判斷結(jié)果為所述輸出功率大于所述所需功率時，啟動所述充電機( )，將多余的電能提供至所述電池組(32)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，其特征在于，所述第二操作裝置(204)為先導(dǎo)手柄。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項所述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一操作裝置O02)為電子油門踏板。
11.一種工程機械，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至10中任一項所述的用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的工程機械，其特征在于，所述工程機械為起重機。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于液壓系統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)包括發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，用于驅(qū)動交流發(fā)電機；變速箱連接至發(fā)動機，調(diào)節(jié)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩，并通過耦合裝置將調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速和扭矩傳送至交流發(fā)電機，使交流發(fā)電機工作在額定轉(zhuǎn)速；交流發(fā)電機連接至所述變頻器，生成電能并傳送至變頻器；變頻器根據(jù)調(diào)節(jié)后的輸出頻率控制輸出至交流變頻電機的電壓和電流；交流變頻電機連接至液壓泵，根據(jù)輸入的電壓和電流調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速和扭矩；液壓泵根據(jù)交流變頻電機的轉(zhuǎn)速和扭矩調(diào)節(jié)液壓油的輸出流量。采用僅由交流變頻電機驅(qū)動液壓泵的方式，使操控更方便，并提高了系統(tǒng)的安全性和節(jié)能效率。本發(fā)明還提供了一種工程機械。
文檔編號B60K6/20GK102490583SQ201210002028
公開日2012年6月13日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者周斌, 朱湘華, 趙榮國 申請人:三一汽車起重機械有限公司