CN103790205B - 混合动力建筑机械及其节能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力建筑机械的节能控制方法，包括下列步骤：采集SOC、负载和回转逆变器信息；判断回转状态，若回转状态为真，降低发动机转速，若回转状态为假，恢复发动机转速；执行电动/发电状态转移算法；生成控制指令至驱动电机。本发明适用所有发动机调速***；重载下也能实现节油。

Description

混合动力建筑机械及其节能控制方法

技术领域

本发明涉及节能技术，尤其涉及一种混合动力建筑机械及其节能控制方法。

背景技术

至今，在建筑机械等的作业车辆中，在发动机上设置多个输出模式，使用者根据作业所需的输出的大小来设定任一输出模式的技术已众所周知。例如，目前国内市场所有挖掘机都设置了多种模式和多个档位，使用者通过对模式和档位进行手动设置，即，使用者判断即将进行的作业为重载作业则使用重载模式，与此相反使用轻载模式。控制器根据使用者所设置模式进行不同的能量匹配，以达到节油的目的。

在现有技术中，对上述的控制技术作出进一步改进，控制器根据目前所作业的工况进行在线的辨识，用以区分是轻载作业还是重载作业，同时，动态修正发动机转速即轻载时降低发动机转速，重载时提高发动机转速，这样确保发动机输出能够实现低油耗量。

但是仍存在如下问题：

1、对于欧Ⅱ发动机多采用机械结构调速***，油门拉杆本身的物理结构对调速信号产生严重的滞后，因此进行转速的动态优化并不能实现发动机的节油；

2、在进行重载作业时，上述方法都必须确保发动机全功率的输出而不能实现节油。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合动力建筑机械及其节能控制方法，不对发动机转速调节，并达到节油的目的，同时提高了发动机调速***的使用寿命；而且在重载作业时，仍能达到节油的方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一方面，提供一种混合动力建筑机械的节能控制方法，所述混合动力建筑机械包括发动机、发电/电动机、液压泵、驱动逆变器、回转逆变器、回转电机、回转机构、超级电容、电流传感器、电压传感器、压力传感器和工作及行走装置，所述发动机、所述发电/电动机和所述液压泵依次连接，所述液压泵连接所述工作及行走装置，所述发电/电动机、所述驱动逆变器、所述回转逆变器、所述回转电机和所述回转机构依次连接，所述超级电容与所述驱动逆变器并联，所述电流传感器、所述压力传感器分别连接所述液压泵，所述电压传感器连接所述超级电容，其中，所述节能控制方法包括下列步骤：

采集SOC、负载和回转逆变器信息；

判断回转状态，若回转状态为真，降低发动机转速，若回转状态为假，恢复发动机转速；

执行电动/发电状态转移算法；

生成控制指令至发电/电动机。

上述混合动力建筑机械的节能控制方法，所述电动/发电状态转移算法包括：在电动状态条件下，SOC高且负载大，而在发电状态条件下，SOC低且负载小。

另一方面，提供一种混合动力建筑机械，其中，采用如上所述的节能控制方法。

与已有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)适用所有发动机调速***；

2)重载下也能实现节油。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明采用节能控制方法的混合动力建筑机械的示意图；

图2是本发明混合动力建筑机械节能控制方法的流程示意图；

图3是本发明混合动力建筑机械节能控制方法的电动/发电状态转移算法的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的基本思想在于：设计一种混合动力建筑及其节能控制方法，不对发动机转速调节，并达到节油的目的，同时提高了发动机调速***的使用寿命；而且在重载作业时，仍能达到节油的方法。

下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例的一种混合动力建筑机械的节能控制方法，混合动力建筑机械包括发动机101、发电/电动机102、液压泵103、驱动逆变器104、回转逆变器105、回转电机106、回转机构107、超级电容108、电流传感器110、电压传感器109、压力传感器111和工作及行走装置112，其中工作及行走装置112包括动臂、斗杆、铲斗、左行走和右行走等。发动机101、发电/电动机102和液压泵103同轴连接，液压泵103连接工作及行走装置112，发电/电动机102、驱动逆变器104、回转逆变器105、回转电机106和回转机构107依次连接，回转电机106与回转机构107机械连接，超级电容108与驱动逆变器104并联，电流传感器110、压力传感器111分别连接液压泵103，电压传感器109连接超级电容108。

液压泵103通过配管分别与各个工作装置和行走装置连接，为工作装置和行走装置工作提供液压动力。驱动逆变器104为发电/电动机102工作提供控制指令；回转逆变器105为回转电机106工作提供控制指令。回转电机带动回转机构转动，从而使液压挖掘机上部平台转动。超级电容108为驱动逆变器104、发电/电动机102和回转逆变器105、回转电机106提供能量，使之电动工作；同时，发电/电动机102、回转电机106发出的电能进行积蓄。

参看图2所示，节能控制方法包括下列步骤：

采集SOC、负载和回转逆变器信息；

判断回转状态，若回转状态为真，降低发动机转速，若回转状态为假，恢复发动机转速；

执行电动/发电状态转移算法；

生成控制指令至发电/电动机。

参看图3，电动/发电状态转移算法包括：在电动状态条件下，SOC高且负载大，而在发电状态条件下，SOC低且负载小，在停止状态条件下则为其他。

具体实施时，进行回转作业时，能量源来自超级电容，发动机作业负载减小，进行发动机工作点优化，在保证输出功率的需求时降低发动机转速，保证其在高效区工作，燃油效率高，实现节油；当负载小时，此时发电/电动机根据SOC状态，负载轻时发电/电动机用作发电机作为发动机负载以防止发动机在轻载时转速升高而脱离高效区，以稳定发动机工作点优化油气比例达到节油目的；当负载大时，此时发电/电动机根据SOC状态，适当工作在电动状态或者停止状态，以帮助发动机输出功率，实现节油。

经过测试，根据本方案可以实现节油10％-15％。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种混合动力建筑机械的节能控制方法，所述混合动力建筑机械包括发动机(101)、发电/电动机(102)、液压泵(103)、驱动逆变器(104)、回转逆变器(105)、回转电机(106)、回转机构(107)、超级电容(108)、电流传感器(110)、电压传感器(109)、压力传感器(111)和工作及行走装置(112)，所述发动机(101)、所述发电/电动机(102)和所述液压泵(103)依次连接，所述液压泵(103)连接所述工作及行走装置(112)，所述发电/电动机(102)、所述驱动逆变器(104)、所述回转逆变器(105)、所述回转电机(106)和所述回转机构(107)依次连接，所述超级电容(108)与所述驱动逆变器(104)并联，所述电流传感器(110)、所述压力传感器(111)分别连接所述液压泵(103)，所述电压传感器(109)连接所述超级电容(108)，其特征在于，所述节能控制方法包括下列步骤：

采集SOC、负载和回转逆变器信息；

判断回转状态，若回转状态为真，降低发动机转速，若回转状态为假，恢复发动机转速；

执行电动/发电状态转移算法；

生成控制指令至发电/电动机。

2.根据权利要求1所述混合动力建筑机械的节能控制方法，所述电动/发电状态转移算法包括：在SOC高且负载大时，所述发电/电动机工作在电动状态，在SOC低且负载小时，所述发电/电动机工作在发电状态。

3.一种混合动力建筑机械，其特征在于，采用如权利要求1或2所述的节能控制方法。