CN112878414A - 一种混合动力机械设备的驱动***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合动力机械设备的驱动***及方法，通过并联设置第一驱动装置和第二驱动装置分别提供液压装置所需的驱动力，将液压油驱动至机械设备所需要的各个执行部件处，以实现各个执行部件的动作；利用第一驱动装置和第二驱动装置可以根据实际工况选择其中的一个单独驱动或两个同时驱动，以综合第一驱动装置和第二驱动装置的优势，达到节省能耗且满足机械设备的需求，并且通过设置与第一驱动装置传动连接的发电装置，可以利用第一驱动装置带动发电装置发电给第二驱动装置供电，并且设置动力电源给第二驱动装置供电，以保证第二驱动装置足够的电能，从而在不同工况下采用不同的驱动方式，以达到能耗最低且排放最少的效果。

Description

一种混合动力机械设备的驱动***及方法

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体涉及一种混合动力机械设备的驱动***及方法。

背景技术

近几十年来，各种工程机械设备(例如挖掘机等)都面临着能源危机与环境保护两大挑战。为此，以电能作为动力源，无污染、清洁、高效的电动机械设备逐渐兴起。但由于电池技术的瓶颈，纯电动和燃料电池电动机械设备技术发展相对缓慢，并且由于工程机械一般能耗高，电池很难满足工程机械的能量和驱动力的需求。

挖掘机是一种常见的机械设备，通过其铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的机械设备。挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。从近几年工程机械的发展来看，挖掘机的发展相对较快，挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。

但是，现有技术中的挖掘机一般采用柴油机作为其动力来源，柴油机的噪声比较大，不仅给施工者带来身体上的伤害，也对周围的其他民众产生噪音污染。不仅如此，柴油机的油烟排放物会对空气造成很严重的污染，致使空气质量下降，影响生存环境。再者，柴油是不可再生资源，造成施工成本的增加。

因此，亟需一种能够满足工程机械设备的动力需求且尽量减少燃油使用、尽量减少排放的新型的机械设备。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种混合动力机械设备的驱动***，解决了上述动力性和经济性不能同时兼顾的问题。

根据本申请的一方面，本发明一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动***，包括：液压装置，所述液压装置用于提供所述混合动力机械设备所需的液压力；第一驱动装置，所述第一驱动装置与所述液压装置传动连接，用于驱动所述液压装置；第二驱动装置，所述第二驱动装置与所述第一驱动装置并联设置，且与所述液压装置传动连接，用于驱动所述液压装置；发电装置，所述发电装置与所述第一驱动装置传动连接，且与所述第二驱动装置电连接，所述第一驱动装置带动所述发电装置发电以提供电能给所述第二驱动装置；动力电源，所述动力电源与所述第二驱动装置电连接，用于提供所述第二驱动装置所需的电能；以及控制器，所述控制器根据所述混合动力机械设备的工况信息，控制所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述发电装置和所述动力电源的工作状态。

在一实施例中，所述驱动***还包括：离合器，所述离合器设置于所述第一驱动装置与所述液压装置之间，用于传动连接或断开所述第一驱动装置和所述液压装置；其中，所述离合器上设置第一传动齿轮，所述液压装置上设置与所述第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮。

在一实施例中，所述第二驱动装置的输出轴上设置第三传动齿轮，所述液压装置上设置与所述第三传动齿轮啮合的第四传动齿轮。

在一实施例中，所述第一驱动装置的输出轴上设置第五传动齿轮，所述发电装置的输入轴上设置与所述第五传动齿轮啮合的第六传动齿轮。

根据本申请的另一方面，本发明提供了一种混合动力机械设备的驱动方法，应用于上述任一项所述的驱动***的控制器中，其特征在于，包括：获取所述混合动力机械设备的工况信息；以及根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态。

在一实施例中，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作速度；其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：当所述工作速度低于预设的速度阈值时，启动所述第二驱动装置。

在一实施例中，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作速度和所述动力电源的剩余电量；其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：当所述工作速度低于预设的速度阈值且所述剩余电量小于预设的第一电量阈值时，启动所述第二驱动装置驱动所述液压装置，且启动所述第一驱动装置和所述发电装置发电并存储于所述动力电源内。

在一实施例中，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作速度和所述动力电源的剩余电量；其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：当所述工作速度低于预设的速度阈值且所述剩余电量小于预设的第二电量阈值时，启动所述第一驱动装置驱动所述液压装置，且启动所述发电装置发电并存储于所述动力电源内。

在一实施例中，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作速度；其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：当所述工作速度高于或等于预设的速度阈值时，启动所述第一驱动装置驱动所述液压装置。

在一实施例中，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作加速度和负载量；其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：当所述工作加速度大于预设的加速度阈值时，和/或当所述负载量大于预设的负载阈值时，同时启动所述第一驱动装置和所述第二驱动装置共同驱动所述液压装置。

在一实施例中，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作加速度、负载量以及所述动力电源的剩余电量；其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：当所述工作加速度大于预设的加速度阈值且所述剩余电量小于预设的第一电量阈值时，和/或当所述负载量大于预设的负载阈值且所述剩余电量小于预设的第一电量阈值时，同时启动所述第一驱动装置和所述第二驱动装置共同驱动所述液压装置，且启动所述发电装置发电并存储于所述动力电源内。

在一实施例中，所述发电装置包括发电机，所述发电装置与所述动力电源电连接，所述第一驱动装置带动所述发电装置发电并存储于所述动力电源内。

在一实施例中，所述动力电源包括电池和电容，所述第二驱动装置包括电机。

在一实施例中，所述第二驱动装置包括双绕组电机。

在一实施例中，所述发电装置包括双绕组发电机。

本发明实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动***及方法，通过并联设置第一驱动装置和第二驱动装置分别提供液压装置所需的驱动力，将液压油驱动至机械设备所需要的各个执行部件处，以实现各个执行部件的动作；利用第一驱动装置和第二驱动装置可以根据实际工况选择其中的一个单独驱动或两个同时驱动，以综合第一驱动装置和第二驱动装置的优势，达到节省能耗且满足机械设备的需求，并且通过设置与第一驱动装置传动连接的发电装置，可以利用第一驱动装置带动发电装置发电给第二驱动装置供电，并且设置动力电源给第二驱动装置供电，以保证第二驱动装置足够的电能，从而在不同工况下采用不同的驱动方式，以达到能耗最低且排放最少的效果。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动***的结构示意图。

图2所示为本申请一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动方法的流程示意图。

图3所示为本申请一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动模式的能量流向示意图。

图4所示为本申请另一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动模式的能量流向示意图。

图5所示为本申请另一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动模式的能量流向示意图。

图6所示为本申请另一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动模式的能量流向示意图。

图7所示为本申请另一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动模式的能量流向示意图。

图8所示为本申请另一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动模式的能量流向示意图。

图9所示为本申请另一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动模式的能量流向示意图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，在示例性实施例中，因为相同的参考标记表示具有相同结构的相同部件或相同方法的相同步骤，如果示例性地描述了一实施例，则在其他示例性实施例中仅描述与已描述实施例不同的结构或方法。

在整个说明书及权利要求书中，当一个部件描述为“连接”到另一部件，该一个部件可以“直接连接”到另一部件，或者通过第三部件“电连接”到另一部件。此外，除非明确地进行相反的描述，术语“包括”及其相应术语应仅理解为包括所述部件，而不应该理解为排除任何其他部件。

挖掘机等工程机械设备作为工程建设中的重要参与者，其使用范围较广，并且该工程机械设备多采用液压驱动，即以液压油为驱动力来驱动各个活动部件的动作，例如挖掘机的升降臂的举升和俯下动作、操控室的旋转动作等，都是通过液压油泵将液压油通过输油管传输至各个活动部件处实现的，而液压油的传输都是通过驱动装置带动液压油泵转动实现的。为了满足挖掘机的动力需求，通常选用柴油发动机作为驱动装置来驱动液压油泵的转动，然而柴油发动机在低速和低负载时的效率较低，排放也较高。为了实现节能减排，也可以采用电动机作为驱动装置来驱动液压油泵的转动，然而电动机需要电源(例如电池等)，电源的输出能力和续航能力都不能很好的满足挖掘机的需求。

为了解决上述问题，在满足挖掘机等机械设备的作业需求的同时尽量节能减排，本申请提供了一种混合动力机械设备的驱动***，通过设置两个驱动装置(例如发动机和电机)，利用发动机和电机的优势互补，覆盖全工况下的驱动，以达到节能减排的目的。

下面结合附图具体说明本申请提供的一种混合动力机械设备的驱动***的具体结构和具体实现方式。

图1所示为本申请一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动***的结构示意图。如图1所示，该混合动力机械设备的驱动***包括：液压装置1、第一驱动装置2、第二驱动装置3、发电装置4、、动力电源5以及控制器6；其中，第一驱动装置2和第二驱动装置3并联设置，且第一驱动装置2和第二驱动装置3分别与液压装置1传动连接，发电装置4与第一驱动装置2传动连接，并且发电装置4与第二驱动装置3、动力电源5电连接。液压装置1(包括液压油泵等)用于提供混合动力机械设备(例如挖掘机等)所需的液压力，第一驱动装置2和第二驱动装置3分别与液压装置传动连接，即第一驱动装置2和第二驱动装置3可以分别驱动液压装置；发电装置4在第一驱动装置2的带动下发电以提供电能给第二驱动装置3或存储于动力电源5内，动力电源5与第二驱动装置3电连接，用于提供第二驱动装置3所需的电能，控制器6与第一驱动装置2、第二驱动装置3、发电装置4和动力电源5通讯连接，用于根据混合动力机械设备的工况信息，控制第一驱动装置2、第二驱动装置3、发电装置4和动力电源5的工作状态。应当理解，控制器6可以直接控制第一驱动装置2、第二驱动装置3、发电装置4和动力电源5，也可以发送控制指令至第一驱动装置2、第二驱动装置3、发电装置4和动力电源5各处的控制单元，以实现对第一驱动装置2、第二驱动装置3、发电装置4和动力电源5的控制。

由于第一驱动装置2和第二驱动装置3并联设置，则第一驱动装置2和第二驱动装置3可以分别单独提供液压装置1所需要的驱动力，也可以由第一驱动装置2和第二驱动装置3共同提供液压装置1所需要的驱动力，从而可以根据实际工况灵活选择第一驱动装置2和第二驱动装置3的工作方式。例如，当挖掘机刚开始工作时，其速度较低且动力需求较小，此时可以选择低速排放较少的驱动装置(例如第二驱动装置3)单独驱动，在满足挖掘机需求的同时尽量减少排放；当挖掘机的作业速度较高时，直接采用第一驱动装置2单独驱动，以实现第一驱动装置2工作在其高效区，提高经济性；当挖掘机的动力需求较高时，由第一驱动装置2和第二驱动装置3联合共同驱动，以满足高负载和高速的作业需求，从而满足挖掘机的各种应用场景。并且，通过设置发电装置4，可以在第一驱动装置2的动力充足时或者是动力电源5的电能不足时，由第一驱动装置2带动发电装置4发电以供第二驱动装置3转动或存储于动力电源5内，以保证第二驱动装置3的能量来源。

本发明实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动***，通过并联设置第一驱动装置和第二驱动装置分别提供液压装置所需的驱动力，将液压油驱动至机械设备所需要的各个执行部件处，以实现各个执行部件的动作；利用第一驱动装置和第二驱动装置可以根据实际工况选择其中的一个单独驱动或两个同时驱动，以综合第一驱动装置和第二驱动装置的优势，达到节省能耗且满足机械设备的需求，并且通过设置与第一驱动装置传动连接的发电装置，可以利用第一驱动装置带动发电装置发电给第二驱动装置供电，并且设置动力电源给第二驱动装置供电，以保证第二驱动装置足够的电能，从而在不同工况下采用不同的驱动方式，以达到能耗最低且排放最少的效果。

在一实施例中，第一驱动装置包括发动机；其中，如图1所示，上述驱动***还可以包括：离合器7，离合器7设置于第一驱动装置2与液压装置1之间，用于传动连接或断开第一驱动装置2和液压装置1。通过在第一驱动装置2和液压装置1之间设置离合器7，可以根据需求传动连接第一驱动装置2和液压装置1以实现第一驱动装置2驱动液压装置1，或者断开第一驱动装置2和液压装置1以实现第二驱动装置3单独驱动液压装置2。

具体的，如图1所示，离合器7上可以设置第一传动齿轮71，液压装置1上可以设置与第一传动齿轮71啮合的第二传动齿轮11。通过在离合器7上设置第一传动齿轮71、液压装置1上设置第二传动齿轮11，并且第一传动齿轮71与第二传动齿轮11啮合以实现离合器7与液压装置1的传动连接。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取离合器7与液压装置1的具体连接结构，只要所选取的离合器7与液压装置1的连接结构能够实现离合器7与液压装置1的机械传动连接即可，本申请实施例对于离合器7与液压装置1的具体连接结构不做限定。

在一实施例中，如图1所示，第二驱动装置3的输出轴上可以设置第三传动齿轮31，液压装置1上可以设置与第三传动齿轮31啮合的第四传动齿轮12。其中，第四传动齿轮12可以是上述第二传动齿轮11，也可以是与上述第二传动齿轮11同轴设置的其他齿轮。通过在第二驱动装置3上设置第三传动齿轮31、液压装置1上设置第四传动齿轮12，并且第三传动齿轮31与第四传动齿轮12啮合以实现第二驱动装置3与液压装置1的传动连接。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取第二驱动装置3与液压装置1的具体连接结构，只要所选取的第二驱动装置3与液压装置1的连接结构能够实现第二驱动装置3与液压装置1的机械传动连接即可，本申请实施例对于第二驱动装置3与液压装置1的具体连接结构不做限定。

在一实施例中，如图1所示，第一驱动装置2的输出轴上可以设置第五传动齿轮21，发电装置4的输入轴上可以设置与第五传动齿轮21啮合的第六传动齿轮41。通过在第一驱动装置2的输出轴上设置第五传动齿轮21、发电装置4上设置第六传动齿轮41，并且第五传动齿轮21与第六传动齿轮41啮合以实现第一驱动装置2与发电装置4的传动连接。应当理解，本申请实施例可以根据实际应用场景的需求而选取第一驱动装置2与发电装置4的具体连接结构，只要所选取的第一驱动装置2与发电装置4的连接结构能够实现第一驱动装置2与发电装置4的机械传动连接即可，本申请实施例对于第一驱动装置2与发电装置4的具体连接结构不做限定。

在一实施例中，发电装置4可以包括发电机，发电装置4与动力电源5电连接，第一驱动装置2带动发电装置4发电并存储于动力电源5内。通过设置发电机，利用第一驱动装置2带动发电机运转以实现发电，并且发电机所电能可以存储于动力电源5内，以供后续供电需求。

在一实施例中，发电装置4还可以与机械设备上的低压电源(例如24V的低压电瓶等)电连接，用于给低压电源充电；其中，低压电源用于给机械设备上的照明灯等低压设备供电。

在一实施例中，动力电源5可以包括电池和电容，第二驱动装置3可以包括电机。其中，电池和电容可以并联设置，即电池和电容可以单独给第二驱动装置3供电，也可以共同给第二驱动装置3供电。通过设置电池和电容，可以综合利用电池的大容量和电容的大电流特性，提高动力电源5的供电能力。例如，在挖掘机启动阶段需要较大驱动力，可以由电容单独供电；在挖掘机的作业速度达到一定速度后可以由电池提供持续且平缓的电流以驱动第二驱动装置3运转；在挖掘机加速阶段需要很大的驱动力时，可以由电容和电池共同供电，此时可以设置电容和电池的供电比例，譬如电容和电池的供电比例为7:3，以尽可能保护电池。

在一实施例中，第二驱动装置3可以包括双绕组电机。在一实施例中，发电装置4可以包括双绕组发电机。通过将动力电源5设置为双电源，可以有效提高动力电源5的供电能力，并且相应的的将第二驱动装置3和发电装置4分别设置为互不干扰的双绕组结构，将其中的一套绕组连接电池、另一套绕组连接电容，以实现双电源的并联供电，并且在其中一套绕组故障时可以利用另一套绕组继续运转，从而提高了第二驱动装置3和发电装置4的可靠性。

在一实施例中，上述驱动***还可以包括：油门踏板，油门踏板与第一驱动装置2、第二驱动装置3以及发电装置4分别通讯连接，用于控制第一驱动装置2、第二驱动装置3和发电装置4的工作状态。通过设置油门踏板来采集驾驶员的操作需求，即驾驶员踩踏油门踏板的深度，并且根据油门踏板的深度确定油门开度，油门开度与作业速度正相关，即油门开度越大、作业速度越高，此时可以根据作业速度切换挖掘机的驱动模式以满足挖掘机的作业动力需求，并且尽量节能减排。在一实施例中，上述控制器可以根据油门踏板的深度和各个驱动部件的状态切换驱动模式。应当理解，本申请中的控制器可以是一个与各个驱动部件通讯连接的整车控制器件，也可以是分别设置于各个驱动部件处的多个控制单元，例如第一驱动装置2的控制器、第二驱动装置3的控制器等，其中各个控制器之间通讯连接。

图2所示为本申请一实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动方法的流程示意图。该驱动方法可以应用于上述实施例中的混合动力机械设备中的控制器中，如图2所示，该驱动方法包括如下步骤：

步骤210：获取混合动力机械设备的工况信息。

工况信息可以具体包括如下信息中的任一种或多种的组合：混合动力机械设备的工作速度、工作加速度、负载量、动力电源的剩余电量等。由于混合动力机械设备在工作过程中可能会因为工作类型和各个部件的状态信息不同而导致其动力需求的改变，例如低速和高速若采用相同的驱动模式，则会失去混合动力的优势，也会导致能耗和排放的增加，因此，本申请在混合动力机械设备的工作过程中实时采集其工况信息，以确定当前的动力需求。

步骤220：根据工况信息，确定驱动***的工作状态。

在获取了混合动力机械设备的工况信息后，可以根据该工况信息，实时调整驱动***的工作状态，即切换驱动***的驱动模式。

本发明实施例提供的一种混合动力机械设备的驱动方法，通过实时获取混合动力机械设备的工况信息，并且根据该工况信息，实时调整驱动***的工作状态，从而在不同工况下采用不同的驱动方式，以达到能耗最低且排放最少的效果。

下面结合附图3至附图9具体说明上述驱动方法中步骤220的具体实现方式：

1、纯电驱动模式：

如图3所示，当混合动力机械设备的工作速度低于预设的速度阈值时，可以采用纯电驱动模式，即启动第二驱动装置。当挖掘机低速工作时，由于发动机在低速时的工作效率较低，此时，可以由动力电源5提供电能给第二驱动装置3以驱动液压装置1的运转，在保证挖掘机的驱动力需求的前提下，提高发动机的经济性且降低排放。在进一步的实施例中，由于挖掘机在启动时的启动电流较大，为了尽量保护电池，可以在挖掘机启动时优先采用电容供电以启动挖掘机，待启动挖掘机后再采用电池以较小电流平稳供电。在一实施例中，为了避免挖掘机启动时电容电量不足，可以设定一个最低电量值，当电容的剩余电量等于该最低电量值时，停止电容供电，可以由电池供电。

2、充电模式：

如图4所示，当混合动力机械设备的工作速度低于上述速度阈值且动力电源的剩余电量小于预设的第一电量阈值时，可以采用充电模式，即启动第二驱动装置驱动液压装置，且启动第一驱动装置和发电装置发电并存储于动力电源内。当挖掘机低速工作，且动力电源5的电量低于预设的第一电量阈值时，由动力电源5提供第二驱动装置3所需电能，并且可以启动第一驱动装置2带动发电装置4发电，并且将发电装置4发电产生的电能存储于动力电源5中，以实现第二驱动装置3驱动的同时对动力电源5进行充电。此时，第一驱动装置2不提供挖掘机所需的驱动力，可以控制第一驱动装置2运转在其高效区(即特定的转速范围和转矩范围)，以提高第一驱动装置2的能量转化率，并且减少其排放。在一实施例中，当电池提供第二驱动装置3的电能时，对电容充电；反之，当电容提供第二驱动装置3的电能时，对电池进行充电，以避免电容或电池同时充放电而造成损耗。

3、发电驱动模式：

如图5所示，当混合动力机械设备的工作速度低于上述速度阈值且动力电源的剩余电量小于预设的第二电量阈值时，可以采用发电驱动模式，即启动第一驱动装置驱动液压装置，且启动发电装置发电并存储于动力电源内。其中，第二电量阈值小于第一电量阈值。当挖掘机低速工作且动力电源5的电量低于第二电量阈值时，可以启动第一驱动装置2带动发电装置4发电，并且将发电装置4发电产生的电能一部分供第二驱动装置3满足驱动需求、另一部分电能存储于动力电源5中，以实现第二驱动装置3驱动的同时对动力电源5进行充电。此时，第一驱动装置2不提供挖掘机所需的驱动力，可以控制第一驱动装置2运转在其高效区(即特定的转速范围和转矩范围)，以提高第一驱动装置2的能量转化率，并且减少其排放。在一实施例中，可以按照一定的比例对电容和电池同时充电，例如可以设置电容的充电电流大于电池的充电电流，以优先对电容充电，保证挖掘机启动时的电量需求。

4、直驱模式：

如图6所示，当混合动力机械设备的工作速度高于或等于上述速度阈值时，可以采用直驱模式，即启动第一驱动装置驱动液压装置。当挖掘机高速工作时，可以利用离合器7连接第一驱动装置2和液压装置1以实现第一驱动装置2直接单独驱动液压装置1，此时第一驱动装置2可以运转在其高效区内，从而可以提高第一驱动装置2的经济性和效率，同时可以降低第一驱动装置2的排放。

5、并联驱动模式：

如图7所示，当混合动力机械设备的工作加速度大于上述加速度阈值时，和/或混合动力机械设备的负载量大于预设的负载阈值时，可以采用并联驱动模式，即同时启动第一驱动装置和第二驱动装置共同驱动液压装置。当挖掘机在加速或者是高负载工作时，需要很大的驱动力，此时可以由第一驱动装置2和第二驱动装置3共同驱动液压装置1以满足挖掘机的工作需求。根据挖掘机的驱动力需求，可以设定第一驱动装置2和第二驱动装置3的传动比例，例如将第二驱动装置3驱动力设定为动力电源5的最优输出电流对应的驱动力，即保证动力电源5以适合(例如设定的输出电流或者与当前剩余电量对应的输出电流)的方式输出，又例如设定第一驱动装置2和第二驱动装置3的驱动力之比为一个预设的定值。

6、混联驱动模式：

如图8所示，当混合动力机械设备的工作加速度大于预设的加速度阈值且动力电源的剩余电量小于第一电量阈值时，和/或当混合动力机械设备的负载量大于负载阈值且动力电源的剩余电量小于第一电量阈值时，可以采用混联驱动模式，即同时启动第一驱动装置和第二驱动装置共同驱动液压装置，且启动发电装置发电并存储于动力电源内。当挖掘机在加速或者是高负载工作，且动力电源5的剩余电量低于第一电量阈值且大于第二电量阈值时，由动力电源5提供第二驱动装置3所需电能，第一驱动装置2和第二驱动装置3共同驱动液压装置1，并且第一驱动装置2带动发电装置4发电，将发电装置4发电产生的电能存储于动力电源5中，以实现第一驱动装置2和第二驱动装置3共同驱动的同时对动力电源5进行充电。在一实施例中，当电池提供第二驱动装置3的电能时，对电容充电；反之，当电容提供第二驱动装置3的电能时，对电池进行充电，以避免电容或电池同时充放电而造成损耗。

7、回收模式：

如图9所示，当挖掘机的升降臂在执行俯下动作时，可以采用回收模式，即利用升降臂的重力执行该俯下动作并且带动第二驱动装置3和发电装置4发电并存储于动力电源5中，以有效回收动能，节省能源。在一实施例中，可以按照一定的比例对电容和电池同时充电或者仅对电容进行充电，例如可以设置电容的充电电流大于电池的充电电流，以优先对电容充电，保证挖掘机启动时的电量需求。

本申请提供的混合动力机械设备的驱动***可以根据实际应用场景而在上述7中驱动模式中切换该混合动力机械设备的驱动模式，以满足机械设备的驱动需求，且尽量节能减排。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混合动力机械设备的驱动***，其特征在于，包括：

液压装置，所述液压装置用于提供所述混合动力机械设备所需的液压力；

第一驱动装置，所述第一驱动装置与所述液压装置传动连接，用于驱动所述液压装置；

第二驱动装置，所述第二驱动装置与所述第一驱动装置并联设置，且与所述液压装置传动连接，用于驱动所述液压装置；

发电装置，所述发电装置与所述第一驱动装置传动连接，且与所述第二驱动装置电连接，所述第一驱动装置带动所述发电装置发电以提供电能给所述第二驱动装置；

动力电源，所述动力电源与所述第二驱动装置电连接，用于提供所述第二驱动装置所需的电能；以及

控制器，所述控制器根据所述混合动力机械设备的工况信息，控制所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述发电装置和所述动力电源的工作状态。

2.根据权利要求1所述的驱动***，其特征在于，还包括：

离合器，所述离合器设置于所述第一驱动装置与所述液压装置之间，用于传动连接或断开所述第一驱动装置和所述液压装置；

其中，所述离合器上设置第一传动齿轮，所述液压装置上设置与所述第一传动齿轮啮合的第二传动齿轮。

3.根据权利要求1所述的驱动***，其特征在于，所述第二驱动装置的输出轴上设置第三传动齿轮，所述液压装置上设置与所述第三传动齿轮啮合的第四传动齿轮；和/或所述第一驱动装置的输出轴上设置第五传动齿轮，所述发电装置的输入轴上设置与所述第五传动齿轮啮合的第六传动齿轮。

4.一种混合动力机械设备的驱动方法，应用于权利要求1至3中任一项所述的驱动***的控制器中，其特征在于，包括：

获取所述混合动力机械设备的工况信息；以及

根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态。

5.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作速度；

其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：

当所述工作速度低于预设的速度阈值时，启动所述第二驱动装置。

6.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作速度和所述动力电源的剩余电量；

其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：

当所述工作速度低于预设的速度阈值且所述剩余电量小于预设的第一电量阈值时，启动所述第二驱动装置驱动所述液压装置，且启动所述第一驱动装置和所述发电装置发电并存储于所述动力电源内。

7.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作速度和所述动力电源的剩余电量；

其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：

当所述工作速度低于预设的速度阈值且所述剩余电量小于预设的第二电量阈值时，启动所述第一驱动装置驱动所述液压装置，且启动所述发电装置发电并存储于所述动力电源内。

8.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作速度；

其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：

当所述工作速度高于或等于预设的速度阈值时，启动所述第一驱动装置驱动所述液压装置。

9.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作加速度和负载量；

其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：

当所述工作加速度大于预设的加速度阈值时，和/或当所述负载量大于预设的负载阈值时，同时启动所述第一驱动装置和所述第二驱动装置共同驱动所述液压装置。

10.根据权利要求4所述的驱动方法，其特征在于，所述工况信息包括所述混合动力机械设备的工作加速度、负载量以及所述动力电源的剩余电量；

其中，所述根据所述工况信息，确定所述驱动***的工作状态包括：

当所述工作加速度大于预设的加速度阈值且所述剩余电量小于预设的第一电量阈值时，和/或当所述负载量大于预设的负载阈值且所述剩余电量小于预设的第一电量阈值时，同时启动所述第一驱动装置和所述第二驱动装置共同驱动所述液压装置，且启动所述发电装置发电并存储于所述动力电源内。

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