混合动力挖掘机回转制动能量回收系统建模与试验研究-中南大学学报.pdf

第 47 卷第 5 期 中南大学学报( 自然科学版) Vol.47 No.5 2016 年 5 月 Journal of Central South University (Science and Technology) May 2016 DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2016.05.012 混合动力挖掘机回转制动能量回收系统建模与试验研究 1 1, 2 1 1 2 刘昌盛 ，何清华 ，龚俊 ，赵喻明 ，李赛白 (1. 中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室，湖南 长沙，410083； 2. 山河智能装备股份有限公司 技术中心，湖南 长沙，410100) 摘要：为了回收液压挖掘机回转阶段的制动能量，对挖掘机典型作业工况及能耗进行分析，设计一种以液压马达 + 电机为回收方式、超级电容为储能元件的回转制动能量回收方案。构建回转制动能量回收系统中发动机、电机、 回收马达、超级电容等关键元件数学模型，在对回转运动状态确认与能量回收模式切换、回收电机力矩输出控制 和超级电容 SOC 判断的基础上，建立能量回收系统的仿真模型，以挖掘机实际载荷谱为输入对系统能量回收效果 进行仿真分析。搭建挖掘机回转制动能量回收系统试验平台，对该试验系统的能量回收效果和回转驱动性能进行 试验研究。研究结果表明：该能量回收方案可行，在不影响挖掘机回转驱动性能的同时，平台回转制动能量回收 效率可达到 40% 以上。 关键词：混合动力挖掘机；回转制动；能量回收；仿真分析；试验平台 中图分类号：TH39 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2016)05−1533−10 Modeling and experimental research on rotary braking energy recovery system of hybrid excavator 1 1, 2 1 1 2 LIU Changsheng , HE Qinghua , GONG Jun , ZHAO Yuming , LI Saibai (1. State Key Laboratory of High Performance Complicated, Central South University, Changsha 410083, China; 2. RD Center, Sunward Intelligent Equipment Co. Ltd, Changsha 410100, China) Abstract: In order to recover the braking energy from the hydraulic excavator during rotary phase, the typical working condition and energy losses were analyzed, and a rotary braking energy recovery program for hybrid excavator was proposed based on hydraulic motor and electric mo