試論工程機械混合動力技術的發展與應用

韓延偉

【摘 要】工程機械混合動力技術的核心部件包括動力分配機構、變頻器和HV電池，關鍵技術包括混合動力單元技術、控制策略技術、能量存儲技術。將混合動力技術應用到工程機械領域，不僅可以提高機械設備性能，還能起到降低能耗，節約能源的目的。應該進一步提升電池組系統性能，采取有效的系統控制策略，加強工程機械成本及質量控制，促進混合動力技術在工程機械領域更好發揮作用。

【關鍵詞】工程機械；混合動力技術；控制策略技術；能量存儲技術；系統控制策略

引言

作為工程機械領域的一項新型技術措施，混合動力技術在工程機械領域得到越來越廣泛的應用。并且隨著技術的創新發展，工程機械設備性能得到不斷改進和優化，在工程機械領域中有效發揮作用。本文結合工程機械的基本情況，就混合動力技術的應用進行介紹和分析，并提出該技術的創新發展對策，希望能為類似工作開展提供啟示。

一、工程機械混合動力技術的發展

當前，隨著工程建設數量越來越多，對工程機械設備綜合性能提出更高要求。在這樣的背景下，應該創新思維，把握技術要點，推動混合動力技術的發展與創新。

（一）核心部件

為推動混合動力技術有效發揮作用，首先應該注重核心部件的養護與維修，使其充分發揮作用。具體來說，其核心部件包括以下幾項。

1.動力分配機構。

由一組行星輪和兩個電機組成，通過這些元器件的配合并發揮作用，確保工程機械平穩順利行駛。電動發電機是特殊的電機，具有發電和動力輸出功能，并與行星架的太陽輪相連。電動發電機也具備發電和動力輸出功能，并與齒圈和輸出軸相連，由電池輸出的電能產生動力，通過變速器產生輔助動力。

2.變頻器。

電流轉換都是通過變頻器來實現的，在變頻器的支持下，將高壓直流電轉變為電機所需的高壓交流電，然后驅動電機運行。同時還能將回收的交流電轉為直流電，讓電池進行充電。此外，還不能忽視電壓轉換器的作用，它執行變壓器的功能，為電氣設備提供低壓電源。

3.HV電池。

由28個鎳氫電池模塊組成，額定電壓為201.6V的直流電。在電池控制單元的支持下，對電池的充電量、電池溫度、水溫、負荷等進行實時監控，并發出充放電指令。

（二）關鍵技術

就其關鍵技術措施來看，主要包括以下幾項。

1.混合動力單元技術。

混合動力工程機械上，熱力發電機又被稱為混合動力單元，要求它能快速啟動和關閉，促進燃料得到充分利用，提高經濟性能。同時還要優化燃燒系統，重視尾氣處理技術的應用，采用高效的尾氣催化系統，并研究和利用代用燃料。

2.控制策略技術。

混合動力技術應用中，其中一項重要的技術措施是，結合混合動力驅動系統，制定并優化控制策略。要注重工程機械的速度和負荷等數據采集，計算輸出功率，實現最優功率分配，并給出內燃機和電動機的控制參數，根據控制器的指令，正確分解工程機械設備功率，使其有效發揮作用。

3.能量存儲技術。

蓄電池開發和充放電特性研究是關鍵。目前，鎳氫電池和鋰離子電池已經滿足工程機械混合動力的需求，但價格有待優化，使用壽命有必要進一步延長。今后要進一步研究電池內部的連接、檢測和監控系統，改進電池設計和制造，節約成本，進一步優化電池性能，延長使用壽命，使其在工程機械領域充分發揮作用。

二、工程機械混合動力技術的應用

目前，混合動力技術在乘用車輛、工程車輛、軍用車輛、礦用車輛等領域得到廣泛應用。下面將結合路橋施工用的工程車輛，就混合動力技術的應用進行介紹和分析。

（一）具體應用

路橋工程機械重量大，長期處于較為惡劣的作業環境之中，施工周期長，負荷大，需要消耗大量的能源。為應對這些挑戰，采取相應的節能降耗措施是必要的。當前，混合動力技術主要用于挖掘機、裝載車和叉車，不僅有效滿足路橋施工需要，在工程施工中還取得良好效果。

（二）應用效果

工程機械中，通過混合動力技術的應用，取得良好的節能效果，同時還提高施工效率，為路橋施工創造便利。例如，有學者研究表明，路橋施工中應用混合動力液壓挖掘機，與一般動力設備相比，在相同工況條件下，可以節約用油10.5%。

三、工程機械混合動力技術的前景展望

混合動力技術是提高機械設備動力性能，降低燃油消耗的重要技術措施，也受到普遍重視和關注。為促進該技術得到推廣和應用，使其更好發揮作用，今后有必要采取以下技術措施。

（一）提升電池組系統性能

混合動力工程機械對電池系統的要求較高，應該確保電池系統儲量大、功能高、壽命長、充電時間短。但目前電池綜合性能有待提升，應該加強研究工作，促進電池組系統性能提升，有效滿足混合料動力技術應用的需要。

（二）采取有效的系統控制策略

例如，優化多動力源輸入與多目標控制系統，使其在制動能量回收、動力匹配、系統參數協調控制等方面發揮重要作用，這是需要改進的一個方向。

（三）加強工程機械成本及質量控制

在確保工程機械性能優良，滿足施工要求的前提下，如何加強工程機械成本控制，提高工程機械質量也是一項重要的任務。

四、結束語

總之，混合動力技術滿足工程機械的需要，具體應用中能取得良好效果。因此，工作人員應該結合具體情況，將混合動力技術有效應用到工程機械領域，并注重技術創新，做好工程機械的養護和維修工作，進一步提升工程機械的綜合性能，使其在項目工程建設中更好發揮作用。

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