试论工程机械混合动力技术的发展与应用

韩延伟

【摘 要】工程機械混合动力技术的核心部件包括动力分配机构、变频器和HV电池，关键技术包括混合动力单元技术、控制策略技术、能量存储技术。将混合动力技术应用到工程机械领域，不仅可以提高机械设备性能，还能起到降低能耗，节约能源的目的。应该进一步提升电池组系统性能，采取有效的系统控制策略，加强工程机械成本及质量控制，促进混合动力技术在工程机械领域更好发挥作用。

【关键词】工程机械；混合动力技术；控制策略技术；能量存储技术；系统控制策略

引言

作为工程机械领域的一项新型技术措施，混合动力技术在工程机械领域得到越来越广泛的应用。并且随着技术的创新发展，工程机械设备性能得到不断改进和优化，在工程机械领域中有效发挥作用。本文结合工程机械的基本情况，就混合动力技术的应用进行介绍和分析，并提出该技术的创新发展对策，希望能为类似工作开展提供启示。

一、工程机械混合动力技术的发展

当前，随着工程建设数量越来越多，对工程机械设备综合性能提出更高要求。在这样的背景下，应该创新思维，把握技术要点，推动混合动力技术的发展与创新。

（一）核心部件

为推动混合动力技术有效发挥作用，首先应该注重核心部件的养护与维修，使其充分发挥作用。具体来说，其核心部件包括以下几项。

1.动力分配机构。

由一组行星轮和两个电机组成，通过这些元器件的配合并发挥作用，确保工程机械平稳顺利行驶。电动发电机是特殊的电机，具有发电和动力输出功能，并与行星架的太阳轮相连。电动发电机也具备发电和动力输出功能，并与齿圈和输出轴相连，由电池输出的电能产生动力，通过变速器产生辅助动力。

2.变频器。

电流转换都是通过变频器来实现的，在变频器的支持下，将高压直流电转变为电机所需的高压交流电，然后驱动电机运行。同时还能将回收的交流电转为直流电，让电池进行充电。此外，还不能忽视电压转换器的作用，它执行变压器的功能，为电气设备提供低压电源。

3.HV电池。

由28个镍氢电池模块组成，额定电压为201.6V的直流电。在电池控制单元的支持下，对电池的充电量、电池温度、水温、负荷等进行实时监控，并发出充放电指令。

（二）关键技术

就其关键技术措施来看，主要包括以下几项。

1.混合动力单元技术。

混合动力工程机械上，热力发电机又被称为混合动力单元，要求它能快速启动和关闭，促进燃料得到充分利用，提高经济性能。同时还要优化燃烧系统，重视尾气处理技术的应用，采用高效的尾气催化系统，并研究和利用代用燃料。

2.控制策略技术。

混合动力技术应用中，其中一项重要的技术措施是，结合混合动力驱动系统，制定并优化控制策略。要注重工程机械的速度和负荷等数据采集，计算输出功率，实现最优功率分配，并给出内燃机和电动机的控制参数，根据控制器的指令，正确分解工程机械设备功率，使其有效发挥作用。

3.能量存储技术。

蓄电池开发和充放电特性研究是关键。目前，镍氢电池和锂离子电池已经满足工程机械混合动力的需求，但价格有待优化，使用寿命有必要进一步延长。今后要进一步研究电池内部的连接、检测和监控系统，改进电池设计和制造，节约成本，进一步优化电池性能，延长使用寿命，使其在工程机械领域充分发挥作用。

二、工程机械混合动力技术的应用

目前，混合动力技术在乘用车辆、工程车辆、军用车辆、矿用车辆等领域得到广泛应用。下面将结合路桥施工用的工程车辆，就混合动力技术的应用进行介绍和分析。

（一）具体应用

路桥工程机械重量大，长期处于较为恶劣的作业环境之中，施工周期长，负荷大，需要消耗大量的能源。为应对这些挑战，采取相应的节能降耗措施是必要的。当前，混合动力技术主要用于挖掘机、装载车和叉车，不仅有效满足路桥施工需要，在工程施工中还取得良好效果。

（二）应用效果

工程机械中，通过混合动力技术的应用，取得良好的节能效果，同时还提高施工效率，为路桥施工创造便利。例如，有学者研究表明，路桥施工中应用混合动力液压挖掘机，与一般动力设备相比，在相同工况条件下，可以节约用油10.5%。

三、工程机械混合动力技术的前景展望

混合动力技术是提高机械设备动力性能，降低燃油消耗的重要技术措施，也受到普遍重视和关注。为促进该技术得到推广和应用，使其更好发挥作用，今后有必要采取以下技术措施。

（一）提升电池组系统性能

混合动力工程机械对电池系统的要求较高，应该确保电池系统储量大、功能高、寿命长、充电时间短。但目前电池综合性能有待提升，应该加强研究工作，促进电池组系统性能提升，有效满足混合料动力技术应用的需要。

（二）采取有效的系统控制策略

例如，优化多动力源输入与多目标控制系统，使其在制动能量回收、动力匹配、系统参数协调控制等方面发挥重要作用，这是需要改进的一个方向。

（三）加强工程机械成本及质量控制

在确保工程机械性能优良，满足施工要求的前提下，如何加强工程机械成本控制，提高工程机械质量也是一项重要的任务。

四、结束语

总之，混合动力技术满足工程机械的需要，具体应用中能取得良好效果。因此，工作人员应该结合具体情况，将混合动力技术有效应用到工程机械领域，并注重技术创新，做好工程机械的养护和维修工作，进一步提升工程机械的综合性能，使其在项目工程建设中更好发挥作用。

参考文献：

[1]王晓琴.机电一体化技术在工程机械上的应用与发展[J].机械管理开发， 2017（03）： 162-163.

[2]韩培欣，鲍久圣.混合动力技术在车辆工程领域的应用与研究现状[J].现代制造工程， 2016（05）：143-147.

[3]石宣喜.工程机械混合动力技术的发展与应用[J].中华建设，2016（07）：158-159.

[4]何清华，张大庆.工程机械节能技术发展与混合动力技术产业化趋势[J].建筑机械， 2016（05）：41-45.