混合动力挖掘机能效评价方法研究
新型混合动力挖掘机动臂势能回收系统研究
（ ．Ｓ ｔ Ｋ ｙＬ ｂｒｔ ｙｏ ｉ — ｅｆ ｍａｃ ｏ ｌ ｎ ｆ ｔｒ ｇＣ ｎｒ ｏｔ Ｕ ｉ ｒｉ ， １ ｔ ｅ ｅ ａｏａ ｒ ｆ ｇ ｐｒ ｒ ｎ ｅｃｍｐ ｘｍａｕａ ｕｉ ， ｅｔ Ｓｕ ｎｖ ｓｙ ａ ｏ ｈｈ ｏ ｅ ｃ ｎ ｌ ａ ｈ ｅ ｔ
Ｃｈ ｎ ｓ ａ Ｈｕｎ ｎ ４１ ０ ａｇｈ ａ ０ ８３，Ｃｈｉａ； ｎ
２ Ｈ ｎｎＳ ｎ ａ ｎ ｌｇｎ ｃｉｅ ｏ ， ｔ．Ｃ ａｇｈ ｕ ａ １１０ ｈｎ ） ． ｕ ａ ｕ ｗ ｒ Ｉｔ ｌ ｅｔ ｄ ｅ ｉ Ｍａｈｎｒ Ｃ ． Ｌｄ ｈ ｎｓａＨ ｎ ｎ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ｙ ４
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ ： ｔｔ ｅ ｃ ｒｅ ｔ ｔ ｅ ｐ ｔ ｎｉｌｅ ｅ ｇ ｆ ｒ ｉ ｇ ｄ ｖｃ ａ ｏ ｅ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｏ ｅ ｏ ｅ ｆ ｃｉｅ ｙ ｉ Ａ ｈ ｕ ｒ ｎ ，ｈ ｏｅ ｔ ｎ ｒ ｙ ｏ ｋｎ ｅ ｉｅ ｈ ｓ ｎ ｔｂ ｅ ｃ ｉｖ ｄ ｆ ｒｒ ｃ ｖ ｒ ｅｆ ｔ ｌ ｎ ａ ｗｏ ｙ ｅ ｖ ｈ ｂ ｄ ｈ ｄ ａ ｌ ｘ ａ ａｏ ，ａ ｎ ｗ ｓ ｓ ｍ ｆｂ ｏ ｐ ｔｎ ｉ ｎ ｒ ｅ ｏ ｅ ｈ ｃ ｏ ｔ ｉ ｓａ ｄ ｈ ｄ ａ ｌ ｔ ｒｗａ ｙ ｒ ｙ ｒ ｕｉ ｅ ｃ ｖ ｔｒ ｅ ｙ ｔ ｏ ｏ ｍ ｏｅ ｔ ｅ ｅ ｇ ｒ ｃ ｖ ｒ ｗ ｉｈ ｃ ｎ ａｎ ｎ ｙ ｒ ｕ ｉ ｍｏ ｏ ｓ ｉ ｃ ｅ ｌ ａ ｙ ｙ ｃ ｄ ｓｇ ｅ ．Ａ ｍｉ ｉ ｅ ｃ ｖ ｔｒｏ ｕ ｗ ｒ ｓａ ａｙ ｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｓｅ ，ａ ｄ ｉ ｙ ｒ ｕ ｉ ｓ ｓ ｍ ｉ ｌｔ ｎ ｍｏ ｅ ｓ ｅ ｉｎ ｄ ｎ — ｘ ａ ａｏ ｆＳ ｎ ａ ｄ ｗａ ｎ ｌｚ ｄ ｉ ｈｓ ｙ ｔｍ ｎ ｔ ｈ ｄ ａ ｌ ｙ ｔ ｓｍｕ ａｉ ｄ ｌｗａ ｓ ｃ ｅ ｏ ｅ ｔ ｂ ｉ ｅ ｎ ＡＭＥｓ ｓｍｕ ａｉｎ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ．Ａ ｔｐ ｆｍｏｏ ｐ ｅ ｏ ｓａ ｔｃ ｎ ｒ ｌｓｒｔｇ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｃａ ｓｃ ｓａ ｌ ｈ ｄ ｉ ｓ ｉ ｉ ｌｔ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｙ ｅ ｏ ｔｒ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｔ ｎ ｏ ｔ ｔ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｌ ｓ ｉ ｍ ｏ ｏ ｏ ａ ｙ Ｐ Ｄ ｃ ｎｒ ｌｗ ｓａ ｐｉ ｄ Ｔ ｅ Ａ ａ ｎ Ｉ ｏ ｔ ａ ｐ ｌ ． ｈ ｄ ｍｓａ ｄ ＡＭＥ ｉ ｃ －ｓ ｌｔ ｎ ｗａ ｓ ｄ ｔ ａｃ ｌｔ ｈ ａ ａ ｌ ｏ ｄ ｏ ｉ ｇ ｔ ｈ ｏ ｅ ｓｍ ｏ ｉ ａ ｉ ｓｕ ｅ ｏ ｃ ｌ ｕ ａｅ ｔ ｅ ｖ ｒ ｂｅ ｌ ａ ｗ ｎ ｏ ｔ ｅ ｍｕ ｏ ｉ ｂ ｏ ｆｌｎ ｏ ｎ ｏ ｍ ａｌ ｇ ｄ ｗ ．Ｆ ｎ ｌ ｉ ｉ ａｌ ｈ ｆ ｃ ｅ ｃ ｆｔ ｅ ｗ ｏ ｅ ｓ ｓｅ Ｓ ｐ ｔｎ ｉ ｎ ｒｙ ｒ ｃ ｖ ｒ ｓｏ ｔ ｉ ｅ ．Ｔ ｅ ｒ ｔ ａ ｙ，ｔｅ ｅ ｉ ｎ ｙｏ ｈ ｌ ｙ ｔ ｍ’ ｏｅ ｔ ｅ ｅ ｇ ｅ ｏ ｅ ｗａ ｂ ａｎ ｄ ｉ ｈ ｌ ａ ｙ ｈ ｏｅｉ ｌ ｃ
混合动力挖掘机节能系统
混合动力挖掘机节能系统文章对传统液压挖掘机的系统能耗进行了分析，并在此基础上结合目前先进的节能技术，提出了一种油电、油液混合动力系统，这种动力系统能够实现对能量的回收。
对23t传统液压挖掘机的参数配置进行分析后，建立了关于传统液压挖掘机以及油电、油液混合动力挖掘机回转机构的数学模型，并对三种动力系统的节能效果进行了分析对比。
标签：液压挖掘机；能量回收；节能系统；回转机构Abstract：In this paper，the energy consumption of traditional hydraulic excavator is analyzed. On the basis of this，as well as the advanced energy saving technology，a hybrid power system of electricity and oil is put forward. This kind of power system can realize the recovery of energy. After analyzing the parameter configuration of 23t traditional hydraulic excavator，the mathematical models of the rotary mechanism of conventional hydraulic excavator and electricity and oil hybrid excavator are established，and the energy-saving effects of the three power systems are analyzed and compared.Keywords：hydraulic excavator；energy recovery；energy saving system；rotary mechanism引言传统挖掘机节能效果的实现只能依赖于动力系统的改进，并对挖掘机运行过程中浪费的能量进行有效的回收，而混合动力挖掘机就能实现回收能量的目的。
液压挖掘机混合动力系统的参数匹配方法
第21卷 第1期2008年1月中 国 公 路 学 报China Journal of Highway and TransportVol.21 No.1J an.2008文章编号:100127372(2008)0120121206收稿日期:2007204217作者简介:肖 清(19792),男,江西樟树人,工学博士研究生,E 2mail :xqzju98@ 。
液压挖掘机混合动力系统的参数匹配方法肖 清,王庆丰(浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江杭州 310027)摘要:为了提高液压挖掘机混合动力系统的效率,提出了一种对其动力系统进行优化的参数匹配方法。
分析了液压挖掘机混合动力系统的结构、工况及其控制策略,从而确立基于优化目标函数和约束条件函数的参数匹配方法。
利用该匹配方法对混合动力系统中发动机、电动机、发电机和电容器等主要元件进行了参数匹配,在所建立的混合动力液压挖掘机模型上对匹配结果进行了分析。
结果表明:进行参数匹配后系统的效率有了显著提高,并且主要元件均满足工况的要求。
关键词:机械工程;液压挖掘机;理论分析;参数匹配;混合动力中图分类号:U415.511 文献标志码:AParameter Matching Method for H ybrid Pow erSystem of H ydraulic ExcavatorXIAO Qing ,WAN G Qing 2feng(State Key Laboratory of Fluid Power Transmission and Control ,Zhejiang University ,Hangzhou 310027,Zhejiang ,China )Abstract :In order to imp rove t he efficiency of hybrid power system applied in hydraulic excavator ,a parameter matching met hod was developed to optimize t he power system.Struct ure ,working condition and cont rol strategy of t he hybrid power system applied in hydraulic excavator were analyzed.Then ,a parameter matching met hod based on optimization object f unctions and const raint condition f unctions was p roposed.The parameters of t he main component s ,such as engine ,elect ric motor ,generator and capacitor of t he power system were matched using t his met hod.The matching result s were analyzed using t he built hybrid power hydraulic excavator model.The result s show t hat t he system efficiency is imp roved significantly after parameter is matched and t he main component s meet t he demand of working condition.K ey w ords :mechanical engineering ;hydraulic excavator ;t heoretical analysis ;parameter matc 2hing ;hybrid power0引 言液压挖掘机是一种能耗大、排放差的典型工程机械,基于传统动力系统的控制方法,如功率匹配等可以在一定程度上减小挖掘机的能耗[1],但并不能从根本上解决问题,混合动力系统的引入为改善其能耗和排放提供了契机[224],但装备混合动力系统后,液压挖掘机的动力系统也变得更复杂,表现为增加了系统元件的类型和数量。
液压挖掘机混合动力系统控制策略研究
的 一 般 工 作模 式 为 发 动 机 输 出负 载 的平 均 功 率 ， 电动 ／ 电机 吸收 或 补 充 负 载需 求 功 率 与 发动 机 输 发 出功 率 的差值 ，即用 电动 ／ 电机 对 负 载 “ 峰 填 发 削 谷 ” ，实现 发动 机工 作点 的稳 定 。 同时 ，从 储 能元
功率 不 匹配造 成 的燃 油经 济性 差 的问题 ，也难 以大
结 构 型式 ：并 联式 、串联式 、混 联式 ，而并联 式混 合 动 力结 构被 公认 为是 在挖 掘机 上最 具发 展前 景 的
结 构 型式 。并 联式 液压 挖掘 机混 合动 力 系统结 构 如 图１ 所示 ，该 系统 由发 动机 、电动／ 电机 、超 级 电 发 容 、液 压 系 统 组 成 ，采 用 发 动 机 与 电 动／ 电机 并 发
件效率和使用寿命考虑 ，要பைடு நூலகம்证储能设备的荷电状
态 （Ｏ Ｓ Ｃ）在 一定 的安全 范 围 ，防止 电池或 电容 的
“ 过充 ”和 “ 放 ” ，因此 ，研究 混合 动力 挖掘 机 过
控 制策 略 的 目的主要 是两 方 面 ：
（１）使 发 动 机 尽 可 能 稳 定 地 工 作 在 经 济
黪Ｅ ＡＲｅ瓣
动臂油缸 斗杆油缸
一
铲斗油缸
强 。 当挖 掘 机工 作 时 ，其 负 载 的平均 值不 可避 免 地 会 随着作 业任 务 、工 作环 境 等 的变化 而变 化 ，即使 是完 成 同样 的作 业 ，不 同的操 作 手也 会有 不 同 的负
Ｉ
控制 阀
载功率需求。因此 ，发动机的单工作点控制策略会
目前 ，业 内 对 于 挖 掘 机 节 能 技 术 的研 究 ，多 集 中在提 高相 关元 件 的性 能 、改进 液压 系统 及提 高 动力 系统 与 液压 系统 的 功率 匹配 ３ 方 面 。传 统 的 个 节 能研 究 对 降低挖 掘 机油 耗 、改善 排放 起 到一定 的 积极 作用 ，但 无法 从 根本 上解 决发 动机 与 液压 系统
关于混合动力起重机能量控制系统的研究与设计
柴 油 发 动 机 的运 转 情 况 主 要 取 决 于 曲轴 的 转 速 和 发 出 的 功 率及 扭 矩 。 不 同用 途 的发 动 机 ， 其工况是各不相 同的。 为 了 评
价 发 动 机 在 不 同 工 况 下 运 行 的 动 力 性 指 标 和 经 济 性 指 标 以 及
合 动力 进 行 改 造 后 节 能 效 果 十 分 明显 ， 在 轮胎 起 重 机使 用混 合 动 力 技 术 后 其 每 个Байду номын сангаас的作 业 环 节 都 节 约 了将 近 ４ ０ ％左 右 的 柴 油 。
２ 混 合 动 力 起 重 机 在 工 程 机械 上 的应 用
研 究 结 果 得 知要 加 大 对 混 合 动 力 的 改 造 ， 为建 立 节 约 型 和 可 持
续发展型社会提供保障。
我 国相 比较 于 国外 来 说 。工 程 机 械 的 混 合 动 力 化 起 步 比
工作过程进 行的完善程度 ， 就 必 须 研 究 发 动 机 特 性 。柴 油 发 动
１ ． ２ 超 级 电 容器
考虑到 系统的节能 、 排放 和布局等 因素 ． 目前 混 合 动力 的 能 量
回收 方 式 主 要 有 两 种 ２ ． １ 串联 式 系 统 串联 式 系统 主要 指 将 发 动 机 和 大 功 率 的 发 电 机 进 行 直 接
超 级电容器 ． 又称为双电层电容器 、 黄 金 电容 、 法拉 电容 ， 是 近年 发 展 起 来 的 一 种 新 型 储 能 器 件 ，与 常规 电容 器 不 同 ， 超 级 电容 器 的容 量 很 大 ， 可 达 法拉 级甚 至 到数 千 法 拉 。
关于混合动力起重机能量控制系统的研究与设计
挖掘机并联式混合动力系统建模及控制策略研究
（ ｅｅ ｃ ｓｉ ｔ ｏ ｃａ ｉａ Ｄ ｓ ｎＺ ｅｉ ｇＵ ｉｅｓｙ Ｈ ｎｚｏ ０ ７ Ｃ ｉａ Ｒ ｓａｈＩ ｔｕｅ ｆ ｎ ｔ Ｍｅｈ ｎｃｌ ｅｉ ，ｈｊ ｎ ｎｖｒｉ ， ａ ｇｈｕ３０ ２ ， ｈｎ ） ｇ ａ ｔ １
Hale Waihona Puke 液压 挖 掘 机 应 用 广 泛 ， 其 油 耗 高 ， 放 大 ， 全 球 但 排 在
基金项 目： 浙江省科技计划面上科研工业项 目（（７ ２００ ２０Ｃ ／６ ） ）
节 能环 保 呼 声 不断 提 高 的 大环 境 下必 须 改进 。液压 挖 掘
机采用通常的正流量 、负流量以及负荷传感等 电液一体
字木交； 赢
理论 ， 研发 ， 设计 ／ 制遗
嚣 甜
挖掘机并联式混合动力系 统建模及控制策略 研究
庹 福 幸 。 管 成 ， 徐 振
（ 浙江大学 机械设计研 究所 ， 杭州 ３ ０ ２ １０ ７）
摘 要： 针对液压挖掘机的并联式混合动力系统， 基于其工作机理ｊ 建立了包括电池组≮ 电动／ 发电机、 以及柴油机在内 的整个系统的动力学模型。重点建立了四缸柴油发动机的瞬态模型 以准确反映发动机转速及扭矩对外负载的动态响 。 应情况。为了提高系统的节能效果， 基于系统动力学模型及负载状况 以优化发动机工作点、 提高燃油效率为目标 设计 了一种多点控制策略。 仿真结果表明， 柴油机发动机模型合理有效， 设计的控帝方法能使混合动力挖掘机燃油效率得到 ０
ｈ ｄ ａ ｌ ：ｅ ｃ ｖ ｔ ｒ ｈ — ｏ ｋ ｐ ｉ ｔｃ ｎ ｒ ｌ ｓｒ ｔｇ ｓ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｙ ａ ｃ ｍｏ ｅ ｎ ｈ ｏ ｄ ｙ ｒ ｕ ｉ ｘ ａ ａｏ ａ ｍｕ ｉ ｗ ｒ — ｏ ｎ ｏ ｔ ｔａｅ ｙ ｗａ ｅ ｅ ｏ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｄ ｌ ａ ｄ ｔ ｅ ｌ ａ ．ｗｈ ｃ ｃ ｏ ｉｈ ａｍｅ ｔ ｏ ｔｍｉｉ ｇ ｔ ｅ ｅ ｇ ｎ ｒ ｏ ｎ ｓ ａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｎ ｈ ｕ ｌｅ ｆ ｉ ｎ ｙ ｉ ｌ ｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｎ ｉ ａｅ ｔ ａ ｈ ｎ ｉ ｅ ｉ ｄ ａ ｐ ｉ ｚ ｎ ｈ ｎ ｉ ｅ ｗｏ ｋ ｐ ｉ ｔ ｎ ｍｐ ｏ ｉ ｇ ｔ ｅ ｆ ｅ ｆｉ ｅ ｃ ．Ｓ ｍｕ ａｉ ｅ ｕ ｔ ｉｄ ｃ ｔ ｈ ｔｔ ｅ ｅ ｇ ｎ ｃ ｏ ｓ ｍｏ ｅ ｉ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｎ ｆｅ ｔ ｅ ｎ ｈ ｏ ｔ ｌｓｒ ｔ ｇ ａ ｃ ｉｖ ｉ ｈ ｒ ｕ ｌ ｆ ｃ ｅ ｃ ． ｄ ｌ ｓ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ａ ｄ ｅｆ ｃ ｉ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｔ ｅ ｙ ｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｈ ｇ ｅ ｅ ｉ ｉ ｎ ｙ ｖ ｏ ａ ｆ ｅ Ｋｅ ｒ ｓ：ｈ ｄ ａ ｌ ｘ ａ ａ ｏ ； ａ ａ ｌｌｈ ｂ ｉ ｏ ｒ ｄ ｅ ｅ ｎ ｉ ｅ ｔ ｎ ｉ ｎ ｄ ｌ ｏ ｔｏ ｔａ ｅ ｙ ｙ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｕ ｉ ｅ ｃ ｖ ｔｒ ｐ ｒ ｌｅ ｙ ｒｄ ｐ ｗｅ ； ｉ ｓ ｌｅ ｇ ｎ ； ｒ ｓｅ ｔ ｃ ａ ｍｏ ｅ；ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｔｇ ｓ
混合动力汽车系统的优化设计与性能评估
混合动力汽车系统的优化设计与性能评估混合动力汽车系统是指同时采用内燃机和电动机驱动汽车的一种动力系统。
它结合了传统燃油动力和电动动力的优势，能够提高车辆的燃油经济性和减少尾气排放，是未来汽车发展的重要方向之一、混合动力汽车系统的优化设计和性能评估是为了提高其效率和可靠性，具体包括以下几个方面：首先，混合动力汽车系统的优化设计应该考虑内燃机和电动机之间的协同工作。
内燃机和电动机的输出功率和转矩特性应该匹配，以确保系统的动力性能。
此外，系统的能量管理策略也需要优化，以在不同驾驶条件下实现最佳燃料经济性和性能。
例如，在低速行驶时，可以优先使用电动机，而在高速行驶时则主要依靠内燃机。
此外，混合动力汽车系统的性能评估是为了评估系统的真实工作状况和提出改进措施。
性能评估可以通过模拟仿真和实验测试两种方法进行。
模拟仿真可以通过建立混合动力汽车系统的数学模型，并在不同工况下进行仿真计算，以评估系统的燃料经济性、动力性能和排放性能等指标。
实验测试可以通过在实际车辆上安装传感器和数据采集设备，对系统的性能进行实时监测和记录，以获得真实的数据。
最后，混合动力汽车系统的优化设计和性能评估还需要考虑其他因素，如控制策略的优化、机械传动系统的设计等。
控制策略的优化可以通过调整系统的能量管理策略和电动机驱动策略等，以使系统在不同工况下实现最佳性能。
机械传动系统的设计可以通过改进传动效率、减少传动损失等方式提高系统的整体性能。
总之，混合动力汽车系统的优化设计和性能评估是为了提高其节能环保和动力性能，需要综合考虑内燃机和电动机的协同工作、电池组的选型和配置、控制策略的优化以及机械传动系统的设计等因素。
通过科学的方法对系统进行优化设计和性能评估，可以提高混合动力汽车的竞争力和市场占有率。
混合动力液压挖掘机液压
。
中图分类号：ＴＨｌ３７
将电能储存在电池或电容当中。
Ｕ 日【Ｊ舌厂丑
液压挖掘机在工作过程中，动臂、斗杆和铲斗 的上下摆动以及回转机构的回转运动比较频繁，又 由于各运动部件惯性都比较大，所以减速制动时会 释放出大量的能量。这部分能量通常都消耗在液压 阀的阀口上，不仅浪费了能量，还会导致系统发热 和元件寿命的降低。为了减少能量损耗和系统发热 量，提高元件的寿命，能量回收成为液压挖掘机节
如图８虚线所示，马达回收的操控性能受三方 面因素的影响：液压执行元件的外部载荷、液压执 行元件和回收马达的泄漏以及发电机的速度刚度。
马达回收的操控性能主要体现在速度控制性 能和抗干扰性能两个方面。 ３．２．１速度控制性能
速度控制性能是指执行元件运行速度与控制 系统目标速度的符合程度。一方面表现在执行元件 对缓变信号的跟随性能，另一方面表现在执行元件
机，与发动机共同驱动负载的工作
电流
Ｃ——节点容量
厶＝（％一玑）／‰
（５）
式中魄和‰分别为电池的开路电压和内阻，是荷
图３液压马达能量回收仿真系统图
如图３所示，左侧为双泵驱动的混合动力液压 挖掘机简化系统，其４个执行元件的回油没有直接 回油箱，而是接到图右下方马达能量回收系统中液 压马达的进油口。马达经减速器Ｒ带动发电机Ｇ发 电，其电能经变频器１２整流并储存在电池当中，系 统需要时，电池中的电能释放出来经变频器输送给 电动机Ｇ／Ｍ，为发动机Ｅ提供辅助动力。
能量回收的仿真模型，对各执行元件的可回收能量所占比重和系统的节能效果进行仿真计算。搭建混合动力液压
马达能量回收试验台，进行能量回收过程中的能量转化效率和操控性能的试验研究。试验和仿真结果表明，在混
合动力液压挖掘机系统中采用马达能量回收和发电机转速控制执行元件运动速度的节能方案是可行的。
插电式混合动力电动汽车排放和能耗评价方法研究
插电式混合动力电动汽车排放和能耗评价方法研究秦孔建1，2陈海峰1方茂东1张春龙1（1.中国汽车技术研究中心；2.清华大学）【摘要】插电式混合动力汽车（PHEV）由于具有能够更充分地利用电能而减少传统石化燃料消耗的技术优势，成为当前电动汽车领域的研发热点。
分析了插电式混合动力电动汽车技术特点和工作特性，对比研究了国内外针对这类车辆能耗和排放性能的试验方法和标准，从试验循环、测试程序、结果计算等几个方面对插电式混合动力汽车能耗和排放评价面临的关键问题进行了讨论，并针对我国当前标准体系中关于插电式混合动力汽车试验评价方法的制订完善提出了建议。
主题词：插电式混合动力电动汽车排放能耗评价中图分类号：U469.7文献标识码：A文章编号：1000－3703（2010）07－0011－05 Investigation on the Evaluation Methods for Fuel Consumption andEmissions of PHEVQin Kongjian1,2,Chen Haifeng1,Fang Maodong1,Zhang Chunlong1（1.China Automobile Technology&Research Center;2.Tsinghua University）【Abstract】Plug-in hybrid electric vehicle(PHEV),which makes more fully use of electric energy and thus reduces the consumption of traditional fossil fuel,has become a hot spot of electric vehicle research and development.Technical features and operational properties of PHEV are analyzed in the paper,and test methods and standard on fuel consumption and emission performance of such vehicles both in China and abroad are compared and studied,and some critical issues confronting PHEV in fuel consumption and emission evaluation in aspects of test cycle,test procedure,result calculation, etc.,are discussed,and proposals are also put forward on the perfection of establishment of test evaluation methods of PHEV in the current standard system in China.Key words：PHEV,Emissions,Fuel consumption,Evaluation1前言插电式混合动力电动汽车（简称PHEV）是近年来在传统的混合动力电动汽车（HEV）基础上派生的特殊形式，其车辆系统的功能结构介于HEV和纯电动汽车（EV）之间，兼备燃料发动机和可充放的电力储能装置（以车用动力蓄电池为例），同时还与EV 一样，直接连接到电网上给电池充电。
混合动力工程机械研究现状论文（5篇）
混合动力工程机械研究现状论文（5篇）第一篇：混合动力工程机械研究现状论文1混合动力工程机械研究现状在汽车行业混合动力技术已经得到了广泛的推广和使用，为工程机械的节能问题提供了一条新的道路，但是汽车的运作方式和工程机械有明显的差别，工程机械的负载工况和汽车的差别较大，工程机械的内部结构比较复杂，能量回收的方式不一样，给混合动力机的研究带来了较大的难度。
针对工程机械本身的特性，对能量管理和参数匹配进行重点研究，研发出可以节能减排而且容易大面积的推广和使用的混合动力机型。
现在的能源十分紧缺，环境也越来越恶劣，混合动力技术的使用是有非常重要的价值的。
在上个世纪八十年代，由于汽车行业的发展，间接的提高了工程机械的设计水平。
在欧美一些发达国家，一些工程机械企业推出了改善后的工程机械产品，这些机械产品在动力性、经济性、安全性、舒适性上都有很大的突破。
现在，中国的工程机械行业也在迅速发展，中国的很多高校和工程机械企业也开始重视开发混合动力工程机械，而且还把少量的机械投入到试用中。
2混合动力的系统类型2.1串联式混合动力系统发动机、发电机、电动机和外载用“串联”的方式组成一个驱动系统。
发电机发电，把电力传给发动机，其实把发电机和发动机可以看成一个电力供应系统。
发动机不会直接驱动外载，电动机可以直接驱动外载，在驱动的电力有多处的部分可以存储在储能装置里，在电力不足的时候，可以使用储能装置中存储的电力。
而且在外载制动的时候，可以带动发电机进行发电，并把释放的电量回收起来，存储在储能装置中。
在串联式混合动力装置中，发动机和外载之间不需要其他机械的连接，结构比较简单，布置起来比较方便，对系统和策略的控制比较方便，但是只支持电动机驱动，这种动力类型和电驱动差不多2.2并联式混合动力系统把发电机和驱动电机用机械连接起来，再用并联的方式安装外载，并联式混合动力系统有三种驱动模式，有发动机单独驱动模式、电动机单独驱动模式、发电机和电动机一起驱动模式。
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第27卷第2期 2018年6月淮海工学院学报（自然科学版）Journal of Huaihai Institute of TechnologyCNatural Science Edition)Vol.27 No.2Jun. 2018DOI：10. 3969/j.issn.1672-6685. 2018. 02. 004混合动力挖掘机能效评价方法研究s周雨1，王勇2a，田鹏2b,谢东s王浩1(1.徐州市质量技术监督综合检验检测中心，江苏徐州221000;2.中国矿业大学a.机电工程学院；b.环境与测绘学院，江苏徐州221006)摘要：现有标准对混合动力挖掘机能效测试规定不详细、难满足测试条件一致性、未反映实际工作条件下的性能，无法反映挖掘机的真实节能水平.基于此，提出对人员、设备、场地、环境等测试条件的一致性进行明确，并对挖掘机作业范围、测试数据有效性、评价指标对比条件等测试过程和结果的一致性进行规定，使混合动力挖掘机能效评价标准化、可对比化.关键词：混合动力挖掘机；能源效率；一致性中图分类号：T U621 文献标识码：A文章编号：1672-6685(2018)02-0016-04 Research on Energy Efficiency Evaluation Method ofHybrid ExcavatorZHOU Yu1, WANG Yong2a, TIA N Peng2b, XIE Dong1, WANG Hao1(1. Xuzhou Quality and Technology Supervision Comprehensive Inspection and Testing Center,Xuzhou 221000，China;2. a. School of Mechatronic Engineering；b. School of Environment Science and Spatial Informatics,China University of Mining and Technology, Xuzhou 221006, China)Abstract：The existing standards are not detailed in the energy efficiency test of the hybrid power excavator, difficult to meet the consistency of the test conditions, and do not reflect the performance under the actual working conditions, which can not reflect the real energy saving level of the excavator. Based on this, the consistency of the testing conditions such as personnel, equipment, site and environment is clarified, and the consistency of the testing process and results of the excavator operation range, test data validity, evaluation index comparison condition and so on are stipulated, so that the energy efficiency evaluation of the hybrid excavator is standardized and comparable.Key words：hybrid excavator；energy efficiency；consistency1背景混合动力技术可以提高挖掘机工作效率，节省 燃油消耗，因此成为相关机构研究的热点.各厂家也 *将混合动力挖掘机的节能性作为宣传的重点.但由 于采用的测试工况不同，挖掘机的节能性表现有很 大差异.因为没有统一的测试标准，各厂家宣传的节 能性不能反映其技术水平，也会误导用户.为此，需 要统一的标准，对混合动力挖掘机的能效进行评价.*收稿日期：2018-03-14;修订日期：2018-05-21作者简介:周雨(1987 —），男，江苏徐州人，徐州市质量技术监督综合检验检测中心助理工程师，主要从事自动化控制、检测技术方面的研究，（E-mail)459116741@qq. com .第2期周雨等:混合动力挖掘机能效评价方法研究172评价方法现状2.1评价标准现状目前，已经发布的挖掘机能效评价标准主要有3个，分别为日本建设机械化协会的《土方机械液压挖掘机燃油消耗量试验方法K JC M S A H 020:2007)[1]、中国机械工业联合会的《液压挖掘机试验方法》（G B/T7586—2008)[2]和中国工程机械工业协会的《液压挖掘机燃油消耗试验方法K G X B/T Y0026—2014)™.各标准的特点和缺点如表1所示.这些标准均有某些缺点，并且不是专门针对混合动力挖掘机的评价方法•表1挖掘机能效测试标准特点和缺点Table 1 Features and disadvantages of excavator energyefficiency test standard标准号特点缺点JCMSA H 020:20071. 规定铲斗容积；2. 规定动作参数；3. 模拟4种工况加权计算主要为空载测试，没有反映负载的影响；规定了循环次数，但没有规定使用时间1.实际挖掘测试；GB/T 7586—20082. 规定了土壤密度和场地条件；3. 规定了回转角度和挖掘深度测试条件的一致性难以满足，测试参数的规定不详细GXB/TY 0026—20141. 规定了试验物料;2. 规定了卸载高度和回转角度对测试结果的一致性和离散性没有作规定2.2评价方法研究现状针对标准的不足，行业相关机构和厂家提出了 一些解决办法.山重建机有限公司的程仲宾等[4]提出采用JC- M SA H 020:2007中的方法，不过将模拟动作等改 为实际挖掘动作.但是改为实际挖掘动作后，标准中 规定的各种动作参数就很难达到，也很难保证动作 的一致性.斗山工程机械（中国）有限公司的王萍[5] 提出对被测机器、场地、测试仪器等试验条件进行规 定，但是其提出的测试采用堆料区体积来计算挖掘 机工作量的方法，没有考虑堆料区的测量误差以及 挖掘机动作参数的差异会对挖掘机能耗测试结果产 生巨大影响.国家工程机械质量监督检验中心的邸 鹏远等[6]、黄海潮等[7]研究了燃油消耗测量方法，提 出了基于不同工况计算权重的挖掘机综合能效评价 指标，测试结果更符合挖掘机实际使用工况，但是其没有说明在各种工况下测量的详细规定和原则.3挖掘机能效评价方法研究为了对比评价不同挖掘机的能效水平，最重要 和最难的是保证测试过程的一致性，包括被测机器 和场地等测试条件的一致性、测试过程和结果的一 致性等，其中测试条件的一致性可以用统一的规定 进行限定，测试结果的一致性可以通过合理的测试 方法予以保证.3.1测试条件一致性测试条件一致性包括驾驶员、场地、被测机器、仪器设备等的一致性，具体保障措施如表2所示.其 中比较难以满足的一是试验场地中物料采用碎石，实际应用中可采用二级土壤，要求没有结块，在挖掘 深度内密度有相当的一致性；二是环境条件中气温 要求，气温过低或过高对挖掘机整机散热和空调散 热的能量消耗不同，此处要求为建议值，具体要根据 不同环境温度对散热功率的影响进行选择.表2测试条件一致性保障措施Table 2 Safeguards for consistency of test conditions项目保障措施作用驾驶员1.3年以上挖掘机驾驶经验，24 h以上被测机器驾驶经验；2.同一人测试1. 保证操作人员熟练度2. 保证操作的一致性被测机器1. 新机，工作时间在200〜400 h，具备销售条件；2. 测试前油温、水温等参数满足要求，润滑脂、燃油、液压油等加注量差异不超过10%1. 保证充分跑合，机器能没有大幅下降；2. 保证机器参数一致性测试设备类型相同，精度相同保证测试数据的精度一致试验场地1. 物料采用10〜40 mm粒径建筑用碎石，堆积密度 1 500〜1 800 kg/m3;2. 规定挖掘宽度、深度保证物料条件的一致性环境条件无雾、无雨雪，风速2级以下，气温15〜25 °C，海拔1000 m以下保证环境条件的一致性3.2测试过程和结果一致性3.2.1测试过程挖掘机作业范围，除了规定物料 范围，还要规定挖掘机等的位置，以保证动作的一致 性.可参照图1所示规定作业范围，有A，B,C，L»，H共5个参数.其中，A,分别为作业物料区的 长，宽，深;C 为挖掘机靠近运输车侧履带至运输车18淮海工学院学报（自然科学版)2018年6月中轴线距离;D为挖掘机履带前部边缘距物料区的最近距离.此外要求运输车辆箱体对称中心线与挖 掘机回转90°后中心线平行，运输车辆栏板髙度A 根据挖掘机举升高度确定，设定栏板高度&的目的 是保证挖掘机铲斗每次提升髙度一致.参数A，B，H确定的物料范围由挖掘机的作业能力和运输车 的容积确定，运输车的容积要能满足挖掘机一定作 业时间的要求.为减小测试误差，挖掘机每次作业时 间建议大于10 min.采用运输车进行辅助测试的优点是限制了挖掘 机的回转角度、动臂提升高度以方便对作业量进行 测量.采用其他方法，如固定卸料地点、对铲斗卸载 髙度进行限制等进行测试要能够达到采用运输车测 试的同样效果，即能达到挖掘机的回转角度、动臂提 升高度基本一致，方便对作业量进行测量的效果.图1挖掘机作业范围Fig. 1 Excavator operating range3.2.2测试结果对混合动力挖掘机能效的评价可采用每斗油耗或每t物料油耗等指标.由于不能 保证挖掘机每斗挖掘物料质量一致，采用每斗油耗 的指标可能会有较大的误差，而每t物料油耗指标 相对较准确.无论是每斗油耗还是每t物料油耗，均 有一个前提:在一定作业斗数内，每次作业时间和每 次作业物料质量误差在一定范围，或者在一定时间 内，每次作业斗数和每次作业物料质量误差在一定 范围.满足前提要求的数据才是有效数据.举例说明：假设每次作业斗数为D，挖掘机第72次测试耗时为~，油耗为仏，挖掘物料质量为(1)数据可用性.首先判断数据是否可用.作业耗时均值为i = l第n次作业耗时与均值的误差为挖掘物料质量均值为n~—i=i第n次挖掘物料质量与均值的误差为^m n作业耗时误差许用值为f t，挖掘物料质量误差 许用值为I，则第〃次测试数据有效的判断依据为其意义为：如果作业耗时误差过大，则说明挖掘 机工作过程不一致，并且这种不一致会影响挖掘机 的工作效率;如果挖掘物料质量误差过大，则说明挖 掘机工作过程负载不一致，从而导致能耗指标计算 误差加大.(2)评价指标.在数据有效的前提下，进行能耗 评价.第n次测试每t物料油耗为Qn = \mn每t物料油耗均值为nS Q nQ n=——•n混合动力挖掘机能效测试评价以每t物料油耗 为指标.挖掘机在不同的档位下作业效率不同，对能 效指标有影响.只有在相同挖掘机吨位、相同工作效 率的前提下，进行能耗指标的对比才有意义.取作业耗时误差许用值为±2%，挖掘物料质量 误差许用值为±4%，进行挖掘机能效试验.以某公 司20 t级混合动力挖掘机为例，数据如表3所示.表3中，测试次数2和8的每次工作时间与均 值的差异率均超过了作业耗时误差许用值，因此数 据不可用；而其余的每次挖掘物料质量与均值的差 异率在许用值±4%范围内，因此均可用.计算出挖 掘每t物料油耗均值为45. 14 g/t.用同样的方法对 20 t级非混合动力挖掘机进行测试，得到挖掘每t 物料油耗均值为52. 13 g/t.可计算出混合动力挖掘 机相对于非混合动力挖掘机的节能效果为13.4%.第2期 周雨等:混合动力挖掘机能效评价方法研究 19表320 t 级挖掘机能效试验数据Table 3Energy efficiency test data for 20 t excavators工作 时间/s工作时间均值/s每次工作时物料质量/t每次挖掘每次挖掘物料挖掘每t 物挖掘每t 物测试次数间与均值的差异率/%油耗/g物料质量 均值/t 质量与均值的 差异率/%料油耗/(g • t _1)料油耗均值/(g . t _1)1547.4554-1.19 2 613. 656. 91-1.8145.0932567. 9554 2.51 2 50459.15--3545.8554 1.48 2 49556.78 2.0443.054563.4554 1.70 2 70559.3957. 962.4746. 6845.145555.35540.23 2 58757.37 1.0244. 636562. 5554 1.53 2 67258.72 1.3146.097547.8554 1.12 2 62658. 61 1.1245. 308541. 75542.222 77760.27--4结语(1) 混合挖掘机能效评价首先要保证测试条件 的一致性，尽量消除人员、设备、场地、环境的影响.(2)测试过程中要保证动作的一致性，挖掘机的动作范围要有所限制.在能效指标计算时，首先要 保证测试数据误差满足要求;其次为便于进行节能 性对比，要说明能效数据取得的条件.参考文献：[1]日本建设机械化协会.土方机械液压挖掘机燃油消耗量试验方法JC M SA H 020:2007[S ].东京：日本工程 机械协会标准小组委员会，2007.[2] 中国机械工业联合会.液压挖掘机试验方法：G B/T7586—2008[S ].北京：中国标准出版社，2009.[3]中国工程机械工业协会.液压挖掘机燃油消耗试验方法:G XB/TY 0026—2014[S ].北京：中国标准出版社， 2014.[4] 程仲宾,刘建军，张慧娜.从测试方法标准浅析反铲式液压挖掘机能耗试验[J ].山东工业技术，2015(5): 216.[5] 王萍.液压挖掘机能耗试验评价现况整理及展望[J].建设机械技术与管理,2013,26(1) :112-113.[6]邸鹏远,史文辉，李隽，等.液压挖掘机能耗试验与评价方法[J ].建设机械技术与管理，2009,22 (12): 110-112.[7] 黄海潮，许炜，詹大桂，等.液压挖掘机整机能效试验及评价方法研究[J ].工程机械与维修,2017(11) :46-48.(责任编辑:褚金红）声 明为适应我国信息化建设发展的需要，有力地促进科研学术信息的交流和信息资源的开发利用， 扩展广大作者的学术交流渠道和促使科研成果的迅速转化，本刊已先后加人了《中国学术期刊（光 盘版）》《中国期刊网》、由国家科技部组织实施的原中国科技信息研究所万方数据网络中心具体负 责运作的“万方数据网”、由科学技术部西南信息中心所创办的大型综合性《中文科技期刊数据库》， 并成为上述《中国学术期刊(光盘版）》《中国期刊网》《中国学术期刊综合评价数据库》《中国核心期 刊(遴选)数据库》以及“万方数据—数字化期刊群”《中文科技期刊数据库》全文收录期刊，它们将以网络和光盘等不同的方式向社会提供文献信息服务.凡向本刊所投稿件，均视为愿意进入上述各 文献数据库，其作者著作权使用费已包含在本刊一次性所付稿酬中，不再另付.如有不同意者，请另 投它刊或特别声明需另作处理.淮海工学院学术期刊社。