本发明专利技术涉及工程机械技术领域，提供一种混合动力系统、工程机械及混合动力系统的控制方法，其中混合动力系统用于卷扬机构，包括：液压马达、第一离合器、第一电机、第二离合器、电池、第二电机和第三离合器，液压马达、第一离合器、第一电机、第二离合器和卷扬机构依次串联，第一电机和第二电机分别与电池相连；液压马达通过第三离合器与第二电机相连。本发明专利技术提供的混合动力系统、工程机械及混合动力系统的控制方法，设置液压马达和第一电机为串联连接模式，设置第一离合器和第二离合器可实现系统多种驱动模式，有利于减轻液压马达的驱动压力，还能实现卷扬机构负载下放时势能的回收利用，有利于减少卷扬机构驱动的能量消耗，提高能量利用率。用率。用率。
【技术实现步骤摘要】
混合动力系统、工程机械及混合动力系统的控制方法
[0001]本专利技术涉及工程机械
，尤其涉及一种混合动力系统、工程机械及混合动力系统的控制方法。
技术介绍
[0002]设有卷扬机构的工程机械种类较多，例如，旋挖钻机是一种用于成孔作业的桩工机械，钻头钻满土之后，需利用主卷扬将钻杆和钻头提出至孔外，倒完土之后，紧接着利用主卷扬将钻杆和钻头再次下放至孔内。钻杆重量一般都重达几吨、十几吨，如此往复地在孔内提升、下放，提升消耗的能量和下放释放的能量都非常大。另外，起重设备是将重达几吨、十几吨重物提升、下放，提升消耗的能量和下放释放的能量同样都非常大。
[0003]现有卷扬机构大多采用液压系统来驱动，即利用液压泵供油至多路阀，多路阀将压力油供给主卷扬马达，主卷扬马达的回油通过多路阀流回油箱。一般会在主卷扬马达的负载侧油口安装有平衡阀，防止主卷扬在负载的重力作用下失速。在主卷扬下放过程中，平衡阀被打开，主卷扬马达的负载侧压力油通过平衡阀形成一定的背压以平衡负载重量，但是负载的重力势能以平衡阀节流的方式白白损失掉了，同时还带来节流发热，增加了系统的热负荷。现有卷扬机构的动力系统存在能耗较大以及能量损失的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种混合动力系统、工程机械及混合动力系统的控制方法，用以解决现有技术中卷扬机构的动力系统存在能耗较大以及能量损失的问题。
[0005]本专利技术提供一种混合动力系统，用于卷扬机构，包括：液压马达、第一离合器、第一电机、第二离合器、电池、第二电机和第三离合器，所述液压马达、所述第一离合器、所述第一电机、所述第二离合器和所述卷扬机构依次串联，所述第一电机与所述电池相连；
[0006]所述液压马达通过所述第三离合器与所述第二电机相连，所述第二电机与所述电池相连，所述第三离合器用于选择性闭合以利用所述液压马达多余的能量带动所述第二电机发电并储存在所述电池中。
[0007]根据本专利技术提供的混合动力系统，所述第一电机和所述电池之间以及所述第二电机和所述电池之间分别设有逆变器。
[0008]根据本专利技术提供的混合动力系统，所述第二离合器和所述卷扬机构之间设有减速机。
[0009]根据本专利技术提供的混合动力系统，还包括发动机和液压泵，所述发动机、所述液压泵和所述液压马达依次相连。
[0010]本专利技术还提供一种工程机械，包括上述混合动力系统。
[0011]本专利技术还提供一种混合动力系统的控制方法，混合动力系统为上述混合动力系统，所述控制方法包括：在所述卷扬机构处于提升模式时，获取所述电池的电量信息；若所述电池的电量大于等于第一预设电量值，则以所述第一电机驱动为主、所述液压马达驱动
为辅驱动所述卷扬机构提升；若所述电池的电量大于等于第二预设电量值小于所述第一预设电量值，则以所述液压马达驱动为主、所述第一电机驱动为辅驱动所述卷扬机构提升，且控制与所述液压马达相连的发动机处于最佳油耗区工作；若所述电池的电量小于所述第二预设电量值，则控制所述液压马达驱动所述卷扬机构提升或者提示负载超重；其中，所述第一预设电量值大于所述第二预设电量值。
[0012]根据本专利技术提供的混合动力系统的控制方法，若所述电池的电量大于等于第一预设电量值，则以所述第一电机驱动为主、所述液压马达驱动为辅驱动所述卷扬机构提升，具体包括：获取所述第一电机的最大输出力矩和负载提升所需力矩；若所述第一电机的最大输出力矩大于等于所述负载提升所需力矩，则控制所述第一离合器断开、所述第二离合器闭合，由所述第一电机驱动所述卷扬机构提升；若所述第一电机的最大输出力矩小于所述负载提升所需力矩，则控制所述第一离合器和所述第二离合器同时闭合，由所述液压马达和所述第一电机共同驱动所述卷扬机构提升，且所述液压马达的输出力矩根据所述第一电机的最大输出力矩和负载提升所需力矩确定。
[0013]根据本专利技术提供的混合动力系统的控制方法，若所述电池的电量大于等于第二预设电量值小于所述第一预设电量值，则以所述液压马达驱动为主、所述第一电机驱动为辅驱动所述卷扬机构提升，且控制与所述液压马达相连的发动机处于最佳油耗区工作，具体包括：获取所述发动机处于最佳油耗区时的最大输出力矩和负载提升所需力矩；若所述发动机处于最佳油耗区时的最大输出力矩大于等于所述负载提升所需力矩，则控制所述发动机处于最佳油耗区，同时控制所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器闭合，由所述液压马达驱动所述卷扬机构提升且利用所述液压马达多余的能量驱动所述第二电机发电并储存在所述电池中；若所述发动机处于最佳油耗区时的最大输出力矩小于所述负载提升所需力矩，则控制所述发动机处于最佳油耗区，同时控制所述第一离合器和所述第二离合器闭合，由所述液压马达和所述第一电机共同驱动所述卷扬机构提升。
[0014]根据本专利技术提供的混合动力系统的控制方法，若所述电池的电量小于所述第二预设电量值，则控制所述液压马达驱动所述卷扬机构提升或者提示负载超重，具体包括：获取所述发动机处于最高负荷区时的最大输出力矩和负载提升所需力矩；若所述发动机处于最高负荷区时的最大输出力矩大于等于所述负载提升所需力矩，则控制所述发动机处于最佳油耗区或最高负荷区，同时控制所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器闭合，由所述液压马达驱动所述卷扬机构提升且利用所述液压马达多余的能量驱动所述第二电机发电并储存在所述电池中；若所述发动机处于最高负荷区时的最大输出力矩小于所述负载提升所需力矩，则提示负载超重。
[0015]根据本专利技术提供的混合动力系统的控制方法，所述控制方法还包括：在所述卷扬机构处于下放模式时，获取所述电池的电量；若所述电池的电量小于100％，获取所述第一电机反转时的输出力矩和负载下降所需力矩；若所述第一电机反转时的输出力矩大于等于所述负载下降所需力矩，则控制所述第一离合器断开、所述第二离合器闭合，由所述第一电机为负载下放提供制动力且控制所述第一电机发电并储存在所述电池中；若所述第一电机反转时的输出力矩小于所述负载下降所需力矩，则控制所述第一离合器和所述第二离合器闭合，由所述液压马达和所述第一电机共同为负载下放提供制动力且控制所述第一电机发电并储存在所述电池中。
[0016]根据本专利技术提供的混合动力系统的控制方法，所述控制方法还包括：在所述发动机怠速时，获取所述电池的电量；若所述电池的电量小于100％，则控制所述第一离合器或所述第三离合器闭合、所述第二离合器断开，利用所述发动机的能量控制所述第一电机或所述第二电机发电并储存在所述电池中。
[0017]根据本专利技术提供的混合动力系统的控制方法，若所述电池的电量小于100％，则控制所述第一离合器或所述第三离合器闭合、所述第二离合器断开，利用所述发动机的能量控制所述第一电机或所述第二电机发电并储存在所述电池中的同时还包括：控制所述发动机的转速提升至预设转速范围。
[0018]本专利技术提供的混合动力系统、工程机械及混合动力系统的控制方法，设置液压马达和第一电机为串联连接模式，通过设置第一离合器和第二离合器可实现系统多种本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种混合动力系统，用于卷扬机构，其特征在于，包括：液压马达、第一离合器、第一电机、第二离合器、电池、第二电机和第三离合器，所述液压马达、所述第一离合器、所述第一电机、所述第二离合器和所述卷扬机构依次串联，所述第一电机与所述电池相连；所述液压马达通过所述第三离合器与所述第二电机相连，所述第二电机与所述电池相连，所述第三离合器用于选择性闭合以利用所述液压马达多余的能量带动所述第二电机发电并储存在所述电池中。2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述第一电机和所述电池之间以及所述第二电机和所述电池之间分别设有逆变器。3.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述第二离合器和所述卷扬机构之间设有减速机。4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，还包括发动机和液压泵，所述发动机、所述液压泵和所述液压马达依次相连。5.一种工程机械，其特征在于，包括上述权利要求1
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4中任一项所述的混合动力系统。6.一种混合动力系统的控制方法，其特征在于，混合动力系统为上述权利要求1
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4中任一项所述的混合动力系统，所述控制方法包括：在所述卷扬机构处于提升模式时，获取所述电池的电量信息；若所述电池的电量大于等于第一预设电量值，则以所述第一电机驱动为主、所述液压马达驱动为辅驱动所述卷扬机构提升；若所述电池的电量大于等于第二预设电量值小于所述第一预设电量值，则以所述液压马达驱动为主、所述第一电机驱动为辅驱动所述卷扬机构提升，且控制与所述液压马达相连的发动机处于最佳油耗区工作；若所述电池的电量小于所述第二预设电量值，则控制所述液压马达驱动所述卷扬机构提升或者提示负载超重；其中，所述第一预设电量值大于所述第二预设电量值。7.根据权利要求6所述的混合动力系统的控制方法，其特征在于，若所述电池的电量大于等于第一预设电量值，则以所述第一电机驱动为主、所述液压马达驱动为辅驱动所述卷扬机构提升，具体包括：获取所述第一电机的最大输出力矩和负载提升所需力矩；若所述第一电机的最大输出力矩大于等于所述负载提升所需力矩，则控制所述第一离合器断开、所述第二离合器闭合，由所述第一电机驱动所述卷扬机构提升；若所述第一电机的最大输出力矩小于所述负载提升所需力矩，则控制所述第一离合器和所述第二离合器同时闭合，由所述液压马达和所述第一电机共同驱动所述卷扬机构提升，且所述液压马达的输出力矩根据所述第一电机的最大输出力矩和负载提升所需力矩确定。8.根据权利要求6所述的混合动力系统的控制方法，其特征在于，若所述电池的电量大于等于第二预设电量值小于所述第一预设电量值，则以所述液压马达驱动为主、所述第一电机驱动为辅驱动所述卷扬机构提升，且控制与所述液压马达相连的发动机处于最佳油耗区工作，具体包括：获取所述发动机处于最佳...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋国文，陈素梅，王肇胤，
申请(专利权)人：三一重机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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