混合动力系统和工程机械的制作方法

1.本发明属于工程机械技术领域，尤其涉及一种混合动力系统和工程机械。


背景技术：

2.目前能源短缺，新能源发展成为全球科研的重中之重。但新能源研究起步晚，目前仍存在较多科研难题，因此较多厂家着重于混合动力研究，以结合燃油和纯电驱动，提高能源利用效率。但工程机械中由于存在行驶系统和作业系统，动力系统既要满足行驶需求又要满足作业需求，导致工程机械的动力系统发展多处受限。
3.现有技术中工程机械中的动力系统一般仅能实现燃油行驶，并不能实现纯电行驶和混合动力行驶，并且发动机通常工作在低效率、高油耗区，不能保证发动机工作在高效区，能源利用率较低。即使有的动力系统共同采用电机和发动机对行驶系统、作业系统驱动，也仅能做到混合驱动，不能进行纯电驱动，并且通常采用多个电机驱动行驶系统的情况，导致控制要求更为严格，需确保同步性，能量分配更为复杂、产品成本更高且布置更复杂。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种混合动力系统和工程机械，旨在解决现有技术中混合动力系统能源利用率低且结构复杂的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种混合动力系统，用于驱动工程机械的行驶系统，所述混合动力系统包括动力电池、整车控制器和依次连接的发动机、行驶电机和变速箱，所述变速箱用于驱动所述行驶系统；
6.所述整车控制器，被配置为：
7.获取所述行驶系统的行驶状态，在所述行驶系统处于行驶状态的情况下获取所述行驶系统的行驶工况；
8.在所述行驶工况处于能量回收工况的情况，进入能量回收模式，控制所述行驶电机向所述动力电池充电，所述能量回收工况包括下坡工况、滑行工况和制动工况；
9.在所述行驶系统未处于能量回收工况的情况下，获取所述动力电池的剩余电量和行驶电量最低值；
10.在所述剩余电量低于行驶电量最低值的情况下，进入燃油行驶模式，关停所述行驶电机并控制所述发动机驱动所述变速箱；
11.在所述剩余电量高于所述行驶电量最低值的情况下，获取当前车速；
12.在所述当前车速低于设定车速的情况下，进入纯电行驶模式，关停所述发动机并控制所述动力电池向所述行驶电机供电，使所述行驶电机驱动所述变速箱；
13.在所述当前车速高于所述设定车速的情况下，进入混合动力行驶模式，控制所述发动机和所述行驶电机共同驱动所述行驶系统。
14.在本发明实施例中，所述混合动力系统还包括作业电机、外接电源口和车载充电
机，所述作业电机用于驱动所述工程机械的作业系统，所述外接电源口用于通过所述车载充电机向所述作业电机供电，所述整车控制器被配置为：
15.在获取到作业指令的情况下，检测所述外接电源口的外接电源状态；
16.在所述外接电源口连接有外接电源的情况下，进入插电作业模式，控制所述外接电源口通过所述车载充电机向所述作业电机供电。
17.在本发明实施例中，所述整车控制器进一步被配置为：
18.在所述外接电源口未连接有外接电源的情况下，获取所述动力电池的剩余电量和作业电量最低值；
19.在所述剩余电量低于所述作业电量最低值的情况下，进入混动作业模式，控制所述发动机驱动所述行驶电机向所述作业电机供电，使所述作业电机驱动所述作业系统；
20.在所述剩余电量高于所述作业电量最低值的情况下，进入纯电作业模式，保持所述发动机关停并控制所述动力电池通过作业电机驱动所述作业系统。
21.在本发明实施例中，所述作业系统包括多个执行器，所述作业电机和所述执行器的数量一致，且多个所述作业电机用于一一对应驱动多个所述执行器，所述动力电池用于向多个所述作业电机供电；
22.或者，
23.所述混合动力系统还包括液压油泵，所述作业电机用于通过所述液压油泵驱动所述作业系统。
24.在本发明实施例中，多个所述执行器分别为起升器、回转器和变幅器，多个所述作业电机包括卷扬电机、回转电机和变幅电机，所述整车控制器被进一步配置为：
25.获取所述起升器、所述回转器和所述变幅器的当前作业工况；
26.在所述起升器处于重物下降工况或所述回转器处于回转制动工况的情况下，分别对应控制所述卷扬电机或所述回转电机向所述动力电池充电。
27.在本发明实施例中，所述控制所述发动机和所述行驶电机共同驱动所述行驶系统包括：
28.获取所述发动机的行驶功率和行驶需求功率；
29.在所述行驶功率低于所述行驶需求功率的情况下，获取所述行驶功率和所述行驶需求功率之间的电动功率差，根据所述电动功率差控制所述行驶电机驱动所述行驶系统；
30.在所述行驶功率高于所述行驶需求功率的情况下，获取所述行驶功率和所述行驶需求功率之间的能量回收差，根据所述能量回收差控制所述行驶电机向所述动力电池充电。
31.在本发明实施例中，所述工程机械还包括支腿，所述发动机设置有用于驱动所述支腿的取力口，所述取力口用于通过支腿油泵和所述支腿连接。
32.在本发明实施例中，所述混合动力系统还包括和所述动力电池连接的充电接口，所述充电接口用于向所述动力电池充电。
33.在本发明实施例中，所述混合动力系统还包括离合器和传动轴，所述离合器一端连接发动机，另一端连接所述行驶电机，所述传动轴一端连接所述变速箱，另一端用于连接所述行驶系统的车桥。
34.本发明还公开一种工程机械，所述工程机械包括行驶系统、作业系统和如上所述
的混合动力系统。
35.通过上述技术方案，本发明实施例所提供的混合动力系统具有如下的有益效果：
36.采用本实施例中的混合动力系统进行行驶系统驱动时，整车控制器可根据行驶状态和行驶工况自动对发动机进行能量回收，提高了能源利用效率。并且整车控制器还能根据行驶系统的行驶工况和动力电量的剩余电量在燃油行驶模式、纯电行驶模式和混合动力行驶模式之间自动切换，当动力电池的剩余电量低于行驶电量最低值时，进入燃油行驶模式，控制发动机单独驱动：发动机单独工作，行驶电机不参与驱动，但是在下坡工况、滑行工况或制动工况行驶电机工作处于发电状态，对发动机的制动能量进行回收，给动力电池充电。整车控制器还能在剩余电量高于行驶电量最低值的情况下，对比当前车速和设定车速，并在当前车速低于设定车速的情况下，执行行驶电机单独驱动控制策略，进入纯电行驶模式，此时动力电池给行驶电机供电，行驶电机工作在电动状态，进行单独驱动，此时发动机不参与驱动，位于发动机和变速箱之间的行驶电机能对行驶系统进行纯电驱动，实现高效驱动，整车控制器还能在纯电行驶模式下且行驶系统处于下坡工况、滑行工况或制动工况下，控制行驶电机由于电动状态转为发电状态，进行制动能量进行回收，向动力电池充电。整车控制器还能在剩余电量高于行驶电量最低值，且当前车速高于设定车速的情况下，进行发动机和行驶电机共同驱动控制策略，进入混合动力行驶模式，控制发动机和行驶电机共同驱动行驶系统，保持发动机工作在最优区间。本发明中的混合动力系统能进行行驶系统制动工况、下坡制动、滑行工况的能量回收，避免能量浪费，提高了能量利用率，并且整车控制器能自动进行燃油行驶模式、纯电行驶模式和混合动力行驶模式之间进行切换，多种模式可选，确保了发动机工作在高效区，避免了低速高油耗工况，另外可解决续航里程焦虑，转场更方便，相比传统燃油工程机械，更节能、环保，混合动力系统只采用一个行驶电机，无需其他电机配合，结构更为简单，成本较低且便于布局。
37.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
38.附图是用来提供对本发明的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
39.图1是根据本发明一实施例中混合动力系统的结构示意图；
40.图2是根据本发明一实施例中混合动力系统处于燃油行驶模式下的能量流向示意图；
41.图3是根据本发明一实施例中混合动力系统处于纯电行驶模式下的能量流向示意图；
42.图4是根据本发明一实施例中混合动力系统处于混合动力行驶模式下的能量流向示意图；
43.图5是根据本发明一实施例中混合动力系统处于纯电作业模式下的能量流向示意图；
44.图6是根据本发明一实施例中混合动力系统处于混动作业模式下的能量流向示意图；
45.图7是根据本发明一实施例中混合动力系统处于插电作业模式下的能量流向示意
图；
46.图8是根据本发明另一实施例中混合动力系统的结构示意图；
47.图9是根据本发明另一实施例中混合动力系统处于纯电作业模式下的能量流向示意图；
48.图10是根据本发明另一实施例中混合动力系统处于混动作业模式下的能量流向示意图；
49.图11是根据本发明另一实施例中混合动力系统处于插电作业模式下的的能量流向示意图。
50.附图标记说明
51.标号
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名称
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
标号
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名称
52.100
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混合动力系统
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13
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第二控制器
[0053]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
发动机
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14
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作业电机
[0054]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支腿油泵
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14a
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卷扬电机
[0055]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
离合器
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14b
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回转电机
[0056]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
行驶电机
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14c
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变幅电机
[0057]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
变速箱
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15
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液压油泵
[0058]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一控制器
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16
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传动轴
[0059]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
动力电池
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200
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车桥
[0060]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
配电盒
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300
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作业系统
[0061]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
车载充电机
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310
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起升器
[0062]
10
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外接电源口
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320
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回转器
[0063]
11
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充电接口
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330
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变幅器
[0064]
12
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高压滑环
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400
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支腿
具体实施方式
[0065]
以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0066]
下面参考附图描述根据本发明的混合动力系统。
[0067]
如图1至图4所示，在本发明的实施例中，用于驱动工程机械的行驶系统，混合动力系统100包括动力电池7、整车控制器和依次连接的发动机1、行驶电机4和变速箱5，变速箱5用于驱动行驶系统；
[0068]
整车控制器，被配置为：
[0069]
获取行驶系统的行驶状态，在行驶系统处于行驶状态的情况下获取行驶系统的行驶工况；
[0070]
在行驶工况处于能量回收工况的情况，进入能量回收模式，控制行驶电机4向动力电池7充电，能量回收工况包括下坡工况、滑行工况和制动工况；
[0071]
在行驶系统未处于能量回收工况的情况下，获取动力电池7的剩余电量和行驶电量最低值；
[0072]
在剩余电量低于行驶电量最低值的情况下，进入燃油行驶模式，关停行驶电机4并
控制发动机1驱动变速箱5；
[0073]
在所述剩余电量高于所述行驶电量最低值的情况下，获取当前车速；
[0074]
在当前车速低于设定车速的情况下，进入纯电行驶模式，关停发动机1并控制动力电池7向行驶电机4供电，使行驶电机4驱动变速箱5；
[0075]
在当前车速高于设定车速的情况下，进入混合动力行驶模式，控制发动机1和行驶电机4共同驱动行驶系统。
[0076]
需要说明的是，本实施例中的工程机械主要为汽车起重机，具体下坡工况、滑行工况和制动工况可通过制动踏板开度、坡度检测和油门开度进行检测。行驶电机4能在电动状态和发电状态之间往复切换，行驶电机4在电动状态下能驱动行驶系统，行驶电机4在发电状态下能对动力电池7进行充电。
[0077]
在采用本实施例中的混合动力系统100进行行驶系统驱动时，整车控制器可根据行驶状态和行驶工况自动对整车制动能量进行能量回收，提高了能源利用效率。并且整车控制器还能根据行驶系统的行驶工况和动力电量的剩余电量在燃油行驶模式、纯电行驶模式和混合动力行驶模式之间自动切换，当动力电池7的剩余电量低于行驶电量最低值时，进入燃油行驶模式，控制发动机1单独驱动：发动机1单独工作，行驶电机4不参与驱动，但是在下坡工况、滑行工况或制动工况行驶电机4工作处于发电状态，对整车的制动能量进行回收，给动力电池7充电。整车控制器还能在剩余电量高于行驶电量最低值的情况下，对比当前车速和设定车速，并在当前车速低于设定车速的情况下，执行行驶电机4单独驱动控制策略，进入纯电行驶模式，此时动力电池7给行驶电机4供电，行驶电机4工作在电动状态，进行单独驱动，此时发动机1不参与驱动，位于发动机1和变速箱5之间的行驶电机4能对行驶系统进行纯电驱动，实现高效驱动，整车控制器还能在纯电行驶模式下且行驶系统处于下坡工况、滑行工况或制动工况下，控制行驶电机4由于电动状态转为发电状态，进行制动能量进行回收，向动力电池7充电。整车控制器还能在剩余电量高于行驶电量最低值，且当前车速高于设定车速的情况下，进行发动机1和行驶电机4共同驱动控制策略，进入混合动力行驶模式，控制发动机1和行驶电机4共同驱动行驶系统，保持发动机1工作在最优区间。
[0078]
本实施例中的混合动力系统100能进行行驶系统制动工况、下坡制动、滑行工况的能量回收，避免能量浪费，提高了能量利用率，并且整车控制器能自动进行燃油行驶模式、纯电行驶模式和混合动力行驶模式之间进行切换，多种模式可选，确保了发动机1工作在高效区，避免了低速高油耗工况，可解决续航里程焦虑，转场更方便，相比传统燃油工程机械，更节能、环保。另外，本实施例中的混合动力系统100只采用一个行驶电机4，无需其他电机配合，结构更为简单，成本较低且便于布局。
[0079]
如图5至图7所示，在一实施例中，混合动力系统100还包括作业电机14、外接电源口10和车载充电机9，作业电机14用于驱动工程机械的作业系统300，外接电源口10用于通过车载充电机9向作业电机14供电，整车控制器被配置为：
[0080]
在获取到作业指令的情况下，检测外接电源口10的外接电源状态；
[0081]
在外接电源口10连接有外接电源的情况下，进入插电作业模式，控制外接电源口10通过车载充电机9向作业电机14供电。
[0082]
为保证共供电稳定性，行驶电机4和作业电机14之间可依次连接有配电盒8和高压滑环12，且动力电池7、车载充电机9、充电接口11均连接配电盒8，配电盒8可为高压配电盒
8，高压滑环12可为中心回转体高压滑环12。本实施例中整车控制器在获取到作业指令的情况下，检测到外接电源口10连接有外接电源的情况下，进入插电作业模式，可通过外接电源可依次通过车载充电机9、配电盒8和高压滑环12为作业电机14提供电能，使作业系统300可持续作业，不用担心动力电池7电量不够的问题。并且，外接电源配合作业电机14驱动，电机响应快、噪声低，运行更平顺，操控体验更好。
[0083]
具体地，整车控制器进一步被配置为：
[0084]
在外接电源口10未连接有外接电源的情况下，获取动力电池7的剩余电量和作业电量最低值；
[0085]
在剩余电量低于作业电量最低值的情况下，进入混动作业模式，控制发动机1驱动行驶电机4向作业电机14供电，使作业电机14驱动作业系统300；
[0086]
在剩余电量高于作业电量最低值的情况下，进入纯电作业模式，保持发动机1关停并控制动力电池7通过作业电机14驱动作业系统300。
[0087]
本实施例中的整车控制器在检测到外接电源口10未连接有外接电源，不具备外接电源时，且动力电池7的剩余电量高于作业电量最低值，动力电池7电量充足，整车控制器可通过动力电池7为作业电机14提供电能，关停发动机1，进入纯电作业模式，使作业系统300可在设计的作业时长内持续作业。整车控制器在动力电池7的剩余电量低于作业电量最低值，动力电池7的电量不够时，可启动发动机1带动行驶电机4发电，为作业电机14提供电能，进入混动作业模式，使作业系统300可持续作业。本实施例中的作业系统300多种模式可选，相比传统燃油工程机械，更节能环保，同时满足客户作业需求。在一实施例中，作业电量最低值高于行驶电量最低值，能提高作业系统300的作业效率同时提高行驶系统的续航。
[0088]
另外，整车控制器可在混动作业模式下获取发动机1的作业功率和作业需要功率，在作业功率大于作业需求功率的情况下，获取作业功率和作业需求功率之间的作业回收差值，整车控制器可根据作业回收差值对多余能量进行回收，从而使发动机1向动力电池7充电，提高了能量利用效率。
[0089]
如图8至图11所示，在另一实施例中，作业系统300包括多个执行器，作业电机14和执行器的数量一致，且多个作业电机14用于一一对应驱动多个执行器，动力电池7用于向多个作业电机14供电。可以理解地，作业系统300的多个执行器分别用于起升、变幅、回转、伸缩作业，电机驱动能提高响应效率，操控体验更好。在再一实施例中，混合动力系统100还包括液压油泵15，作业电机14用于通过液压油泵15驱动作业系统300。采用液压油泵15进行作业系统300驱动，成本更低。
[0090]
具体地，多个执行器分别为起升器310、回转器320和变幅器330，多个作业电机14包括卷扬电机14a、回转电机14b和变幅电机14c，整车控制器被进一步配置为：
[0091]
获取起升器310、回转器320和变幅器330的当前作业工况；
[0092]
在起升器310处于重物下降工况或回转器320处于回转制动工况的情况下，分别对应控制卷扬电机14a或回转电机14b向动力电池7充电。
[0093]
在剩余电量低于作业电量最低值的情况下，进入纯电作业模式时，起升器310、回转器320和变幅器330并进行起升、变幅、回转作业时，整车控制器可获取起升器310、回转器320和变幅器330的当前作业工况，并在起升器310处于重物下降工况或回转器320处于回转制动工况的情况下，分别对应控制卷扬电机14a或回转电机14b向动力电池7充电，能量流向
示意图如图9所示。
[0094]
在剩余电量低于作业电量最低值的情况下，进入混动作业模式，行驶电机4工作在发电状态，作业电机14工作在电动状态，此时发动机1驱动行驶电机4发电，经第一控制器6、配电盒8、高压滑环12、第二控制器13给多个作业电机14供电，作业电机14进行起升、变幅、回转作业，且在起升器310处于重物下降工况或回转器320处于回转制动工况的情况下，分别对应控制卷扬电机14a或回转电机14b向动力电池7充电；发动机1的作业功率大于作业需求功率的情况下，多余的能量给动力电池7充电，能量流向示意图如图10所示。
[0095]
在外接电源口10连接有外接电源的情况下，进入插电作业模式，作业电机14工作在电动状态，此时经车载充电机9、配电盒8、高压滑环12给作业电机14供电，作业电机14进行起升、变幅、回转作业，且在起升器310处于重物下降工况或回转器320处于回转制动工况的情况下，能量流向示意图如图11所示。直接采用电机作为执行机构，响应的速度比液压快，且能回收重物下降和回转制动过程中能量。
[0096]
需要说明的是，控制发动机1和行驶电机4共同驱动行驶系统包括：
[0097]
获取发动机1的行驶功率和行驶需求功率；
[0098]
在行驶功率低于行驶需求功率的情况下，获取行驶功率和行驶需求功率之间的电动功率差，根据电动功率差控制行驶电机4驱动行驶系统；
[0099]
在行驶功率高于行驶需求功率的情况下，获取行驶功率和行驶需求功率之间的能量回收差，根据能量回收差控制行驶电机4向动力电池7充电。
[0100]
本实施例中的整车控制器可在混动行驶模式下获取发动机1的行驶功率和行驶需求功率，并在行驶功率低于行驶需求功率的情况下，获取行驶功率和行驶需求功率之间的电动功率差，根据电动功率差控制行驶电机4驱动行驶系统，不足的功率由行驶电机4提供，此时由动力电池7给行驶电机4供电，行驶电机4工作在电动状态；整车控制器还能在行驶功率高于行驶需求功率的情况下，获取行驶功率和行驶需求功率之间的能量回收差，根据能量回收差控制行驶电机4向动力电池7充电，使行驶电机4工作在发电状态，并把多余的能量充入到动力电池7中，能充分保证发动机1工作效率始终处于高效区。
[0101]
在一实施例中，工程机械还包括支腿400，发动机1设置有用于驱动支腿400的取力口，取力口用于通过支腿油泵2和支腿400连接。本实施例中的支腿400动力来源于发动机1取力口，发动机1通过取力口给支腿油泵2提供功率，确保支腿400的打开及收缩。并且，混合动力系统100还包括第一控制器6和第二控制器13，第一控制器6用于在整车控制器的作用下切换行驶电机4的电动状态和发电状态，整车控制器用于通过第二控制器13控制作业电机14。本实施例中的第一控制器6和第二控制器13均为电机控制器，在整车控制器的作用下，第一控制器6和第二控制器13能分别对应控制行驶电机4和作业电机14，第二控制器13能同时控制多个作业电机14，能方便整车控制器的能量分配。
[0102]
在本发明实施例中，混合动力系统100还包括和动力电池7连接的充电接口11，充电接口11用于向动力电池7充电。从而方便动力电池7的充电，可以理解地，混合动力系统100还包括离合器3和传动轴16，离合器3一端连接发动机1，另一端连接行驶电机4，传动轴16一端连接变速箱5，另一端用于连接行驶系统的车桥200。其中，发动机1、离合器3、行驶电机4、变速箱5、传动轴16和车桥200之间可通过机械部件连接，行驶电机4与第一控制器6可通过线束连接，第一控制器6与配电盒8可通过线束连接，配电盒8和动力电池7、车载充电机
9、高压滑环12可通过线束连接，高压滑环12和第二控制器13可通过线束连接，第二控制器13和作业电机14可通过线束连接，作业电机14和液压油泵15之间可通过机械部件连接。
[0103]
本发明还公开一种工程机械，工程机械包括行驶系统、作业系统300和如上的混合动力系统100，该混合动力系统100的具体结构参照上述实施例。由于工程机械采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0104]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0105]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0106]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0107]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种混合动力系统，用于驱动工程机械的行驶系统，其特征在于，所述混合动力系统(100)包括动力电池(7)、整车控制器和依次连接的发动机(1)、行驶电机(4)和变速箱(5)，所述变速箱(5)用于驱动所述行驶系统；所述整车控制器，被配置为：获取所述行驶系统的行驶状态，在所述行驶系统处于行驶状态的情况下获取所述行驶系统的行驶工况；在所述行驶工况处于能量回收工况的情况，进入能量回收模式，控制所所述行驶电机(4)向所述动力电池(7)充电，所述能量回收工况包括下坡工况、滑行工况和制动工况；在所述行驶系统未处于能量回收工况的情况下，获取所述动力电池(7)的剩余电量和行驶电量最低值；在所述剩余电量低于行驶电量最低值的情况下，进入燃油行驶模式，关停所述行驶电机(4)并控制所述发动机(1)驱动所述变速箱(5)；在所述剩余电量高于所述行驶电量最低值的情况下，获取当前车速；在所述当前车速低于设定车速的情况下，进入纯电行驶模式，关停所述发动机(1)并控制所述动力电池(7)向所述行驶电机(4)供电，使所述行驶电机(4)驱动所述变速箱(5)；在所述当前车速高于所述设定车速的情况下，进入混合动力行驶模式，控制所述发动机(1)和所述行驶电机(4)共同驱动所述行驶系统。2.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统(100)还包括作业电机(14)、外接电源口(10)和车载充电机(9)，所述作业电机(14)用于驱动所述工程机械的作业系统(300)，所述外接电源口(10)用于通过所述车载充电机(9)向所述作业电机(14)供电，所述整车控制器被配置为：在获取到作业指令的情况下，检测所述外接电源口(10)的外接电源状态；在所述外接电源口(10)连接有外接电源的情况下，进入插电作业模式，控制所述外接电源口(10)通过所述车载充电机(9)向所述作业电机(14)供电。3.根据权利要求2所述的混合动力系统，其特征在于，所述整车控制器进一步被配置为：在所述外接电源口(10)未连接有外接电源的情况下，获取所述动力电池(7)的剩余电量和作业电量最低值；在所述剩余电量低于所述作业电量最低值的情况下，进入混动作业模式，控制所述发动机(1)驱动所述行驶电机(4)向所述作业电机(14)供电，使所述作业电机(14)驱动所述作业系统(300)；在所述剩余电量高于所述作业电量最低值的情况下，进入纯电作业模式，保持所述发动机(1)关停并控制所述动力电池(7)通过作业电机(14)驱动所述作业系统(300)。4.根据权利要求1所述的混合动力系统，其特征在于，所述作业系统(300)包括多个执行器，所述作业电机(14)和所述执行器的数量一致，且多个所述作业电机(14)用于一一对应驱动多个所述执行器，所述动力电池(7)用于向多个所述作业电机(14)供电；或者，所述混合动力系统(100)还包括液压油泵(15)，所述作业电机(14)用于通过所述液压油泵(15)驱动所述作业系统(300)。
5.根据权利要求4所述的混合动力系统，其特征在于，多个所述执行器分别为起升器(310)、回转器(320)和变幅器(330)，多个所述作业电机(14)包括卷扬电机(14a)、回转电机(14b)和变幅电机(14c)，所述整车控制器被进一步配置为：获取所述起升器(310)、所述回转器(320)和所述变幅器(330)的当前作业工况；在所述起升器(310)处于重物下降工况或所述回转器(320)处于回转制动工况的情况下，分别对应控制所述卷扬电机(14a)或所述回转电机(14b)向所述动力电池(7)充电。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述控制所述发动机(1)和所述行驶电机(4)共同驱动所述行驶系统包括：获取所述发动机(1)的行驶功率和行驶需求功率；在所述行驶功率低于所述行驶需求功率的情况下，获取所述行驶功率和所述行驶需求功率之间的电动功率差，根据所述电动功率差控制所述行驶电机(4)驱动所述行驶系统；在所述行驶功率高于所述行驶需求功率的情况下，获取所述行驶功率和所述行驶需求功率之间的能量回收差，根据所述能量回收差控制所述行驶电机(4)向所述动力电池(7)充电。7.根据权利要求1至5中任意一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述工程机械还包括支腿(400)，所述发动机(1)设置有用于驱动所述支腿(400)的取力口，所述取力口用于通过支腿油泵(2)和所述支腿(400)连接；和/或，所述混合动力系统(100)还包括第一控制器(6)和第二控制器(13)，所述第一控制器(6)用于在所述整车控制器的作用下切换所述行驶电机(4)的电动状态和发电状态，所述整车控制器用于通过所述第二控制器(13)控制所述作业电机(14)。8.根据权利要求1至5中任意一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统(100)还包括和所述动力电池(7)连接的充电接口(11)，所述充电接口(11)用于向所述动力电池(7)充电。9.根据权利要求1至5中任意一项所述的混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统(100)还包括离合器(3)和传动轴(16)，所述离合器(3)一端连接发动机(1)，另一端连接所述行驶电机(4)，所述传动轴(16)一端连接所述变速箱(5)，另一端用于连接所述行驶系统的车桥(200)。10.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械包括行驶系统、作业系统(300)和权利要求1至9中任意一项所述的混合动力系统(100)。

技术总结
本发明提供一种混合动力系统和工程机械，整车控制器，被配置为：获取行驶系统的行驶状态，在行驶系统处于行驶状态的情况下获取行驶系统的行驶工况；在行驶工况处于能量回收工况的情况，进入能量回收模式，控制行驶电机向动力电池充电，能量回收工况包括下坡工况、滑行工况和制动工况；在行驶系统未处于能量回收工况的情况下，获取动力电池的剩余电量和行驶电量最低值；在剩余电量低于行驶电量最低值的情况下，进入燃油行驶模式，关停行驶电机并控制发动机驱动变速箱。本发明中的混合动力系统能进行能量回收，避免能量浪费、提高了能量利用率，确保了发动机工作在高效区，避免了低速高油耗工况，只采用一个行驶电机，成本较低且便于布局。于布局。于布局。


技术研发人员：张桂连 王启涛 印道轩 易凌云 任永辉
受保护的技术使用者：中联重科股份有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/9