刘昕晖：工程车辆液压混合动力技术研究进展-第一工程机械网

【第一工程机械网独家网络直播】2016年3月31日，“2016工程机械产品发展（北京）论坛暨中国工程机械年度产品TOP50颁奖典礼”在北京隆重举行。来自中国工程机械工业协会及下属分支机构、国家工程机械质量监督检验中心、相关行业协会以及工程机械制造企业、施工企业、科研机构、高校、新闻媒体的200余位嘉宾参加了这次年度盛会。

吉林大学教授、机械科学与工程学院副院长刘昕辉

吉林大学教授、机械科学与工程学院副院长刘昕晖，在“2016工程机械产品发展（北京）论坛”上做了题目为《工程车辆液压混合动力技术研究进展》的主题演讲，以下为发言实录：

我们联合徐工开发了混合动力起重机的一些具体技术，混合动力技术大家已经比较清楚了，主要是针对我们目前车辆存在的一些问题。比如说，我们的发动机工作不稳定；再比如，发动机功率余量比较大，出现了“大马拉小车”的情况；第三，制动能量完全浪费。

工程车辆液压混合动力技术研究进展

其实从车辆角度来讲，太阳能汽车、纯电动车等等，目前这些车并没有作为一个产品大规模地在市场上出现。我们业界也认为混合动力技术是目前在新能源车辆没有出现以前，最有可能实现产业化的一个节能减排技术。

过去发动机，动力系统和负载是直连，而混合动力是在动力系统和负载之间增加了能量缓冲，这样的话就可以达到目标效果。

关于混合动力有好多行业在应用，大家最熟悉的就是油电汽车行业用的最多。另外一种，就是现在我们所关注的——油液混合动力车辆，即以液压形式储存和释放能量。这个在国外做的比较多，中国有好几所高校在做，但是大家现在逐渐地都有一点儿坚持不住了。但是我认为油液混合动力技术对于我们工程机械却是非常实用的。

工程车辆液压混合动力技术研究进展

混合动力车辆节能机理有三个方面。第一是能量回收，第二是提高发动机燃油效率，最后是可以减少发动机的装机功率。这里做了一个简单的表格：比较一下目前常见的混合动力技术和它们的一些主要特点。其中最后一个是什么呢？就是液压混合动力。我们看一下，这是非常适合于工程机械的。#d1cm#page#

但是究竟用哪一个混合动力好呢？我们要从三个方面去考虑这个，包括性能、成本和可靠性。常见类型有串联式、并联式，还有混联式和轮边式。这个操作起来比较简单，它在整机当中一个具体的一个步骤如图，是把这个能量通过蓄能器存起来。所以，对整机的改动，从传动方面的变化比较大。目前，力士乐等都是为了液压混合动力技术开发的。

主要说一下我们的研究特色，并不是说技术越复杂越好，而是更实用更好。做了10年的液压混合动力，为什么大家到现在都有一些坚持不住了呢？特别是有一些企业，总是说这个技术很好，但是却并没有付诸实施。我们分析一下，为什么呢？我感觉到成本问题是比较重要的。为什么呢？因为二次元件在国外很贵。在几年前我们去买一些东西，有人曾经给我要价15万一台。但是你需要省很长时间的油钱才可以把这个钱省出来，所以没有什么意思，但是这个事情还要做，后来我们把这个技术简单化了。最终，我们提出来一个什么概念呢？我们叫做有机变量的概念。但是我们主要需要什么呢？我们最想做到能量回收，要保证储能和放能期间，对于车的驱动是一个定值。随着蓄能器压力的降低，保证这个扭矩是做什么用呢？所以，我要求这个排量一定也是跟随着发生相应的变化。所以，这个一定要用变量。这个也是把我们逼到了没有办法，后来我们在想，就用了另外一种简单的解决方式。我们提出了一个变量，其实这个东西大家都在用，就有两个泵，一个大流量，一个小流量。我们用齿轮泵流量组合，去实现这样一个有机变量的过程。齿轮泵的优点大家都非常的清楚，包括我们怎么去控制它。其实说实话，我们中间碰到了很多很多的问题。

工程车辆液压混合动力技术研究进展

接下来我们做的所有的东西都是基于刚刚所说的——有机变量的这样一个系统。

以上视频是试验效果，我们对它实施制动，再给它回放。先是没有任何机械制动，而且采用的方式就是我刚刚说的，就用所谓的几个齿轮泵做的。然后，把刚刚回收的能量再释放出来。基本上就是这样几块，我是为了给大家演示一下。我们还是控制的比较平稳，所以我们做了一些实验。

这个是我们的恒转矩控制效果试验，是可以满足对于扭矩的要求。上半部分是吸收，下半部分是释放，这个扭矩还是比较平稳。

我这个自动档回收响应比较快。你一踩，这个系统马上投入工作，从整个效果来看还是可以满足这个要求的。包括一些参数的优化，这个就不细说了。应用到具体实施上面的时候，我们还会考虑什么呢？就是再社制的动和钳盘制动。这个是我们做的一些试验，其中有代表性给大家看一下。装了这个系统以后，这个可以明显地缩短启动时间，从0到20公里，加速时间下降了20%以上。这个柱状图，每一个试验都是做的一些记录。

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