混合动力系统和工程机械的制作方法

[0001]
本申请涉及混合动力系统技术领域，具体而言，涉及一种混合动力系统和一种工程机械。


背景技术：

[0002]
工程机械多采用柴油发动机作为动力装置，但柴油发动机功耗大、污染严重噪声大。现有技术中提供了具有发动机和动力电池组的混合动力系统，以动力电池组作为发动机的辅助动力源，但该方案中的混合动力系统结构较为复杂，且以发动机作为主要动力源，功耗仍然较大，对节能减排、降低噪声的作用较为有限。


技术实现要素：

[0003]
根据本发明的实施例，旨在至少改善现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0004]
为此，根据本发明的实施例的一个目的在于提供一种混合动力系统。
[0005]
根据本发明的实施例的另一个目的在于提供一种工程机械。
[0006]
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面的一个实施例提供了一种混合动力系统，包括：发动机；传动组件，传动组件能够与发动机连接或断开；动力电池组，与工程机械的电气执行元件电连接，以向电气执行元件供电；电动发电机组，与传动组件的输出端传动连接，电动发电机组与动力电池组电连接；液压泵，与传动组件传动连接，用于驱动工程机械的液压系统；其中，发动机能够通过传动组件向电动发电机组和液压泵输出动力，使电动发电机组向动力电池组充电，发动机与传动组件断开时，动力电池组向电动发电机组供电，以使电动发电机组向液压泵输出动力。
[0007]
根据本发明的第一方面的实施例，混合动力系统包括发动机、传动组件、动力电池组、电动发电机组和液压泵，用于工程机械。动力电池组作为混合动力系统的主要能源装置，发动机作为辅助能源装置；发动机与传动组件之间可形成连接或断开。电动发电机组集成了发电机和电动机的功能，在输入动力时可向外发电，而在输入电能时可向外输出动力。动力电池组分别与电动发电机组和工程机械的电气执行元件电连接，可向电气执行元件供电；在发动机与传动组件处于断开状态时，动力电池组可向电动发电机组供电以使电动发电机组输出动力，电动发电机组通过传动组件与液压泵传动连接，以向液压泵输出动力，驱动液压泵运转，进而驱动工程机械的液压系统工作。在发动机与传动组件处于连接状态时，发动机通过传动组件输出动力，驱动液压泵运转，同时驱动电动发电机组发电，并向动力电池组充电，以补充动力电池组的电能。
[0008]
本方案中的混合动力系统，以动力电池组作为主要能源装置，实现对工程机械的液压系统的驱动和对电气执行元件的供电，可有效降低发动机能耗，有利于节能减排、降低噪声和空气污染，同时，实现了发电设备和电驱动设备的集成，简化了系统，有利于降低成本。
[0009]
另外，根据本发明的实施例提供的混合动力系统还可以具有如下附加技术特征：
[0010]
在上述技术方案中，电动发电机组包括：电动发电机，与传动组件的输出端传动连接；第一电机控制器，第一电机控制器的一端与电动发电机电连接，第一电机控制器的另一端与动力电池组电连接，第一电机控制器用于在电动发电机和动力电池组之间进行直流电与交流电的转换，对电动发电机的工作状态进行控制；其中，在发动机通过传动组件输出动力时，第一电机控制器能够控制电动发电机是否进行发电，且在电动发电机发电时第一电机控制器控制电动发电机的发电功率，在电动发电机输出动力时第一电机控制器控制电动发电机的输出转速。
[0011]
在该技术方案中，电动发电机组包括相互电连接的电动发电机和第一电机控制器，第一电机控制器与动力电池组电连接，以实现电动发电机与动力电池组之间的交流电与直流电的转换，并通过第一电机控制器控制电动发电机的工作状态。具体地，在发动机通过传动组件向电动发电机输出动力时，第一电机控制器能够控制电动发电机在动力驱动下发电，以向动力电池组充电，也而可以控制电动发电机不发电，以根据动力电池组的电量状态进行相应的操作。在动力电池组向电动发电机供电使电动发电机输出动力时，第一电机控制器可控制电动发电机的输出转速，以符合传动组件以及液压泵的使用需求。而在电动发电机发电时，第一电机控制器还可以控制电动发电机的发电功率，以满足动力电池组的充电需求。
[0012]
在上述技术方案中，传动组件包括：离合器，离合器的输入端能够与发动机的输出端连接或断开；传动轴，与离合器的输出端连接，传动轴同时与电动发电机和液压泵传动连接。
[0013]
在该技术方案中，传动组件包括离合器和传动轴。离合器的输出端与传动轴连接，并通过传动轴同时与电动发电机和液压泵传动连接；离合器的输入端可与发动机的输出端连接或断开，以满足工程机械的不同需求，具体地，在动力电池组供电时，可使离合器的输入端与发动机的输出端断开，此时电动发电机通过传动轴向液压泵传递动力；在动力电池组需要充电时，可使离合器的输入端与发动机的输出端连接，此时通过发动机的输出动力驱动液压泵运转，同时驱动电动发电机发电，以补充动力电池组的电能。其中，电动发电机和液压泵同时连接于传动轴，减少了中间传动环节，传动效率相对较高。
[0014]
在上述技术方案中，传动组件包括：离合器，离合器的输入端能够与发动机的输出端连接或断开；分动箱，分动箱的输入端与离合器的输出端连接，分动箱两个输出端分别与电动发电机和液压泵传动连接。
[0015]
在该技术方案中，传动组件包括离合器和分动箱。离合器的输出端与分动箱的输入端连接，分动箱的两个输出端分别与电动发电机和液压泵传动连接；离合器的输入端可与发动机的输出端连接或断开，以满足工程机械的不同需求。具体地，在动力电池组供电时，可使离合器的输入端与发动机的输出端断开，电动发电机反向驱动分动箱运转，进而通过分动箱与液压泵的传动连接，向液压泵传递动力；在动力电池组需要充电时，可使离合器的输入端与发动机的输出端连接，此时发动机的输出动力通过分动箱分配于液压泵和电动发电机，以驱动液压泵运转，同时驱动电动发电机发电，补充动力电池组的电能。其中，分动箱可根据电动发电机和液压泵各自的动力需求，分配相应的动力，可使得电动发电机和液压泵分别获得不同的输入转速，适应性更强。
[0016]
在上述技术方案中，混合动力系统还包括：离合控制器，与离合器和动力电池组电连接，离合控制器根据动力电池组的电量大小控制离合器的输入端与发动机的输出端连接或断开。
[0017]
在该技术方案中，通过设置与动力电池组电连接的离合控制器，以获取动力电池组的电量信息，并根据动力电池组的电量大小控制离合器工作，以实现离合器的输入端与发动机的输出端之间的自动连接或断开。
[0018]
在上述技术方案中，混合动力系统还包括：第二电机控制器，设于连接动力电池组与电气执行元件的线路中，用于在动力电池组与电气执行元件之间进行直流电与交流电的转换，并对电气执行元件的输出转速或转矩进行控制。
[0019]
在该技术方案中，通过在连接动力电池组与电气执行元件的线路中设置第二电机控制器，以在电气执行元件为电机时，实现动力电池组与电气执行元件之间的直流电与交流电的转换。第二电机控制器还可对电机进行转速或转矩控制，以满足电气执行元件的工作需求。
[0020]
在上述技术方案中，动力电池组包括：动力电池；电池管理系统单元，与动力电池电连接；其中，动力电池通过电池管理系统单元与电动发电机和电气执行元件实现电连接。
[0021]
在该技术方案中，动力电池组包括动力电池和电池管理系统单元。电池管理系统单元用于对动力电池进行监测和控制。电池管理系统单元分别与动力电池、电动发电机和电气执行元件电连接，以对动力电池的充放电过程进行控制，以使动力电池正常工作，并能够对动力电池起到保护作用，有利于延长动力电池的使用寿命。
[0022]
在上述技术方案中，动力电池设有外接充电接口。
[0023]
在该技术方案中，动力电池上设有外接充电接口，使得动力电池可在工程机械处于非工作状态时接入外部充电设备进行充电，以进一步降低发动机的能耗，起到节能减排、降低噪声和空气污染的作用。
[0024]
根据本发明第二方面的实施例中提供了一种工程机械，包括：车体；液压系统，设于车体上；电气执行元件，设于车体上；如上述第一方面的实施例中任一项的混合动力系统，用于驱动液压系统工作，并向电气执行元件供电。
[0025]
根据本发明的第二方面的实施例，工程机械包括车体、液压系统、电气执行元件和上述第一方面的实施例中的混合动力系统。液压系统和电气执行元件用于实现工程机械的各种作业操作。混合动力系统中的动力电池组与电气执行元件电连接，以向电气执行元件供电；动力电池组还可通过电动发电机组和传动组件向液压泵输出动力，进而驱动液压系统工作。其中，在动力电池组的电量较低时或在特殊情况下，混合动力系统的发动机可与传动组件连接，向液压泵输出动力，驱动液压系统工作，同时驱动电动发电机发电，向动力电池充电。
[0026]
此外，本方案中的工程机械还具有上述第一方面的实施例中的混合动力系统的全部有益效果，在此不再赘述。
[0027]
在上述技术方案中，液压系统包括行驶系统、转向系统、制动系统、举升系统中的至少一种；和/或电气执行元件包括电机、电缸中的至少一种。
[0028]
在该技术方案中，液压系统可以是行驶系统、转向系统、制动系统或举升系统中的一种或多种，当还可以是其他液压执行系统，均可通过本方案中的混合动力系统进行驱动，
以实现不同的作业功能。电气执行元件可以是电机或电缸中的一种或两种的组合，均可通过本方案中的动力电池组供电，以实现电驱动的作业功能。
[0029]
本发明的实施例中附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0030]
本发明的实施例中上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0031]
图1示出了根据本发明的一个实施例的混合动力系统的示意框图；
[0032]
图2示出了根据本发明的一个实施例的混合动力系统的示意框图；
[0033]
图3示出了根据本发明的一个实施例的混合动力系统的示意框图；
[0034]
图4示出了根据本发明的一个实施例的混合动力系统的示意框图；
[0035]
图5示出了根据本发明的一个实施例的混合动力系统的示意框图；
[0036]
图6示出了根据本发明的一个实施例的混合动力系统的示意框图；
[0037]
图7示出了根据本发明的一个实施例的混合动力系统的示意框图；
[0038]
图8示出了根据本发明的一个实施例的混合动力系统的示意框图；
[0039]
图9示出了根据本发明的一个实施例的混合动力系统的示意框图；
[0040]
图10示出了根据本发明的一个实施例的混合动力系统的示意框图；
[0041]
图11示出了根据本发明的一个实施例的工程机械的示意框图。
[0042]
其中，图1至图11中附图标记与部件名称之间的对应关系如下：
[0043]
1混合动力系统，11发动机，12传动组件，121离合器，122传动轴，123分动箱，124离合控制器，13动力电池组，131动力电池，132电池管理系统单元，14电动发电机组，141电动发电机，142第一电机控制器，15液压泵，16第二电机控制器，2工程机械，21车体，22液压系统，23电气执行元件。
具体实施方式
[0044]
为了能够更清楚地理解根据本发明的实施例中上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对根据本发明的实施例进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0045]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解根据本发明的实施例，但是，根据本发明的实施例还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0046]
下面参照图1至图11描述根据本发明一些实施例的混合动力系统和工程机械。
[0047]
实施例一
[0048]
本实施例中提供了一种混合动力系统1，用于工程机械。如图1所示，混合动力系统1包括发动机11、传动组件12、动力电池组13、电动发电机组14和液压泵15。
[0049]
动力电池组13作为混合动力系统1的主要能源装置，发动机11作为辅助能源装置。发动机11与传动组件12之间可形成连接或断开，发动机11与传动组件12断开时，通过动力电池组13提供电能；在发动机11与传动组件12连接时，通过发动机11输出动力。
[0050]
电动发电机组14集成了发电机和电动机的功能，向电动发电机组14输入动力时可向外发电，向电动发电机组14输入电能时可向外输出动力。电动发电机组14和液压泵15均与传动组件12连接，液压泵15用于驱动工程机械的液压系统22。动力电池组13分别与工程机械的电气执行元件23电连接，以向电气执行元件23供电；动力电池组13还与电动发电机组14电连接，以向电动发电机组14供电或通过电动发电机组14获取电能。
[0051]
在发动机11与传动组件12处于断开状态时，动力电池组13向电动发电机组14供电，使电动发电机组14向外输出动力，动力通过传动组件12传递至液压泵15，使液压泵15运转，驱动工程机械的液压系统22工作。在发动机11与传动组件12处于连接状态时，发动机11通过传动组件12输出动力，驱动液压泵15运转，同时驱动电动发电机组14发电，并向动力电池组13充电，以补充动力电池组13的电能。
[0052]
本实施例中的混合动力系统1，以动力电池组13作为主要能源装置，实现对工程机械的液压系统22的驱动和对电气执行元件23的供电，可有效降低发动机11能耗，有利于节能减排、降低噪声和空气污染，同时，实现了发电设备和电驱动设备的集成，简化了系统，有利于降低成本。
[0053]
实施例二
[0054]
本实施例中提供了一种混合动力系统1，用于工程机械。如图1和图2所示，混合动力系统1包括发动机11、传动组件12、动力电池组13、电动发电机组14和液压泵15。
[0055]
动力电池组13作为混合动力系统1的主要能源装置，发动机11作为辅助能源装置。发动机11与传动组件12之间可形成连接或断开，发动机11与传动组件12断开时，通过动力电池组13提供电能；在发动机11与传动组件12连接时，通过发动机11输出动力。
[0056]
电动发电机组14包括电动发电机141和第一电机控制器142。电动发电机141集成了发电机和电动机的功能，向电动发电机141输入动力时可向外发电，向电动发电机141输入电能时可向外输出动力。第一电机控制器142与电动发电机141和动力电池组13电连接，以实现电动发电机141与动力电池组13之间的交流电与直流电的转换。电动发电机141和液压泵15均与传动组件12连接，液压泵15用于驱动工程机械的液压系统22。动力电池组13分别与工程机械的电气执行元件23电连接，以向电气执行元件23供电；动力电池组13通过第一电机控制器142与电动发电机141电连接，以向电动发电机141供电或通过电动发电机141获取电能。
[0057]
在发动机11与传动组件12处于断开状态时，动力电池组13向电动发电机141供电，使电动发电机141向外输出动力，动力通过传动组件12传递至液压泵15，使液压泵15运转，驱动工程机械的液压系统22工作。其中，第一电机控制器142可控制电动发电机141的输出转速，以符合传动组件12以及液压泵15的使用需求。在发动机11与传动组件12处于连接状态时，发动机11通过传动组件12输出动力，驱动液压泵15运转，此时，第一电机控制器142可根据动力电池组13的实际需求，控制电动发电机141发电或不发电，以在动力电池组13有充电需求时通过电动发电机141发电并向动力电池组13充电，同时控制电动发电机141的发电功率，补充动力电池组13的电能，而在动力电池组13无需充电时，控制电动发电机141空转，不进行发电。
[0058]
本实施例中的混合动力系统1，以动力电池组13作为主要能源装置，实现对工程机械的液压系统22的驱动和对电气执行元件23的供电，可有效降低发动机11能耗，有利于节
能减排、降低噪声和空气污染，同时，实现了发电设备和电驱动设备的集成，简化了系统，有利于降低成本。
[0059]
实施例三
[0060]
本实施例中提供了一种混合动力系统1，在实施例二的基础上做了进一步改进。
[0061]
如图1和图3所示，传动组件12包括离合器121和传动轴122。离合器121的输出端与传动轴122连接，离合器121的输入端可与发动机11的输出端连接或断开。电动发电机141和液压泵15均与传动轴122传动连接，具体地，在通过动力电池组13供电时，离合器121的输入端与发动机11的输出端断开，此时电动发电机141在动力电池组13供应的电能作用下输出动力，并通过传动轴122向驱动液压泵15运转；在动力电池组13需要充电时，离合器121的输入端与发动机11的输出端连接，此时电动发电机141在发动机11的驱动下发电，以向动力电池组13充电，同时发动机11的输出动力通过传动轴122传递至液压泵15，使液压泵15驱动工程机械的液压系统22工作。其中，电动发电机141和液压泵15均连接于传动轴122，减少了中间传动环节，传动效率相对较高。
[0062]
进一步地，如图4所示，传动组件12还包括离合控制器124，离合控制器124与动力电池组13和离合器121电连接，离合控制器124获取动力电池组13的电量信息，并根据动力电池组13的电量大小控制离合器121工作，以在动力电池组13的电量充足时控制离合器121的输入端与发动机11的输出端断开，而当动力电池组13的电量较低时，控制离合器121的输入端与发动机11的输出端连接。
[0063]
举例而言，动力电池组13预先设置第一电量阈值和第二电量阈值，第一电量阈值小于第二电量阈值。动力电池组13在对外供电过程中，当电量低于第一电量阈值时表示动力电池组13的电量较低，离合控制器124控制离合器121的输入端与发动机11的输出端连接，以通过发动机11的输出动力作为系统的辅助动力，同时驱动电动发电机141发电，为动力电池组13充电。动力电池组13在充电过程中，当电量高于第二电量阈值时表示动力电池组13的电量充足，离合控制器124控制离合器121的输入端与发动机11的输出端断开，以通过动力电池向电动发电机141供电，使电动发电机141输出动力。其中，第一电量阈值可以设定为总电量的10％至30％，第二电量阈值可以设定为总电量的70％至90％。
[0064]
实施例四
[0065]
本实施例中提供了一种混合动力系统1，在实施例二的基础上做了进一步改进。
[0066]
如图1和图5所示，传动组件12包括离合器121和分动箱123。离合器121的输出端与分动箱123的输入端连接，离合器121的输入端可与发动机11的输出端连接或断开。电动发电机141与分动箱123的一个输出端传动连接，液压泵15与分动箱123的另一个输出端传动连接。具体地，在动力电池组13向外供电时，离合器121的输入端与发动机11的输出端断开，电动发电机141在动力电池组13的电能作用下输出动力，并反向驱动分动箱123运转，进而通过分动箱123驱动液压泵15运转，驱动工程机械的液压系统22工作；在动力电池组13需要充电时，离合器121的输入端与发动机11的输出端连接，此时发动机11的输出动力通过分动箱123分配于液压泵15和电动发电机141，电动发电机141在发动机11的驱动下发电，并向动力电池组13充电，同时液压泵15在发动机11的驱动下运转，进而驱动工程机械的液压系统22工作。其中，分动箱123可根据电动发电机141和液压泵15各自的动力需求，分配相应的动力，以使电动发电机141和液压泵15分别获得不同的输入转速，适应性更强。
[0067]
进一步地，如图6所示，传动组件12还包括离合控制器124，离合控制器124与动力电池组13和离合器121电连接，离合控制器124获取动力电池组13的电量信息，并根据动力电池组13的电量大小控制离合器121工作，以在动力电池组13的电量充足时控制离合器121的输入端与发动机11的输出端断开，而当动力电池组13的电量较低时，控制离合器121的输入端与发动机11的输出端连接。
[0068]
举例而言，动力电池组13预先设置第一电量阈值和第二电量阈值，第一电量阈值小于第二电量阈值。动力电池组13在对外供电过程中，当电量低于第一电量阈值时表示动力电池组13的电量较低，离合控制器124控制离合器121的输入端与发动机11的输出端连接，以通过发动机11的输出动力作为系统的辅助动力，同时驱动电动发电机141发电，为动力电池组13充电。动力电池组13在充电过程中，当电量高于第二电量阈值时表示动力电池组13的电量充足，离合控制器124控制离合器121的输入端与发动机11的输出端断开，以通过动力电池向电动发电机141供电，使电动发电机141输出动力。其中，第一电量阈值可以设定为总电量的10％至30％，第二电量阈值可以设定为总电量的70％至90％。
[0069]
实施例五
[0070]
本实施例中提供了一种混合动力系统1，在实施例二的基础上做了进一步改进。
[0071]
如图1和图7所示，在连接动力电池组13与电气执行元件23的线路中设置有第二电机控制器16，以在电气执行元件23为电机时，通过第二电机控制器16实现动力电池组13与电气执行元件23之间的直流电与交流电的转换。同时，第二电机控制器16还可控制电机的转速或转矩，以使电气执行元件23满足作业需求。
[0072]
实施例六
[0073]
本实施例中提供了一种混合动力系统1，在实施例二的基础上做了进一步改进。
[0074]
如图1和图8所示，动力电池组13包括动力电池131和电池管理系统单元132。电池管理系统单元132与动力电池131电连接，以对动力电池131进行监测和控制。电池管理系统单元132分别与电动发电机141和电气执行元件23电连接，以控制动力电池131的充放电过程，并对动力电池131的运行状态进行监测，以对动力电池131起到保护作用，有利于延长动力电池131的使用寿命。
[0075]
进一步地，动力电池131上设有外接充电接口，动力电池131可在工程机械处于非工作状态时接入外部充电设备进行充电，减少发动机11的使用时长，以进一步降低发动机11的能耗，起到节能减排、降低噪声和空气污染的作用。
[0076]
实施例七
[0077]
本实施例中提供了一种混合动力系统1，用于工程机械。如图1、图9和图10所示，混合动力系统1包括发动机11、传动组件12、动力电池组13、电动发电机组14、液压泵15和第二电机控制器16。
[0078]
动力电池组13作为混合动力系统1的主要能源装置，发动机11作为辅助能源装置。发动机11与传动组件12之间可形成连接或断开，发动机11与传动组件12断开时，通过动力电池组13提供电能；在发动机11与传动组件12连接时，通过发动机11输出动力。
[0079]
电动发电机组14包括电动发电机141和第一电机控制器142。电动发电机141集成了发电机和电动机的功能，向电动发电机141输入动力时可向外发电，向电动发电机141输入电能时可向外输出动力。第一电机控制器142与电动发电机141和动力电池组13电连接，
以实现电动发电机141与动力电池组13之间的交流电与直流电的转换，同时控制电动发电机的工作状态。电动发电机141和液压泵15均与传动组件12连接，液压泵15用于驱动工程机械的液压系统22。动力电池组13分别与工程机械的电气执行元件23电连接，以向电气执行元件23供电；动力电池组13通过第一电机控制器142与电动发电机141电连接，以向电动发电机141供电或通过电动发电机141获取电能。在发动机11通过传动组件12向电动发电机141输出动力时，第一电机控制器142可根据动力电池组13的实际需求，控制电动发电机141发电或不发电，以在动力电池组13有充电需求时通过电动发电机141发电并向动力电池组13充电，同时控制电动发电机141的发电功率，补充动力电池组13的电能，而在动力电池组13无需充电时，控制电动发电机141空转，不进行发电。在动力电池驱动电动发电机141输出动力时，第一电机控制器142可控制电动发电机141的输出转速，以符合传动组件12以及液压泵15的使用需求。
[0080]
动力电池组13包括动力电池131和电池管理系统单元132。电池管理系统单元132与动力电池131电连接，以对动力电池131进行监测和控制。电池管理系统单元132分别与电动发电机141和电气执行元件23电连接，以控制动力电池131的充放电过程，并对动力电池131的运行状态进行监测，以对动力电池131起到保护作用，有利于延长动力电池131的使用寿命。其中，动力电池131上设有外接充电接口，动力电池131可在工程机械处于非工作状态时接入外部充电设备进行充电，减少发动机11的使用时长，以进一步降低发动机11的能耗，起到节能减排、降低噪声和空气污染的作用。
[0081]
第二电机控制器16设于连接动力电池组13与电气执行元件23的线路中，以在电气执行元件23为电机时，通过第二电机控制器16实现动力电池组13与电气执行元件23之间的直流电与交流电的转换。同时，第二电机控制器16还可控制电机的转速或转矩，以使电气执行元件23满足作业需求。
[0082]
在本实施例的一种实现方式中，如图9所示，传动组件12包括离合器121、传动轴122和离合控制器124。离合器121的输出端与传动轴122连接，离合器121的输入端可与发动机11的输出端连接或断开。电动发电机141和液压泵15均与传动轴122传动连接，具体地，在通过动力电池131供电时，离合器121的输入端与发动机11的输出端断开，此时电动发电机141在动力电池131供应的电能作用下输出动力，并通过传动轴122向驱动液压泵15运转；在动力电池131需要充电时，离合器121的输入端与发动机11的输出端连接，此时电动发电机141在发动机11的驱动下发电，以通过电池管理系统单元132向动力电池131充电，第一电机控制器142控制电动发电机141的发电功率，同时发动机11的输出动力通过传动轴122传递至液压泵15，使液压泵15驱动工程机械的液压系统22工作。其中，电动发电机141和液压泵15均连接于传动轴122，减少了中间传动环节，传动效率相对较高。需要说明的时，在发动机11输出动力时，若动力电池131无充电需求，第一电机控制器142也可以控制电动发电机141空转不发电。
[0083]
在本实施例的另一种实现方式中，如图10所示，传动组件12包括离合器121、分动箱123和离合控制器124。离合器121的输出端与分动箱123的输入端连接，离合器121的输入端可与发动机11的输出端连接或断开。电动发电机141与分动箱123的一个输出端传动连接，液压泵15与分动箱123的另一个输出端传动连接。具体地，在动力电池131向外供电时，离合器121的输入端与发动机11的输出端断开，电动发电机141在动力电池131的电能作用
下输出动力，并反向驱动分动箱123运转，进而通过分动箱123驱动液压泵15运转，驱动工程机械的液压系统22工作；在动力电池131需要充电时，离合器121的输入端与发动机11的输出端连接，此时发动机11的输出动力通过分动箱123分配于液压泵15和电动发电机141，电动发电机141在发动机11的驱动下发电，并通过电池管理系统单元132向动力电池131充电，第一电机控制器142控制电动发电机141的发电功率，同时液压泵15在发动机11的驱动下运转，进而驱动工程机械的液压系统22工作。其中，分动箱123可根据电动发电机141和液压泵15各自的动力需求，分配相应的动力，以使电动发电机141和液压泵15分别获得不同的输入转速，适应性更强。需要说明的时，在发动机11输出动力时，若动力电池131无充电需求，第一电机控制器142也可以控制电动发电机141空转不发电。
[0084]
离合控制器124与电池管理系统单元132和离合器121电连接，离合控制器124通过电池管理系统单元132获取动力电池131的电量信息，并根据动力电池131的电量大小控制离合器121工作，以在动力电池131的电量充足时控制离合器121的输入端与发动机11的输出端断开，而当动力电池131的电量较低时，控制离合器121的输入端与发动机11的输出端连接。
[0085]
举例而言，动力电池131预先设置第一电量阈值和第二电量阈值，第一电量阈值小于第二电量阈值。动力电池131在对外供电过程中，当电量低于第一电量阈值时表示动力电池131的电量较低，离合控制器124控制离合器121的输入端与发动机11的输出端连接，以通过发动机11的输出动力作为系统的辅助动力，同时驱动电动发电机141发电，为动力电池131充电。动力电池131在充电过程中，当电量高于第二电量阈值时表示动力电池131的电量充足，离合控制器124控制离合器121的输入端与发动机11的输出端断开，以通过动力电池131向电动发电机141供电，使电动发电机141输出动力。其中，第一电量阈值可以设定为总电量的10％至30％，第二电量阈值可以设定为总电量的70％至90％。
[0086]
本实施例中的混合动力系统1，以动力电池组13作为主要能源装置，实现对工程机械的液压系统22的驱动和对电气执行元件23的供电，可有效降低发动机11能耗，有利于节能减排、降低噪声和空气污染，同时，实现了发电设备和电驱动设备的集成，简化了系统，有利于降低成本。
[0087]
实施例八
[0088]
本实施例中提供了一种工程机械2，如图11所示，工程机械2包括车体21、液压系统22、电气执行元件23和上述任一实施例中混合动力系统1。
[0089]
液压系统22和电气执行元件23用于实现工程机械2的各种作业操作。混合动力系统1中的动力电池组13与电气执行元件23电连接，以向电气执行元件23供电；动力电池组13通过向电动发电机141供电，使电动发电机141输出动力，并通过传动组件12向液压泵15输出动力，进而驱动液压系统22工作。其中，在动力电池组13的电量较低时或在特殊情况下，混合动力系统1的发动机11与传动组件12连接，以通过发动机11向液压泵15输出动力，驱动液压系统22工作，同时驱动电动发电机141发电，向动力电池组13充电。
[0090]
进一步地，液压系统22包括行驶系统、转向系统、制动系统、举升系统中的至少一种；电气执行元件23包括电机、电缸中的至少一种，均可通过本实施例中的混合动力系统1进行驱动，实现不同的作业功能。
[0091]
此外，本实施例中的工程机械2还具有上述任一实施例中的混合动力系统1的全部
有益效果，在此不再赘述。
[0092]
以上结合附图详细说明了根据本发明的一些实施例的技术方案，以动力电池组作为主要能源装置，实现对工程机械的液压系统的驱动和对电气执行元件的供电，可有效降低发动机能耗，有利于节能减排、降低噪声和空气污染，同时，实现了发电设备和电驱动设备的集成，简化了系统，有利于降低成本。
[0093]
在根据本发明的实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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根据本发明的实施例中的具体含义。
[0094]
根据本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述根据本发明的实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的技术方案的限制。
[0095]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于根据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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0096]
以上仅为根据本发明的优选实施例而已，并不用于限制本申请的技术方案，对于本领域的技术人员来说，本申请的技术方案可以有各种更改和变化。凡在本申请的技术方案的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。