E-14014学术报告PPT课件.ppt

基于能耗经济性分析的锂电挖掘机液压系统方案 青岛大学马永志E mail hiking 高等学校工程热物理第二十届全国学术会议学术报告 1 目录 引言挖掘机动力系统能耗分析Li EEHS方案结论 高等学校工程热物理第二十届全国学术会议学术报告 2 引言 挖掘机整机有效效率低下的现状没有得以根本改变 能源输出部分 挖掘机发动机中燃油燃烧的效率只有30 40 能源传动部分 仅有20 的发动机输出功转变为有效功 提出了锂电挖掘机液压系统 Lithium electricExcavatorHydraulicSystem 简称Li EEHS 设计了4种典型的Li EEHS 并对其工作特点和应用进行了分析 高等学校工程热物理第二十届全国学术会议学术报告 3 挖掘机动力系统能耗分析 Li EEHS方案基本方案构想四种典型Li EEHS方案液压挖掘机原方案整机能源利用率液压挖掘机方案1整机能源利用率液压挖掘机方案1能耗经济性分析基于发动机功率角度验证分析 高等学校工程热物理第二十届全国学术会议学术报告 4 挖掘机动力系统能耗分析 Li EEHS方案基本方案构想 将挖掘机配重改为锂离子动力电池 无刷直流电动机以取代发动机 四种典型Li EEHS方案 1 液压挖掘机采用磷酸铁锂电池 无刷直流电动机 液压系统不变 2 液压挖掘机采用磷酸铁锂电池 无刷直流电动机 电容器 回收动臂的可回收势能 3 液压挖掘机采用磷酸铁锂电池 无刷直流电动机 回收斗杆以及动臂的可回收能 4 液压挖掘机采用磷酸铁锂电池 无刷直流电动机 回收所有的可回收能 具体包括斗杆以及动臂的可回收能 行走装置以及回转装置的制动能 高等学校工程热物理第二十届全国学术会议学术报告 5 挖掘机动力系统能耗分析 高等学校工程热物理第二十届全国学术会议学术报告 6 挖掘机动力系统能耗分析 液压挖掘机方案1能耗经济性分析因工作一天10小时需要电能198 6 2度电 若算作400度电 电价为0 60元 度电 则每天仅需费用为240元 而若用发动机 则需柴油100升 按目前柴油价格7 50元 升 则每天费用为750元 由此可见 每天可以节省510元 按一年工作300天 则980 300 3 3年 也即是说 大约需要3 3年就可以回收动力电池投入的成本 基于发动机功率角度验证分析计算中选取40kW的无刷直流电动机是可行的 高等学校工程热物理第二十届全国学术会议学术报告 7 Li EEHS方案 方案1 动力源采用磷酸铁锂电池 无刷直流电动机 液压系统保持不变 前面分析可知 采用此种方案液压挖掘机的整机能源 柴油 的利用率为17 1 高等学校工程热物理第二十届全国学术会议学术报告 8 Li EEHS方案 方案2 动力源采用磷酸铁锂电池 无刷直流电动机 液压回路增加回收动臂油缸势能的液压系统 并增加储能元件 能有效回收大部分动臂的可回收能 高等学校工程热物理第二十届全国学术会议学术报告 9 Li EEHS方案 方案3 动力源采用磷酸铁锂电池 无刷直流电动机 液压回路增加回收动臂油缸 斗杆油缸的势能的液压系统 能有效回收大部分动臂和铲斗的可回收能 高等学校工程热物理第二十届全国学术会议学术报告 10 Li EEHS方案 方案4 动力源采用磷酸铁锂电池 无刷直流电动机 液压回路增加回收动臂油缸 斗杆油缸的势能的液压系统 同时 利用电动 发电机将回转液压马达的可回收能量以及左右行走装置的制动能加以回收 通过逆变器将回收的能量 电能 存储于蓄电池中 高等学校工程热物理第二十届全国学术会议学术报告 11 结论 无论从技术角度以及从经济角度看 Li EEHS都是完全可行的 Li EEHS将挖掘机配重改为锂离子动力电池 无刷直流电动机以取代发动机 从根本上解决挖掘机能源输出部分发动机效率低下的问题 Li EEHS挖掘机液压回路增加回收所有或者部分可回收能 从而解决挖掘机液压传动部分效率低下的问题 以青岛重工HW130挖掘机为例计算分析表明没有采用能量回收措施的Li EEHS可使液压挖掘机的整机效率从7 提