I løpet av konstruksjonsmaskineriet fører hybridteknologi raskt til en revolusjon, og blir i fokus for intens konkurranse mellom forskjellige foretak og opphetede diskusjoner blant bransjeeksperter. Det kan betraktes som den nye kjære i bransjen. Fra de travle operasjonene på byggeplasser til storstilt konstruksjon i gruver, blir tilstedeværelsen av hybridkonstruksjonsmaskiner stadig mer vanlig. På bakgrunn av det doble karbonmålet står tradisjonelle drivstoffdrevne konstruksjonsmaskiner overfor betydelig miljøtrykk. Fremveksten av hybridteknologi åpner utvilsomt for en ny vei for grønn utvikling i bransjen.
Ikke bare det, med de kontinuerlige gjennombruddene innen teknologi, har hybridkonstruksjonsmaskiner gradvis vist seg som en kraft som må regner med når det gjelder ytelse, og demonstrerer mange fordeler som overgår de med tradisjonelt drivstoffdrevet utstyr. Det har løst noen langvarige problemer som har plaget industrien, og oppfyller de avanserte kravene til markedet i flere dimensjoner som energibesparing, effektivitet og tilpasningsevne til komplekse arbeidsforhold. Det har blitt en viktig drivkraft for byggemaskinindustrien å gå mot utvikling av høy kvalitet.
Den ultimate forklaringen på hybridteknologi
Komponenter i hybridsystemet
Hybridsystemet for konstruksjonsmaskiner er hovedsakelig sammensatt av nøkkelkomponenter som motor, elektrisk motor, batteri og kontroller. Motoren, som den tradisjonelle strømkilden, spiller fremdeles en betydelig rolle i hybridsystemet, og gir kontinuerlig og stabil effekt for utstyret. I motsetning til tradisjonelle konstruksjonsmaskiner, er imidlertid motorkraften i hybridsystemet generelt relativt mindre fordi det kan fungere i koordinering med den elektriske motoren. For eksempel, i noen små hybridgravemaskiner, reduseres motorens effekt med 20% - 30%
Den elektriske motoren er en annen kjernekomponent i hybridsystemet, som er ansvarlig for å gi strøm under oppstart, lavhastighetsdrift og akselerasjon, og for å oppnå energiutvinning under bremsing. Når du velger en elektrisk motor, blir faktorer som dens kraft, dreiemomentutgang, effektivitet, vekt og størrelse, varmedissipasjon og kjøleytelse, samt kompatibiliteten til kontrollsystemet, vanligvis tatt i betraktning. For eksempel er permanente magnetsynkrone motorer mye brukt i hybridkonstruksjonsmaskiner på grunn av deres høye effektivitet og krafttetthet. For eksempel bruker en viss merkevares hybridlaster en permanent magnetsynkronmotor, noe som gjør utstyret mer stabilt under oppstart og lavhastighetsdrift, og gir en raskere strømrespons.
Batterier fungerer som energilagringsenheter, som brukes til å lagre energien som er utvunnet av den elektriske motoren og til å gi elektrisk kraft til motoren. Batteriene i hybridsystemer må ha høy energitetthet, lang syklusens levetid og god sikkerhetsytelse for å oppfylle kravene til hyppig lading og utslipp og langsiktig drift av utstyret. For øyeblikket har litium-ion-batterier, på grunn av fordelene som høy energitetthet, lang levetid og miljøvennlighet, blitt det mainstream valget for hybridkonstruksjonsmaskineri. For eksempel kan noen plug-in hybridkonstruksjonsmaskiner utstyrt med litium-ion-batterier ikke bare oppfylle de kortsiktige driftsbehovene til utstyret i ren elektrisk modus, men kan også fungere i forbindelse med motorens og elektriske motoren i hybridmodus, og effektivt forbedre energiutnyttelseseffektiviteten til utstyret.
Kontrolleren tilsvarer hjernen til hybridsystemet, som er ansvarlig for å håndtere og distribuere energifrømmen mellom motoren, den elektriske motoren og batteriet. Den justerer arbeidsmodusene til motoren og den elektriske motoren i sanntid basert på driftsstatus for utstyret, førerens driftsinstruksjoner og informasjon som batteriets ladningsnivå, og oppnår den optimale fordelingen av energi. For eksempel, når utstyret opererer under lett belastning, vil kontrolleren prioritere bruken av den elektriske motoren for å redusere drivstofforbruket; Mens under tunge belastningsoperasjoner eller når batteriet er lite lading, vil kontrolleren aktivere motoren og samarbeide med den elektriske motoren for å gi strøm.
Dyptgående analyse av arbeidsmodus
Seriemodus: I serien Hybrid -modus driver ikke motoren konstruksjonsmaskineriet, men fungerer som en generator, og konverterer den kjemiske energien til drivstoff til elektrisk energi. Den genererte elektrisiteten brukes delvis til å drive den elektriske motoren, slik at utstyret kan flytte eller utføre operasjoner; Den andre delen er lagret i batteriet for fremtidig bruk. Denne modusen ligner på kraftsystemet til et elektrisk tog, der forbrenningsmotoren og den elektriske motoren er elektrisk tilkoblet, uten en mekanisk girkasse, og gir fordelen med fleksibel hastighetsjustering, slik at den interne forbrenningsmotoren kan forbli i den optimale driftstilstanden, og dermed forbedre drivstofføkonomien. Ved å ta en viss serie hybrid gaffeltruck som eksempel, når du opererer i miljøer med høye utslippskrav som innendørs lager, genererer motoren strøm for å levere den elektriske motoren, og den elektriske motoren driver gaffeltrucken til å bevege seg, og oppnå null eksosutslipp. Samtidig kan motoren fungere stabilt innenfor det effektive hastighetsområdet, og drivstofforbruket reduseres med 15% - 20% sammenlignet med tradisjonelle gaffeltrucker. Imidlertid har seriemodus også visse begrensninger. På grunn av det faktum at bare den elektriske motoren kjører, under høyhastighets kjøring eller tunge belastningsforhold, kan strømmen være relativt utilstrekkelig, og det er energitap under prosessen med motoren som genererer strøm og deretter kjører motoren, noe som vil øke drivstofforbruket i høye hastigheter.
Parallellmodus: I parallell hybridmodus er motoren og den elektriske motoren mekanisk tilkoblet, for eksempel gjennom gir eller planetariske gir, og kan kjøre hjulene uavhengig eller sammen. I denne modusen, når utstyret reiser med lav hastighet eller utfører lysbelastningsoperasjoner, leveres hovedkraften av den elektriske motoren. På dette tidspunktet kan motoren enten ikke operere eller være i en lav belastningstilstand, og dermed redusere drivstofforbruket og eksosutslipp; Når utstyret trenger å reise med høy hastighet eller utføre kraftig belastning, fungerer motoren og den elektriske motoren sammen for å gi tilstrekkelig strøm. Denne strukturen tilbyr flere kjøremodus og har sterk tilpasningsevne. Systemer som General Motors 'E-Assist og Hondas IMA bruker alle parallell hybridkraftteknologi. For eksempel, i en viss merkets parallelle hybridlaster, når bøtta løftes uten belastning, opererer den elektriske motoren alene for å imøtekomme strømbehovet; Mens bøtta er fylt med materialer og løftes med tung belastning, starter motoren og den elektriske motoren samtidig og fungerer sammen for å sikre at utstyret kan fullføre driftsoppgavene jevnt.
Hybridmodus: Hybridmodus kombinerer fordelene med serie og parallelle konfigurasjoner. Den oppnår modus som bytter gjennom enheter som koblinger, og kan mer fleksibelt fordele motoren til motoren og den elektriske motoren i henhold til forskjellige arbeidsforhold. Ved lavhastighets kjøring eller lysbelastningsoperasjoner kan den fungere som seriemodus, hovedsakelig avhengig av den elektriske motoren for stasjon; I høyhastighets kjøring eller kraftig lastoperasjoner kan den fungere som parallellmodus, med både motoren og den elektriske motoren som jobber sammen. BYD F3DM og Honda I-MMD vedtar denne modusen i den nye generasjonen Accord Hybrid. For eksempel, i en viss hybrid gravemaskin som utfører utgravningsoperasjoner, når utgravningsmotstanden er lav, vedtar utstyret ren elektrisk modus eller seriemodus, med den elektriske motoren som driver arbeidsanordningen. På dette tidspunktet kan motoren enten ikke fungere eller være i en lavbelastnings-kraftproduksjonstilstand; Når utgravningsmotstanden er høy, starter motoren og fungerer sammen med den elektriske motoren for å drive arbeidsanordningen, ved å ta i bruk parallellmodus for å sikre at utstyret effektivt kan fullføre utgravningsoppgaven. Selv om hybridmodus har overlegen ytelse, er kontrollstrategien kompleks og kostnadene er relativt høye.
Den magiske hemmeligheten for energibesparing og reduksjon av utslipp
Energigjenvinning: Dette er en av de viktige metodene for å oppnå energibesparing og utslippsreduksjon i hybridteknologi. Under brems- eller retardasjonsprosessen med konstruksjonsmaskiner kan den elektriske motoren bytte til generatormodus, konvertere den kinetiske energien til utstyret til elektrisk energi og lagre det i batteriet for å oppnå energityring og gjenbruk. Ved å ta hybridbusser som et eksempel, kan omtrent 30% - 40% av energien, gjennom den hyppige start-stop-prosessen, gjennom energien. Disse gjenvunnede energiene kan gi strøm til kjøretøyet i påfølgende kjøring, og dermed redusere arbeidstiden for motoren og drivstofforbruket. I hybridkraner på konstruksjonssteder, under nedstigningen av tunge gjenstander, kan energiteknologi også brukes, konvertere gravitasjonspotensialenergien til de tunge objektene til elektrisk energi og lagre den, effektivt forbedre energiutnyttelseseffektiviteten.
Optimalisering av motorens driftsområde: I hele arbeidssyklusen til tradisjonelle konstruksjonsmaskiner er arbeidsforholdene komplekse og varierende, og de opererer ofte i en tilstand av høyt drivstofforbruk og høye utslipp. Imidlertid kan hybridteknologi, basert på de faktiske arbeidsforholdene, hjelpe motoren gjennom bruk av den elektriske motoren, slik at motoren kan fungere så mye som mulig i et effektivt og lite utslippsområde. For eksempel, når utstyret er losset eller lett lastet, kan motoren redusere effektutgangen eller til og med slå seg av, og bli kjørt utelukkende av den elektriske motoren; Under tunge belastningsforhold fungerer motoren og den elektriske motoren sammen for å holde motoren på sitt optimale driftspunkt, og unngå motorens drift i et ineffektivt område, og reduserer dermed drivstofforbruket og eksosutslipp. I følge forskning, ved å optimalisere motorens driftsområde, kan drivstofforbruket til hybridkonstruksjonsmaskiner reduseres med 20% - 40% sammenlignet med tradisjonelle konstruksjonsmaskiner, og utslippene av miljøgifter som nitrogenoksider (NOx) og partikulære materiale (PM) kan også reduseres.
Motorminiatyrisering: Siden den elektriske motoren kan gi ekstra kraft når det er nødvendig, kan hybridkonstruksjonsmaskiner bruke mindre motorer. Mindre motorer kan fungere mer effektivt under visse forhold, og når en høy effekt er ikke nødvendig, er motorens belastningshastighet relativt høyere, og forbedrer dermed drivstofføkonomien. For eksempel bruker en viss hybridlaster en motor en størrelse mindre enn for tradisjonelle lastere. Kombinert med hjelp fra den elektriske motoren, kan den oppfylle forskjellige driftskrav samtidig som drivstofforbruket reduseres med omtrent 15%. Motorminiatyrisering hjelper ikke bare med å spare energi, men reduserer også vekten og volumet på selve motoren, og senker produksjonskostnadene og driftskostnadene for utstyret.