本發(fā)明涉及液壓系統(tǒng)領域，具體涉及一種電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)。

背景技術：

1、電靜液作動器是一種將液壓系統(tǒng)與電動機系統(tǒng)一體化結合的裝置，通過電機帶動液壓系統(tǒng)產(chǎn)生直線運動，最早被應用于航空航天領域通過電靜液作動器與功率電傳技術代替了傳統(tǒng)龐大的液壓系統(tǒng)，有效降低了能耗。近些年來隨著技術的逐漸發(fā)展，電靜液作動器也逐漸應用到電動挖掘機上，通過多個電靜液作動器獨立驅動，組成分布式驅動系統(tǒng)，有效降低多個執(zhí)行器聯(lián)動所造成的壓力耦合損耗與節(jié)流損耗。

2、但是在應用于電動挖掘機的作業(yè)過程中，由于工程機械復雜工況和較高的作業(yè)強度，導致了電靜液作動器的發(fā)熱量較大，同時由于高功率元器件的引入和高度集成化后液壓油散熱困難，使得執(zhí)行器的發(fā)熱問題更加嚴重，降低系統(tǒng)的能效，并縮短系統(tǒng)的壽命，危害系統(tǒng)正常運行。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是為了改善現(xiàn)有分布式驅動電動工程機械所用電靜液作動器散熱難度大，系統(tǒng)壽命短，作業(yè)效率低的問題。

2、本發(fā)明采用了如下技術方案：一種電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)，包括整車控制器、電機控制器、驅動電機以及液壓系統(tǒng)；所述整車控制器通過接收外部輸入指令轉化為控制信號傳輸至電機控制器，電機控制器接收整車控制器的控制信號并發(fā)送給所述驅動電機以控制驅動電機的轉速以及轉矩；所述液壓系統(tǒng)包括液壓泵以及散熱單元，所述驅動電機通過法蘭與所述液壓泵相連接，并通過花鍵驅動液壓泵工作；所述散熱單元包括沖洗單元、板式換熱器、通氣濾芯以及沖洗油箱，所述沖洗單元包括沖洗閥和溢流閥，通過推動沖洗閥使低壓側液壓油進行沖洗，經(jīng)過板式換熱器為液壓油進行散熱，散熱完成的液壓油流向沖洗油箱后，再通過液壓泵的補油泵補充到液壓系統(tǒng)當中。

3、優(yōu)選地，所述驅動電機上設置有測量轉速與轉矩的傳感器；同時整車控制器與電機控制器實時接收與處理所述傳感器的反饋信號以提高所述電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)的控制精度。

4、優(yōu)選地，所述液壓泵還包括與所述補油泵同軸一體化設置的四象限泵，所述電機控制器通過控制驅動電機正反轉，從而控制四象限泵進出油口的壓力與流量；所述補油泵通過沖洗油箱進行吸油，所述液壓泵自主判斷所述電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)的高壓側以及低壓側，將補油泵輸出切換為低壓側，防止在作業(yè)過程中產(chǎn)生吸空現(xiàn)象。

5、優(yōu)選地，還包括電池，所述電池與所述電機控制器電連接；所述驅動電機、補油泵、四象限泵以及電池共同組成動力單元，為系統(tǒng)提供動力來源。

6、優(yōu)選地，所述動力單元通過四象限泵的進出油口將機械能轉化為液壓能輸入所述液壓系統(tǒng)。

7、優(yōu)選地，所述液壓系統(tǒng)還包括執(zhí)行單元，所述執(zhí)行單元包括：平衡閥、三腔液壓缸以及蓄能器，所述三腔液壓缸連接蓄能器，對進行作業(yè)過程中的勢能回收與利用，所述平衡閥由液控單向閥和溢流閥相連接構成，所述平衡閥設置在所述三腔液壓缸上，以實現(xiàn)三腔液壓缸長時間的負載保持，且在遇到負載沖擊時釋放壓力，起到過載保護作用。

8、優(yōu)選地，所述平衡閥具體用于：通過溢流閥保壓來實現(xiàn)關閉動力輸入的長時間系統(tǒng)懸停，如若液壓系統(tǒng)再次啟動，液控單向閥開啟，實現(xiàn)懸停與作業(yè)的無極切換；若懸停過程中，出現(xiàn)負載沖擊，壓力超過溢流閥設定壓力，溢流閥將會溢流泄壓以實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的過載保護。

9、優(yōu)選地，所述三腔液壓缸的伸出桿上設有位移傳感器，實時采集位置信號并向所述整車控制器進行反饋。

10、優(yōu)選地，還包括外部水冷循環(huán)系統(tǒng)，所述外部水冷循環(huán)系統(tǒng)連接板式換熱器、驅動電機與電機控制器，所述外部水冷循環(huán)系統(tǒng)驅動冷卻液從電機控制器的冷卻管道，流經(jīng)驅動電機的液冷管道再到板式換熱器，最后回到該外部水冷循環(huán)系統(tǒng)形成閉環(huán)。

11、本發(fā)明具有如下有益效果：

12、本發(fā)明相比于未設計散熱措施與在管道中直接進行油夜散熱的電靜液作動器系統(tǒng)相比，具有更高的作業(yè)效率與更長的作業(yè)時間，以及更長的系統(tǒng)壽命，同時保證了系統(tǒng)的壓力并提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

13、通過平衡閥與三腔液壓缸及蓄能器，可實現(xiàn)作業(yè)過程中系統(tǒng)無動力輸入的動臂長時間懸停，并且?guī)в羞^載保護功能。同時可將外部負載的勢能進行回收與再利用，相較于傳統(tǒng)的電靜液作動器，能效更高。

技術特征：

1.一種電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)，其特征在于，包括整車控制器、電機控制器、驅動電機以及液壓系統(tǒng)；所述整車控制器通過接收外部輸入指令轉化為控制信號傳輸至電機控制器，電機控制器接收整車控制器的控制信號并發(fā)送給所述驅動電機以控制驅動電機的轉速以及轉矩；所述液壓系統(tǒng)包括液壓泵以及散熱單元，所述驅動電機通過法蘭與所述液壓泵相連接，并通過花鍵驅動液壓泵工作；所述散熱單元包括沖洗單元、板式換熱器、通氣濾芯以及沖洗油箱，所述沖洗單元包括沖洗閥和溢流閥，通過推動沖洗閥使低壓側液壓油進行沖洗，經(jīng)過板式換熱器為液壓油進行散熱，散熱完成的液壓油流向沖洗油箱后，再通過液壓泵的補油泵補充到液壓系統(tǒng)當中；所述液壓泵還包括與所述補油泵同軸一體化設置的四象限泵，所述電機控制器通過控制驅動電機正反轉，從而控制四象限泵進出油口的壓力與流量；所述補油泵通過沖洗油箱進行吸油，所述液壓泵自主判斷所述電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)的高壓側以及低壓側，將補油泵輸出切換為低壓側，防止在作業(yè)過程中產(chǎn)生吸空現(xiàn)象。

2.根據(jù)權利要求1所述的電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)，其特征在于，所述驅動電機上設置有測量轉速與轉矩的傳感器；同時整車控制器與電機控制器實時接收與處理所述傳感器的反饋信號以提高所述電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)的控制精度。

3.根據(jù)權利要求1所述的電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)，其特征在于，還包括電池，所述電池與所述電機控制器電連接；所述驅動電機、補油泵、四象限泵以及電池共同組成動力單元，為系統(tǒng)提供動力來源。

4.根據(jù)權利要求1所述的電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)，其特征在于，所述動力單元通過四象限泵的進出油口將機械能轉化為液壓能輸入所述液壓系統(tǒng)。

5.根據(jù)權利要求1所述的電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)還包括執(zhí)行單元，所述執(zhí)行單元包括：平衡閥、三腔液壓缸以及蓄能器，所述三腔液壓缸連接蓄能器，對進行作業(yè)過程中的勢能回收與利用，所述平衡閥由液控單向閥和溢流閥相連接構成，所述平衡閥設置在所述三腔液壓缸上，以實現(xiàn)三腔液壓缸長時間的負載保持，且在遇到負載沖擊時釋放壓力，起到過載保護作用。

6.根據(jù)權利要求5所述的所述的電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)，其特征在于，所述平衡閥具體用于：通過溢流閥保壓來實現(xiàn)關閉動力輸入的長時間系統(tǒng)懸停，如若液壓系統(tǒng)再次啟動，液控單向閥開啟，實現(xiàn)懸停與作業(yè)的無極切換；若懸停過程中，出現(xiàn)負載沖擊，壓力超過溢流閥設定壓力，溢流閥將會溢流泄壓以實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的過載保護。

7.根據(jù)權利要求5所述的所述的電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)，其特征在于，所述三腔液壓缸的伸出桿上設有位移傳感器，實時采集位置信號并向所述整車控制器進行反饋。

8.根據(jù)權利要求1所述的電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)，其特征在于，還包括外部水冷循環(huán)系統(tǒng)，所述外部水冷循環(huán)系統(tǒng)連接板式換熱器、驅動電機與電機控制器，所述外部水冷循環(huán)系統(tǒng)驅動冷卻液從電機控制器的冷卻管道，流經(jīng)驅動電機的液冷管道再到板式換熱器，最后回到該外部水冷循環(huán)系統(tǒng)形成閉環(huán)。

技術總結
本發(fā)明涉及液壓系統(tǒng)領域，具體公開一種電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)，包括整車控制器、電機控制器、驅動電機以及電池；所述整車控制器通過接收外部輸入指令轉化為控制信號傳輸至電機控制器，電機控制器接收整車控制器控制信號進而通過電池輸入以控制驅動電機轉速以及轉矩，所述驅動電機上設置有測量轉速與轉矩的傳感器；同時整車控制器與電機控制器實時接收與處理所述測量轉速與轉矩的傳感器的反饋信號來提高所述電動工程機械電靜液作動器系統(tǒng)控制精度；所述驅動電機通過法蘭與液壓泵相連接，所述液壓泵為補油泵與四象限泵同軸一體化設置，所述驅動電機通過花鍵驅動液壓泵工作。

技術研發(fā)人員：林添良,莊榕榕,陳其懷,繆騁,林元正,石家榕,任好玲,付勝杰,姚兆源
受保護的技術使用者：華僑大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9