2.4.2 纯电动结构方案

纯电驱动系统采用动力电动机代替发动机驱动液压泵，辅以先进的液压驱动系统，并基于电量储存单元对各种负负载进行能量回收，同时系统采用变频调速，达到全功率匹配的调整，能够充分发挥挖掘机效能并且实现零排放的节能环保效果，对于节约能源以及减少整机的污染物排放具有重要意义。

目前市场上应用较多的储能单元有：镍氢电池、铅酸电池、动力锂电池、超级电容和某些工程机械上用作辅助能源的液压蓄能器等，而动力电动机主要有异步电动机和同步电动机两种。按能源和动力电动机的组合数量分成各种动力复合模式，并从成本、功率匹配以及控制系统复杂程度等对各种模式的性能特点进行分析，如表2-6所示。纯电动工程机械具有以下特点。

（1）单一的储能单元难以适应纯电驱动系统

纯电驱动既要保证每次充满电后的工作时间，又要保证挖掘重载时的爆发力，此外，由于纯电驱动工程机械中，储能单元工作在深度充放电，对储能单元的充放电次数提出了较为苛刻的要求。

（2）多电动机驱动代替发动机

在发动机驱动型工程机械中，几乎全部只有一个发动机驱动，但采用电动机驱动后，只采用一个电动机未必是一个理想的选择，毕竟工程机械的负载波动剧烈，平均功率为峰值功率的50%左右，对于单个电动机来说，其工作点分布在一个较大的区域，要求一个电动机的高效区域占85%以上较为苛刻。而采用双电动机驱动后，首先可以根据负载功率大小，合理优化电动机的工作模式，甚至可以借鉴油电混合动力技术的削峰填谷原理，一个为主电动机，另外一个辅助电动机，通过辅助电动机负载波动的补偿，使得主电动机消耗能量较小，延长储能单元的工作时间。因此多电动机驱动方式比单电动机驱动方式更为优越。

（3）控制策略

采用电动机代替发动机驱动后，电动机相对发动机在转速控制特性以及效率特性等方面均具有一定的优势，那么如何发挥电动机的优势是控制策略需要考虑的问题。包括流量如何匹配、自动怠速控制、多电动机协调控制等。

表2-6 纯电驱动系统动力复合模式分类