随着能源和环保问题的日益突出,混合动力车辆(HEV)以其排放低、噪声低等优点而受到世界各国的高度重视。国外少数工程机械厂商已成功地开发出工程车辆混合动力节能控制系统,这些控制系统都不同程度地改善了挖掘机的节能性能和燃油经济性,取得了良好的节能减排效果。而目前国内在工程机械行业中的混合动力技术的研究仅处于探索和起步阶段,还没有能够实际应用于工程车辆的混合动力系统。本文致力于混合动力液压挖掘机控制系统的研究与设计,在综合分析了混合动力现阶段的发展情况,以及在液压挖掘机上的应用研究现状和发展趋势的基础上,提出了一种模块化的HEV系统的设计方案,将整个系统分成电液控制器、能量管理器、电机控制器和监测仪表四大模块,并采用CAN总线作为各模块间进行信息沟通的桥梁。本文详细介绍了系统的组成结构、系统的动作方式、构成系统的各部件的功能和各部件在系统中的作用、关键电路的实现以及液压挖掘机电液系统的控制原理和功率匹配方法。此外,本文还详细分析了混合动力运作机制,提出了一种基于查表计算的实用的蓄电瓶剩余电量的预估方法和混合动力能量调配方案,并在经过混合动力改造的挖掘机上进行了研究试验。研究试验的结果表明,本文提出的系统构成方案和能量管理方案是切实可行的,将其应用于混合动力挖掘机上能够达到较好的节能降噪效果。