【摘 要】本文结合笔者的实际工作经验，对混合驱动技术的应用现状进行简要的分析，首先概述混合动力系统的分类及特点，再对对混合驱动技术在建筑机械领域进行应用的可行性进行较为系统的分析，并阐述其发展方向，以促进建筑机械混合驱动技术的发展。
【关键词】建筑机械；混合驱动技术；应用
前言
建筑机械是工程项目施工过程中应用到的机械设备的总称，建筑工程的机电一体化与集成化程度相对较高，在现代公路及桥梁等项目的建设中得到了广泛的推广与应用，对我国的国民经济发展起着巨大的促进作用。目前，我国将“新型混合动力工程机械关键技术及系统”列为重点项目。以混合动力复合方式、能量管理系统、动力参数匹配 能量回收方法等混合动力技术逐渐成为建筑机械主要的发展方向。本文主要围绕混合动力技术展开探究，以供参考。
1.建筑机械应用概述
建筑机械主要包括挖掘机械、压实机械、桩工机械、路面机械、钢筋加工机械、混凝土施工机械、装修机械等。其中大部分机械热动力源作为动力系统。在施工过程中，会损耗较大的能量、对环境保护不利，加上作业成本高、使用寿命短等缺陷，直接影响了工程的经济效益。
1.1现行混合动力技术原理
混合动力技术原理是比较复杂的一个问题，在我们研究过程中，主要就是将内燃机、电气、机械、能源技术事项进行研究。
对于混合型动力技术来说，将能量转换器用来提供较为充足的能量，带动各种不同的发动机的运行，在进行不同类型的发动装置的运用过程中，努力突破现有的束缚，使电气设备能够改头换面，不断捕捉到更加新颖的动力来源，使自身的建设能力得到有效提升，在各种机械的带动下，完成运行工作，带动汽车前进。
1.2现有混合动力技术发展现状具体研究
首先来说串联式混合动力技术，它是一种直接利用电能进行对发动机的驱动装置，在带动车轮运行的时候，运用储能装置对发动机的输出与电动机进行有效调节，完成驱动。这种驱动方式比较简单，但是能量耗费较大，而且带动提升的汽车行驶距离不长，隔一段路程就需要加一次电，一般多用于大型汽车的驱动上。
其次是并联式混合动力技术，它是一种靠多种机械共同带动的驱动模式，通过对发动机对变速装置与驱动桥的连接，来平衡发动机的荷载，产生高效率的能量，在驱动过程中，能够将能量源源不断地进行供应。这种方式比较迅速地解决了各种困难，但是其操作比较复杂，一般只运用到高速行驶的汽车上的。
混联式动力技术就是将串联与并联的技术进行融合，在进行全新的驱动过程中，使其效果更加明显，不论是对发动机的要求，还是全面电动的驱动都有较大的提升，在进行全面的能量供应期间，对全面的技术进行了有效控制，帮助更多的动能得到了有效进步，在完善过程中，也对相应的制动等事项进行了可行性的分析与改观，使整体的混合动力效果能够突出出来，不断进行改变，使自身的建设效果能够真正得到有效提升。虽然这项技术的效果比较突出，但是其设计要求比较高，设计费用也是比较高昂的，所以使用困难也是相当突出的。
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2.混合动力驱动的优势
（1）由于采用了两种动力源、智能化的搭配和转换，可以媲美更低排量车的燃油经济性。一般排量1.5L的综合工况油耗可达4.7L/100km。
（2）由于在城市工况占绝大多数的行驶环境里，主要由电动机驱动车辆，大大降低排放。可以满足最严格的排放法规。
（3）混合动力不仅在燃油消耗上具备优势，在动力性也同样具有一定的优势。当车辆在需要大扭矩输出时，除了普通发动机输出扭矩外，电动机也可以辅助输出动力。这样完全可以媲美高排量车的动力性。
（4）由于车辆在中低速时，采用电机进行驱动，大大降低了发动机的噪音。
3.混合驱动技术在建筑机械中应用可行性及发展趋势
3.1混合驱动技术的分类
在综合考虑系统的节能、排放、成本等因素的基础上，混合驱动技术可分为串联、并联、混联三种驱动类型。在串联混合动力系统中，主要组成部分为内燃机、发电机、电池（组）、电动机、控制系统等部分，内燃机带动发电机发生，当产生电能大于施工功率时，多余的能量储存在电池组中；当电机产生电能小开施工功率时，电池组电能补充能源不足的部分，共同输出到电动机，以此驱动机械施工作业。该系统具有传动链短、结构简单、效率高等优点，但其存在复杂的电控系统，制造和维护成本较高、着能量利用率低。
与串联混合动力系统有所区别的是，在并联混合动力系统中，主要通过内燃机和电机的热动力源、电动力源，在一定的混合度匹配下驱动机械进行施工作业。根据不同的负载功率，来确定相应的动力混合度，进而确定内燃机的输出功率，使内燃机工作一直处于经济区或保持关闭的状态，相对来说，这种系统结构较简单，两种不同的动力源可以同时或者单独应用驱动机械，因而具有较高的能量利用率，应用技术相对成熟，所以在建筑机械中得到广泛的应用。混联混合动力系统则是串联系统与并联系统的综合，综合了两种驱动系统的优点，能够实现较为复杂的动力源组合和功率传递路线。但与并联式比较，其结构布置过于复杂、操作控制系统复杂、技术不够成熟、零部件数量较多、制造成本高等确定，目前其在建筑机械中的应用还有待进一步发展。
3.2应用可行性
由混合动力汽车的发展历史以及上述的分析可知，工程机械作业工况负载冲击大且具有强变突变的特点，混合驱动技术在建筑机械中的应用中会出现动力源各部件之间难以协调控制、能量回收难度加大以及对专用元器件的要求提升等问题，因此需要解决以下关键的技术问题：
（1）对机械动力学特征进行准确分析。建筑机械的作业环境大多都比较恶劣，负载多变，能量消耗较高。为准确应用混合驱动技术，需要对其动力学性能进行准确分析。
（2）能量转换、存储及回收系统。建筑机械的能量损失主要发生在液压系统等部分，因此必须首先考虑如何将损失的能量进行有效回收。这就要求在设计能量回收系统时需要根据工程机械的种类、液压系统的不同特点，研究出合理的结构方案以及系统关键元件结构参数的全局匹配，并且选择合适的储能元件，以提高能量回收利用率。
（3）优化混合驱动系统操控性能。根据混合动力系统自身的特点，及不同的机械作业需求，对液压系统的控制及其自身调节来保证操纵性。其他关键技术，如动力耦合器等关键部件的研究，能量回收系统的设计，动力混合系统参数的匹配等，都是影响机械整体性能的重要因素。
3.3应用发展趋势
从目前的国内外发展情况来看，混合动力建筑机械仍处于试验起步阶段，还未进行大量生产和投入使用。在全球能源面临短缺和对环保日益关注的今天，人类日益增长的物质文化需求与逐渐严峻的环境污染问题间的矛盾越来越突出，为了使人类社会不断向前发展，混合驱动技术将在建筑机械领域中具有更广泛的应用前景。
4.总结语
本文主要围绕对混合驱动技术的应用现状进行简要的研究，要想使混合驱动技术更有效地应用到建筑机械领域中，必须对其能量回收与控制、动力参数匹配、系统和关键元件的可靠性以及机械动力学分析等关键技术进行探究，寻求有效的解决办法。随着混合驱动技术发展的进一步成熟，其将更广泛地应用于建筑机械领域中。
参考文献：
[1]刘昌盛，张大庆，蒋苹，谭青.工程机械混合动力技术的发展与应用[J].建筑机械，2011（09）
[2]纪士斌，范同顺.建筑机械基础（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2010
论文作者:刘小刚
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第10期
论文发表时间:2016/8/17
标签：建筑机械论文; 技术论文; 混合动力论文; 能量论文; 系统论文; 机械论文; 动力论文; 《低碳地产》2015年第10期论文;