油電混合動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)是，不但能對(duì)內(nèi)燃機(jī)輸出扭矩進(jìn)行均衡控制，使內(nèi)燃機(jī)工作點(diǎn)始終位于經(jīng)濟(jì)工作區(qū)，而且可以利用電機(jī)控制技術(shù)，對(duì)每一個(gè)液壓缸都采用閉式傳動(dòng)方案，從而取消了多路閥控制，徹底消除閥內(nèi)的節(jié)流損失，同時(shí)可以對(duì)回轉(zhuǎn)動(dòng)能、工作裝置的重力勢(shì)能等進(jìn)行回收。小松、神鋼等公司采用的就是這種方案。這種方案的最大缺點(diǎn)是，由于能量轉(zhuǎn)換經(jīng)歷了柴油機(jī)—發(fā)電機(jī)—蓄電池—電動(dòng)機(jī)—液壓泵—液壓缸、液壓馬達(dá)等多個(gè)環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都存在能量損失，因此導(dǎo)致整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程中的能量損失較大，從而在一定程度上抵消了采用這種技術(shù)所能取得的節(jié)能效果。

　　這種系統(tǒng)的另一個(gè)缺點(diǎn)是，由于能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，導(dǎo)致系統(tǒng)趨于復(fù)雜，技術(shù)要求也相應(yīng)提高，如電池壽命、電源轉(zhuǎn)換效率、重量、可靠性等，都有待進(jìn)一步提高。此外，油電混合動(dòng)力技術(shù)使挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上發(fā)生了根本變化，對(duì)整個(gè)挖掘機(jī)制造體系影響巨大，從而造成生產(chǎn)成本的上升。這些缺點(diǎn)無(wú)疑嚴(yán)重制約了油電混合動(dòng)力技術(shù)在工程機(jī)械上的應(yīng)用。
因?yàn)橛碗娀旌蟿?dòng)力系統(tǒng)的缺點(diǎn)，一些公司將研發(fā)方向轉(zhuǎn)向液壓解決方案，如美國(guó)環(huán)境署支持研究的液壓混合動(dòng)力裝置。在這種解決方案中，利用蓄能器作為儲(chǔ)能元件，采用靜壓傳動(dòng)技術(shù)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)以行走、回轉(zhuǎn)等動(dòng)作為主的行走設(shè)備，如汽車、裝載機(jī)、推土機(jī)等。這種解決方案適合于以液壓馬達(dá)為驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)備，但對(duì)于以液壓缸驅(qū)動(dòng)為主的設(shè)備如液壓挖掘機(jī)來(lái)講則不適用。

　　目前，國(guó)內(nèi)在液壓挖掘機(jī)功率匹配節(jié)能控制方面的研究比較多，但大多數(shù)都集中在傳統(tǒng)的匹配控制方案，也有為數(shù)不多的單位在研究混合動(dòng)力在工程機(jī)械方面的應(yīng)用，主要研究?jī)?nèi)容限于油電混合動(dòng)力技術(shù)方面。另外也有不少單位在研究液壓混合動(dòng)力技術(shù)，但僅限于在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，采用的仍然是靜壓傳動(dòng)方案。

　　針對(duì)油電混合動(dòng)力技術(shù)和靜壓傳動(dòng)技術(shù)的缺點(diǎn)，浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)電研究所和徐州瑞隆公司提出了一種新的液壓解決方案，利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)和液壓元件，在不改變現(xiàn)有挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)與油電混合技術(shù)相同的功能。

　　由于采用了液壓解決方案，避免了油電混合動(dòng)力系統(tǒng)中由于能量的多次轉(zhuǎn)換所造成的效率損失，而且采用的是成熟的液壓元件和技術(shù)，因此能夠以低廉的成本大幅度降低挖掘機(jī)油耗。

　　在傳統(tǒng)的功率匹配控制中，只有在峰值功率條件下才柴油機(jī)才能工作在經(jīng)濟(jì)工作區(qū)內(nèi)，而在其他非峰值功率條件下，柴油機(jī)通常工作在效率較低的空載狀態(tài)。采用扭矩均衡控制后，能使柴油機(jī)始終穩(wěn)定地工作在經(jīng)濟(jì)工作區(qū)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的功率匹配控制。

　　在本方案中，整個(gè)裝置獨(dú)立于挖掘機(jī)主液壓系統(tǒng)之外，基本上不改變當(dāng)前液壓挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外液壓挖掘機(jī)的制造體系基本沒(méi)有影響，但挖掘機(jī)的節(jié)能性卻能大幅度提高。

　　六．CAN總線在工程機(jī)械中的應(yīng)用和發(fā)展方向

　　CAN總線在汽車領(lǐng)域中得到了非常成功的應(yīng)用，但目前在工程機(jī)械中的應(yīng)用還非常有限。在汽車中，由于存在非常多的微處理器，每一個(gè)微處理器負(fù)責(zé)一個(gè)汽車子系統(tǒng)，如安全、穩(wěn)定、剎車、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、懸掛等，這些控制往往相互關(guān)聯(lián)，為節(jié)約布線成本而采用串行通訊的現(xiàn)場(chǎng)總線——CAN總線。但在液壓挖掘機(jī)中，目前遠(yuǎn)沒(méi)有那么多的智能系統(tǒng)，因此產(chǎn)生不了采用CAN總線的需求動(dòng)力。

　　但這并不意味著CAN總線在工程機(jī)械中就沒(méi)有前途。例如，在節(jié)省布線成本方面，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)旁邊設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)采集器，負(fù)責(zé)采集挖掘機(jī)的工作參數(shù)，利用CAN總線傳遞到駕駛室的顯示儀表上；另外，隨著節(jié)能控制部件的發(fā)展，也可以將駕駛室內(nèi)的操縱信號(hào)通過(guò)儀表和CAN總線對(duì)節(jié)能控制系統(tǒng)發(fā)出指令；第三，隨著液壓系統(tǒng)的發(fā)展，液壓泵、閥都在向著數(shù)字化發(fā)展，利用CAN總線則可以大量地節(jié)省布線成本。

　　七．總結(jié)

　　目前國(guó)內(nèi)的挖掘機(jī)電器系統(tǒng)還有待發(fā)展，其中最重要的是要根據(jù)挖掘機(jī)實(shí)際應(yīng)用的需求來(lái)設(shè)計(jì)電器系統(tǒng)。其中，研究挖掘機(jī)的節(jié)能控制處于非常關(guān)鍵的地位，決定了國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)今后的競(jìng)爭(zhēng)力。盡管國(guó)外挖掘機(jī)節(jié)能控制已經(jīng)發(fā)展到了非常成熟的地步，但并不意味著我們沒(méi)有一點(diǎn)機(jī)會(huì)，混合動(dòng)力汽車的發(fā)展為我們挖掘機(jī)等工程機(jī)械的的節(jié)能提供了很好的借鑒，說(shuō)明挖掘機(jī)節(jié)能還有很大的潛力可挖，樂(lè)觀估計(jì)的話應(yīng)該還有50%的節(jié)能潛力。