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内容大纲
本书针对液压挖掘机的电动化，从工程机械电动化的背景和意义入手，详细介绍了液压挖掘机的基本知识和电动化的关键技术；重点对电动挖掘机的动力系统和驱动方案、主驱电动机及其矢量脉宽调制原理、新型电液控制系统建模及参数优化、新型自动怠速控制技术、基于变转速控制的变压差闭环控制负载敏感系统和基于电动机控制的新型恒功率控制等展开深入的讨论；结合目前的总体研究进展，对各种典型的电动化工程机械样机案例进行介绍和分析。最后，总结了电动工程机械与其他领域应用的电驱动技术的差异，剖析了电动挖掘机技术发展瓶颈与难点，并对未来发展趋势进行了分析。
本书为有志于促进工程机械电动化的技术人员提供研究方向、关键技术和典型案例，可作为机械工程类、电气工程类本科生、研究生的教材或主要参考书，也可以作为专业技术人员和管理人员的专业培训用书。 -
作者介绍
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目录
前言
第1章 工程机械电动化的背景和意义
1.1 工程机械节能的背景和意义
1.2 工程机械动力节能技术
1.2.1 基于内燃发动机的功率匹配技术
1.2.2 混合动力技术
1.2.3 CNG/LNG工程机械
1.2.4 双动力工程机械
1.3 电动挖掘机简介
1.3.1 电动挖掘机的定义
1.3.2 电动挖掘机的优势
1.3.3 电动挖掘机的类型
1.4 电动汽车关键技术在电动挖掘机技术的移植性
1.5 工业用电动机驱动技术难以直接移植到工程机械
1.6 工程机械油电混合动力系统的相关技术在电动领域的移植性
1.7 本章总结
第2章 液压挖掘机简介和电动化关键技术
2.1 液压挖掘机概述
2.1.1 挖掘机分类
2.1.2 挖掘机发展历程
2.1.3 挖掘机液压系统的基本动作分析
2.2 挖掘机常用液压系统工作原理
2.2.1 液压系统概述
2.2.2 负流量、正流量系统
2.2.3 负载敏感系统
2.3 液压系统的控制策略
2.4 挖掘机工况分析
2.4.1 挖掘工况
2.4.2 液压挖掘机的工况特点
2.5 电动挖掘机主要关键技术
第3章 电动挖掘机动力系统和驱动方案
3.1 动力系统特性分析
3.1.1 储能单元及管理系统
3.1.2 电动机
3.1.3 液压泵
3.1.4 动力驱动结构方案
3.2 动力总成复合模式
3.3 电动挖掘机执行器
3.3.1 直线运动执行器
3.3.2 旋转运动执行器
3.4 典型电动挖掘机驱动方案
3.4.1 改装型电动挖掘机方案
3.4.2 锂动力蓄电池供电型电动轮式挖掘机方案
3.4.3 电网蓄电池复合供电型电动挖掘机方案
3.4.4 分布式电动机驱动电动挖掘机方案
第4章 电动挖掘机主驱电动机及矢量脉宽调制原理
4.1 永磁同步电动机简介
4.2 永磁同步电动机数学模型
4.2.1 矢量坐标变换
4.2.2 三相静止坐标系下永磁同步电动机的数学模型
4.2.3 两相静止坐标系下永磁同步电动机的数学模型
4.2.4 两相旋转坐标系下永磁同步电动机的数学模型
4.3 液压泵的数学模型分析
4.4 空间矢量脉宽调制原理
4.4.1 空间矢量脉宽调制的基本原理
4.4.2 空间矢量脉宽调制技术的实现
4.5 永磁同步电动机矢量控制策略
4.5.1 滑模变结构控制的基本原理
4.5.2 基于滑模转速观测的闭环矢量控制系统
4.6 矢量控制系统调节器设计
4.6.1 电流PI调节器的设计
4.6.2 转速滑模控制调节器的设计
4.6.3 控制器的离散
4.7 电动机控制策略仿真
4.7.1 Simulink模型建立与仿真
4.7.2 AMESim-Simulink联合仿真
第5章 电动挖掘机新型电液控制系统建模及参数优化
5.1 电动挖掘机新型电液控制系统简介
5.2 系统速度控制数学模型的建立
5.2.1 含液压蓄能器的电液速度控制系统
5.2.2 无液压蓄能器的电液速度控制系统
5.2.3 系统控制特性分析
5.3 关键元件参数优化设计方法
5.3.1 系统流量计算
5.3.2 液压泵参数匹配
5.3.3 电动机参数匹配
5.3.4 动力蓄电池参数匹配
5.3.5 液压蓄能器参数匹配
第6章 电动挖掘机新型自动怠速控制技术
6.1 异步电动机驱动型电动挖掘机自动怠速控制
6.1.1 新型自动怠速系统简介
6.1.2 分段划分规则
6.1.3 分段控制策略
6.1.4 液压蓄能器与最大负载的压力适应补偿压差优化策略
6.1.5 试验
6.2 永磁同步电动机驱动型电动挖掘机自动怠速控制
第7章 基于变转速控制的变压差闭环控制负载敏感系统
7.1 基于变转速控制的定量泵负载敏感控制策略
7.1.1 基于变转速控制的定量泵负载敏感系统方案分析
7.1.2 闭环控制算法
7.1.3 控制策略
7.1.4 系统仿真
7.1.5 试验
7.2 基于变转速控制的变量泵负载敏感控制策略
7.2.1 基于排量自适应变转速控制的负载敏感系统方案分析
7.2.2 基于分级压差控制的排量自适应变转速控制策略
7.2.3 仿真
7.2.4 试验
7.3 基于变转速控制的正流量液压系统
7.3.1 基于变转速正流量控制系统方案分析
7.3.2 基于变转速的正流量系统控制策略
7.3.3 正流量系统仿真
7.3.4 正流量系统试验
第8章 基于电动机控制的新型恒功率控制
8.1 分段恒功率控制方案设计
8.1.1 基于动力锂蓄电池放电特性的恒功率控制
8.1.2 基于温度控制的恒功率控制
8.2 分段恒功率控制仿真
8.3 分段恒功率控制试验
8.3.1 试验平台
8.3.2 试验结果及分析
第9章 电动化工程机械典型案例
9.1 总体研究进展
9.2 典型样机介绍
9.2.1 改装型电动挖掘机
9.2.2 移动电源车供电型电动挖掘机
9.2.3 蓄电池供电型电动挖掘机
9.2.4 电网蓄电池复合供电型电动履带式挖掘机
9.2.5 全电动挖掘机
第10章 总结与展望
10.1 总结
10.2 电动挖掘机技术发展瓶颈与难点
10.3 未来发展趋势
10.3.1 电机泵一体化及大转速范围高效、高动态响应
10.3.2 集液压参数反馈的电动机控制器
10.3.3 电动机直驱式电液复合缸
10.3.4 机电液高度一体化趋势
10.3.5 智能化
10.3.6 无线充电技术
10.3.7 动力蓄电池材料呼唤革命
10.3.8 燃料电池
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