国家高技术研究发展计划（863计划）先进制造技术领域

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1、国家高技术研究发展计划（863计划）先进制造技术领域“新型混合动力工程机械关键技术及系统”重点项目申请指南　一、指南说明“十一五”863计划先进制造技术领域“新型混合动力工程机械关键技术及系统”重点项目是依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和《国家高技术研究发展计划（863计划）“十一五”发展纲要》的任务要求设置的。当代工程机械是机电一体化集成度非常高的复杂工程施工装备，广泛应用于建筑、矿山、港口、公路、铁道和市政工程建设等，已成为我国国民经济发展的重要产业。长期以来工程机械的燃油消耗和排放水平都远

2、远落后于汽车工业，日趋严格的工程机械排放法规和居高不下的燃油价格都促使工程机械行业必须解决目前油耗大、排放差的问题。项目总体目标：针对国家重大工程和基础建设中工程机械装备高油耗和排放差的严峻现实，围绕工程机械动力系统的节能减排，开展新型混合动力工程机械关键技术研究，以混合动力复合方式、动力参数匹配、能量管理系统、能量回收方法以及混合动力专用部件为突破口，研制新一代混合动力液压挖掘机样机，并开展示范应用，满足作业品质和操作特性的需求，提高我国工程机械制造行业的整体水平以及竞争能力。项目主要任务：突破新型混

3、合动力工程机械总体设计与能量回收方法等若干关键技术，包括：混合动力系统的串并联动力结构形式及系统参数匹配方法、混合动力专用关键零部件、综合模拟混合动力试验系统、进出口独立调节以及能量回收方法等；研制基于混合动力系统的液压挖掘机工程示范样机。项目申请要求：项目申请者应针对指南内容，围绕项目总体目标和任务进行申请，不能只对项目部分目标或任务进行申请，原则上项目第一申请单位作为重点项目牵头单位。项目申请鼓励产学研结合，由参与单位自行组成项目申请团队（同一单位及个人只能参加一个申请团队），并提出项目牵头单位和项

4、目召集人。项目牵头单位和参加单位应长期从事液压挖掘机等工程机械整机或系统的研究开发，有较强的组织实施、技术开发、系统集成和行业推广能力。本项目采取评审择优的方式确定项目承担单位。二、指南内容7　　（一）项目名称新型混合动力工程机械关键技术及系统　　（二）项目主要研究内容和考核指标课题1、工程机械混合动力系统共性关键技术1．主要研究内容根据典型工程机械的工况与负载特点以及动力源—液压系统—执行机构的传动方式，开展如下工作：1）研究合理高效的动力复合方式，考虑传动效率、响应速度、经济性、安装空间等条件，开展

5、串联、并联及混联几种混合动力模式的性能对比分析研究，并根据工程机械的负载特性，提出适用于工程机械的混合动力系统优化模式；2）混合动力系统功率流分配管理、动力源与负载参数匹配以及动力系统机电耦合动力学特性的研究；3）研究与之相适应的控制策略，监控动力系统各元件工作状态，协调各元件之间的工作，对能量进行有效的管理；4）混合动力工程机械半物理实时仿真系统开发，用于优化动力学参数，模拟实际工况开展性能预测研究；5）典型工程机械混合动力综合模拟试验平台的研制，用于研究混合动力系统多工况负载模拟、节能特性试验等。2

6、．主要考核指标(1)小型液压挖掘机模拟混合动力测试系统1套可模拟7吨以下吨位液压挖掘机的平动和旋转等负载；可对系统重要参数进行测试；模拟执行机构自由度≥3；(2)混合动力工程机械驱动系统综合模拟测试平台1套能对混合动力驱动系统进行综合测试：l混合动力总功率：41Kw；l内燃机功率：26KW，额定转速：2200rpm；l电动/发电机额定功率：15Kw；l蓄能装置组：240V，8Ah；l最大实验压力：35MPa；l最大实验流量：>150l/min；l模拟加载频率：>10Hz；(3)混合动力液压挖掘机集成系统

7、控制器及软件1套可完成对中小型混合动力液压挖掘机的功率优化匹配和对整机的运行控制；7(1)工程机械混合动力系统半物理实时仿真平台1套。建立参数化、模块化、移植性好的混合动力工程机械半物理实时仿真模型；在典型工程机械的标准工况下，仿真结果和实际结果误差不超过5%。(2)研究成果应用于课题3的混合动力液压挖掘机样机研制中。(3)申请受理发明专利8项，软件著作登记2项，发表SCI/EI学术论文10篇。(4)培养研究生5名。课题2、基于混合动力的工程机械节能控制方法1．主要研究内容基于混合动力技术的工程机械节能

8、方法主要是针对自重和负载的动能或势能的能量回收。以势能回收以及进出口独立调节方法为突破口，主要研究：1）混合动力工程机械的单泵多执行机构系统的液压马达—发电机系统研制以及液压马达回油流量的控制优化方案；2）多执行机构进出口独立调节与控制系统研制,研究解决大惯量工况下工程机械的操控性能下降以及多执行系统耦合干涉问题；3）研制工程机械负载进出口独立调节控制多自由度模拟试验台，用于研究实际复杂作业工况下混合动力作业控制系统的动静态性能测试与运动学