三一重工在2009年北京工程机械展会上推出了一台油电混合动力挖掘机SY215CHybrid，实际上并不是真正意义上的混合动力系统，而是针对上车机构采用了液压马达和电动机/发电机组成的混合动力驱动。如图5-74所示，进行回转动作时，先导阀动作，回转制动解除，先导油推动主阀芯动作，高压油进入回转装置驱动液压马达，同时电机控制器将蓄能器装置储存的电能转化成交流电驱动电动机，和液压马达一起共同驱动回转装置。制动动作时，高压油不进入液压马达，平台靠惯性继续转动，电动机工作在再生制动模式，将机械能转化成电能储存在电量储存单元中。
与三一重机的结构相类似，东芝重工的方案增加了一个换向阀连接液压马达两腔，但是取消了溢流阀。转台加速时，由电动机和马达同时驱动，如图5-75所示。减速时，换向阀短路液压马达，制动转矩由电机来承担。这种结构可以使液压马达的排量减小一半。这种结构比阀控马达系统回转节能30%。此外该方案最显著的优点是不需要动力电动机对电容充电，也就是说这种方案可以做成一个独立的节能回转系统，而不需要与混合动力系统配套使用，这样可以减少成本。
图5-74 三一重机混合式上车机构回转驱动系统
图5-75 东芝重工电动机/液压马达混合驱动系统
图5-76所示为日立建机回转复合驱动系统结构图，在原来液压马达驱动轴上增加了回转电机，采用水冷永磁同步电机，安装在液压马达和减速器之间，电动机的加减速转矩由中央控制器来控制。采用这种结构主要是从回转系统控制的角度出发，因为电动机驱动回转系统在操作性以及回转复合动作方面的控制难度可以通过电动机/液压马达混合驱动的结构来降低。
卡特匹勒电动机/液压马达混合驱动系统如图5-77所示，此系统与日立建机方案的不同之处是，在液压马达两腔增加了一个换向阀并且配置了一个小功率电动机，这种结构主要考虑纯电动机驱动方案的电动机功率较大而增加成本。在精细作业时，该换向阀接通，液压马达相当于被短路，这时由电动机驱动转台的加速和减速；正常回转加速时，电动机辅助马达同时驱动转台，这样马达的负载将减小，从而可以避免溢流阀上的损耗；正常回转减速时；回转电动机根据超级电容的SOC来决定电动机的制动转矩，如果SOC不超过范围，则电动机工作在发电模式，减少液压制动转矩，从而可避免溢流阀上的损耗，如果SOC超过范围，则电动机不发电，由溢流阀消耗转台动能。(www.xing528.com)
图5-76 日立建机混合动力挖掘机的回转复合驱动系统
图5-77 卡特匹勒电动机/液压马达混合驱动系统
本书编者提出了一种基于液压蓄能器-电池的液压马达电动机混合驱动系统，并研制了相应的样机，如图5-78所示，与三一重机、日立建机等不同的是，储能单元液压蓄能器+锂电池代替了目前技术不成熟且价格昂贵的超级电容。转台制动和起动时的瞬时大功率通过液压蓄能器-液压马达吸收或提供，转台的转速控制特性主要通过电动机保证。考虑到能量转换环节最小原则，以液压蓄能器压力和电池压力平衡为目标，提出一种以液压马达驱动优先和电池SOC动态修正的转台双动力协调技术。该机型就回转制动单执行器来说，节能效果达到了45%以上，成本只需要增加一个液压蓄能器、较小功率的电动机和锂电池。
图5-78 华侨大学液压挖掘机上车机构液压马达电动机混合驱动系统
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