工程机械为一个多能量综合管理系统，动力系统和多种可回收能量系统如何耦合和管理也是一个非常重要的关键技术，目前大都研究能量回收系统基本上未考虑动力系统，更多的研究集中在如何高效回收能量。
以电气式能量回收系统为例，在液压挖掘机整机上应用时主要通过电池/电容进行耦合。系统原理如图8-1所示，液压缸的回油腔与回收液压马达相连，该液压马达与发电机同轴相联。液压执行元件回油腔的液压油驱动液压马达回转，将液压能转化为机械能输出，并带动发电机发电，三相交流电能经电机控制器2整流为直流电能并储存在储能元件电容当中。当系统需要时，直流电能通过电机控制器1逆变成目标频率的三相交流电能驱动混合动力电动机，与发动机共同驱动负载（液压泵）工作。系统中的电容既为液压马达回收能量的储能元件，同时也是动力驱动系统中电动机的直流电源。
图8-1 液压马达-发电机能量回收系统的应用研究原理图（一）
图8-1所示的系统有一个混合动力电动机和一个发电机，结构复杂，体积庞大，同时所有负载下降释放的势能回收再利用都经过势能-液压能-机械能-电能-电池-驱动变量泵的机械能的多次能量转化，系统中能量流动非常复杂，影响了系统的能量回收效率。为了降低液压控制阀的节流损耗，充分利用重物下落时的重力势能、惯性能，提高系统的能量回收效率，研究一种新型的耦合单元也是一个很有意义的课题。(www.xing528.com)
针对新型的耦合机构，编者提出了一种基于行星齿轮的混合动力液压挖掘机系统（图8-2），不仅利用混合动力工程机械的电量储存单元，通过液压马达-电动机/发电机把上述能量转化成电能进行回收利用，而且可以利用液压马达、行星齿轮机构直接对上述能量进行回收并利用此能量驱动变量泵，并通过行星齿轮机构有效地将混合动力系统的电动机/发电机和能量回收系统中电动机/发电机耦合在一起，使得混合动力系统和能量回收系统共用一个电动机/发电机，使系统结构紧凑。该系统一定程度解决了图8-1所示系统的不足之处，但必须针对图8-2所示的系统，研究各关键元件之间的协调控制、功率流分配等关键技术。
图8-2 液压马达-发电机能量回收系统的应用研究原理图（二）
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