【应用】WIMA powerblock电容模组用于重型轮式装载机，节约25%的能量消耗

时间： 2021-07-30 来源：WIMA

技术问答

WIMA在双层电容器的定制储能模块构建方面拥有多年的经验，能够根据用户设计和构建个性化解决方案。本文介绍在带VISEDO混合驱动的轮式装载机中的应用。

重型轮式装载机配备功率约为300kW的柴油发动机，可同时驱动车轮和液压系统。由于具有双重功能，故很少在最佳运行工况下运行，最重要的是因为轮式装载机宁愿转轨也不走远路。实际上柴油发动机对此反应太慢，这与电动马达完全不同：它们在几毫秒内从关闭状态到提供完整的发动机扭矩，负载循环变化的运行效率更高，并且当它们启动时，能够以某种方式施加牵引力，以确保车轮即使在泥泞的地面上也不会打滑，这一切发生在几乎无声的情况下，这以同样的方式减轻了司机、工人和居民的负担。

柴油发动机功率仅为120kW而不是300kW的轮式装载机将能够利用这些优势。它以几乎恒定的转速运行并驱动125kW发电机产生交流电，该交流电由300A转换器转换为直流电，用于安装在车轮附近的四个75kW电动机，这些电动机驱动车轮并产生再生制动。它们由200A逆变器控制，该逆变器同时将回收的制动能量传导至功率为1兆焦耳的PowerBlock 电容模组。

通过这种方式，在客户项目中实现了25%的消耗节约。由于重型工程机械、港口起重机或农业机械的燃料消耗量通常为每小时20升，因此在4,000运行小时内可节省多达20,000升柴油，二氧化碳排放量减少至近 53吨/年。因此，混合动力将在两到四年内收回成本，因为与汽车相比，有一个主要优势：由于在移动机械的操作期间有许多短的功率峰值，它使用低价的电容器而不是昂贵的电池来缓冲功率，这使得混合动力车更实惠并保护环境。由于几乎免维护的电动机吸收动态负载，因此维护成本也降低了。

由于极高的功率峰值和不利的环境条件，混合移动机械意味着对部件的要求很高，这些部件必须分别按照严格的IP标准进行防尘、防尘和防水封装，并进行10G振动试验和50G冲击试验。

WIMA PowerBlock 储能模块的设计从一开始就旨在满足移动重型应用的要求。

1. 模块化设计使得产品灵活地适应各种应用需求；

2. 专为重型移动作业机械中的高循环负载而设计；

3. 水或水/乙二醇混合冷却；

4. 温度范围为-40... +65℃；

5、IP69级封装；

6. 效率高达97%；

7. 高环境温度适应性，使用寿命长，>90,000小时；

8. 集成CMS（电容器管理系统），包括控制、保护、监测和通信功能（CANopen，SAE J-1939）

9. 人性化的维护和服务界面。

客户选择WIMA的优势有：

1. 拥有10年制造和现场经验，具有高水平的专业知识；

2.可针对以下几方面进行个性化设计：

-环境适应性

-空间需求

-安装

-连接组件

3.将容值为350F 至 3,000F的单个电容串联或并联连接，可提供灵活的电容或电压选项；

4.每个电容均由激光进行可靠焊接；

5.可提供符合IP25~IP69K要求的坚固的、抗振动的结构；

6.可提供各种技术选择，例如：

-温度监测

-过电压信号

-电压监测

-工业连接器/CAN连接器

-适应应用的冷却方式

-自定义保护等级

7.符合 IEC 62576/DIN EN 62391-l的脉冲电流、耐久性和电压测试；

8.可提供样机和小批量生产服务；

9.可为连接电源提前做好准备。

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