随着世界经济一体化进程的不断发展,起重机在港口和越来越多的领域得到广泛的应用。由于能源价格的急速攀升和环境保护的进一步要求,传统起重机高耗能,低效率的缺点日益凸现,因此各国纷纷加强对起重机节能技术和绿色制造技术的研发,绿色化成为港口机械的发展趋势。本文设计的混合动力起重机系统主要由柴油发电机组、超级电容器、双向DC-DC变换器和工作电机构成。通过超级电容器,将重物负载下降回馈的能量储存起来,充分利用回收的再生能量作为动力补给,可以大大提高了能源利用率,这样就将原来消耗在制动电阻上的能量完全利用起来,从而达到节能环保的目的。本文主要研究混合动力起重机系统的原理以及各器件特性,并制定系统最优控制策略,改进柴油发电机组性能,降低发动机装机容量,充分回收负载势能,提高系统能量利用率。本文主要以25T轮胎式起重机作为研究对象,对整个混合动力起重机系统进行详细的理论分析,拟定混合动力起重机系统控制算法,设计软开关双向DC-DC变换器,并进行系统实验,分析节能效果。(1)分析混合动力起重机系统原理和组成,包括柴油发电机组、超级电容器、能量管理系统、双向DC-DC变换器的工作原理及特点,为合理选配柴油发电机组、超级电容器提供理论依据；(2)根据混合动力起重机系统的特性,设计相应的各种控制策略,包括柴油发电机组控制策略、能耗制动控制方式、超级电容器能量控制策略、双向DC-DC充放电控制方式等；(3)设计了软开关双向DC-DC变换器,主要介绍系统实际中使用的移相控制全桥软开关变换器,研究双向DC-DC变换器的控制策略,并进行系统实验,验证整个系统工作原理的正确性、混合动力起重机控制策略以及双向DC-DC软开关控制器控制策略的合理性,并对实验数据进行分析,并最终得到了能反映系统节能效果的节能比。