在港口集装箱堆场、跨区域转运等作业场景中，传统柴油动力轮胎式龙门吊（RTG）高能耗、高污染的问题日益凸显，而纯电“油改电”改造又面临转场灵活性不足、依赖充电设施、极端工况续航受限等短板。传统RTG单台每小时空耗柴油约15升，作业每标箱能耗达1.2~2.2升，不仅运营成本高昂，还会排放大量二氧化碳和氮氧化物；纯电RTG虽环保，但在无供电设施的临时堆场或长距离转场时难以适配。轮胎式龙门吊油电混合动力系统改造以“双能互补、高效节能、灵活适配”为核心目标，通过“小功率柴油机+大功率储能单元+智能协同控制”的架构设计，实现环保效益与作业灵活性的双重提升，破解单一动力模式的应用瓶颈。
双动力核心架构设计是改造的核心突破，构建“柴油机-储能-驱动”三位一体的协同体系。改造方案摒弃传统大功率柴油发电机组，采用功率降低50%以上的小功率柴油机作为辅助动力源，主要承担重载作业时的动力补充和储能单元充电任务，大幅降低怠速空耗损失；核心储能单元选用锂电池与超级电容复合储能系统，锂电池提供持续续航能力，超级电容则快速响应起升、制动等瞬时高负荷需求，提升动力输出稳定性。同时集成能量回收系统，在吊具下降、设备制动等工况下，将重力势能和动能转化为电能回收至储能单元，进一步提升能源利用效率，青岛港改造案例显示，该系统可使单箱油耗降至0.49升/自然箱，节油率达60%。动力输出端采用多电机驱动方案，通过离合器实现柴油机与电机的柔性耦合，确保动力切换平稳无冲击，适配不同作业负荷需求。
智能控制与系统集成优化是保障改造效益的关键支撑。采用PLC总线控制与变频调速一体化方案，构建智能能量管理系统，实时采集作业负荷、储能电量、柴油机工况等数据，自动匹配最优动力模式：轻载作业时切换纯电模式，实现零排放运行；重载或储能电量不足时，柴油机启动并协同电机驱动，同时为储能单元充电；长距离转场时可单独启用柴油机，摆脱充电设施依赖。系统还具备工况自适应调节功能，通过算法精准分配动力输出，避免柴油机低负荷低效运转。在结构集成上，沿用四卷筒组合驱动技术，将动力单元与驱动装置集成安装于门架底梁，降低整机重心提升稳定性，同时优化线路布局与密封防护设计，采用IP67防水防爆标准，解决港口高湿高盐雾环境下的设备可靠性问题。
配套运维与安全保障体系同步升级，提升系统全生命周期效益。搭建远程监控与能量管理平台，实时监测双动力系统运行参数、能耗数据和部件状态，生成能耗分析报告与维护提醒；引入预测性维护算法，针对柴油机、储能单元、驱动电机等核心部件进行状态监测，提前预警故障风险，降低停机维修时间。安全设计上，设置多重动力冗余保护，当任一动力单元故障时，系统自动切换至备用模式并报警；储能单元配备过充、过温、过流保护装置，柴油机排气端加装尾气处理系统，进一步降低污染排放。此外，保留应急手动控制模式，确保极端情况下作业可控，全面提升系统安全冗余。
油电混合动力系统改造的应用价值显著，成为港口绿色转型的优选方案：其一，节能减排效果突出，单台RTG节油率普遍可达50%~60%，武汉港改造后单台年减排二氧化碳约303吨，青岛港改造设备单箱油耗较传统机型降低60%；其二，运营成本大幅降低，不仅减少柴油采购费用，小功率柴油机维护成本也降低50%以上，单台设备寿命周期内可节约运营成本数十万元；其三，作业灵活性全面提升，兼顾固定堆场环保作业与跨区域灵活转场需求，无需依赖专用充电设施，适配更多元作业场景。目前，该改造方案已在青岛港、温州港、武汉阳逻港等多个港口成功应用，其兼顾环保与机动的核心优势，为港口重型装备能源升级提供了灵活可行的技术路径，推动智慧港口绿色转型向更适配、更高效的方向进阶。
