电动叉车的关键技术

关注:205     发表时间:2018-08-28 16:52:08

欧美发达国家电动叉车所占整个叉车市场的比例已经达到70%左右,而我国电动叉车的发展却仍然处于初级阶段,这主要有以下两个方面的原因:随着人们环保意识的不断增强,欧美发达国家已经颁布了与环境相关的法律法规,对机动车辆的排放标准进行了严格限制;发达国家有着成熟的技术储备,能够生产出高性能并且适应各种应用场合的电动叉车。随着国内人们生活条件的改善,会有越来越多的人关注环境污染给人类带来的不良影响,相信国内相应的环保法规也会逐步完善,在这种条件下,中国叉车企业要想继续保持市场竞争力,就必须攻破电动叉车的技术壁垒,自己生产出高性能的电动叉车。

电动叉车的核心技术主要体现在电机驱动技术、控制技术以及电池技术这三个方面。在电动叉车发展前期,由于直流电机机械特性良好、调速简便,因此被选为电动叉车的驱动电机,但在另一方面,直流电机结构相对复杂,而且具有碳刷和换向器,在使用的过程中很难维护。正因为直流电机这些缺陷的存在,各国企业在很长一段时期内致力于交流驱动系统的研究,力求用交流电机取代直流电机。随着矢量脉宽调制技术以及变频调速技术的不断成熟,在调速性能上交流电机与直流电机相差已经不大,而交流电机的过载能力、制动能力以及维护性能是直流电机不能比的,在这种优劣对比明显的情况下,国外很多企业纷纷用交流电机取代了直流电机,用交流驱动系统取代了直流驱动系统,而国内电机技术发展缓慢,直到2003年,国外的交流驱动系统电动叉车才流入中国,中国的交流驱动系统技术仍然处于初级阶段。

随着电机驱动系统的革新,控制技术也得到了迅速发展,特别是模糊控制、神经网络、自适应等一系列新型控制理论的发展与应用,使得电动叉车控制系统性能不断提升,无论是响应速度、控制精度,还是系统稳定性方面都取得了前所未有的进步,电动叉车在逐步实现数字化、智能化。国外有很多企业针对电动叉车的类型已经开发设计出了专用控制器,不仅集成度高、使用方便,而且性能优越。对于国内而言,虽然也有很多企业在控制器方面做了开发与研究工作,但由于底子薄、起步晚,很多核心技术仍然依赖于国外技术厂商,控制技术相对于发达国家而言还存在较大差距。

动力电池是电动叉车的动力来源,为满足电动叉车的各项性能要求,迫切需要生产出安全性好、寿命长、成本低、比能量高、倍率性能及低温性能好的蓄电池。在动力电池的各项性能指标中,比能量直接决定电动叉车的续驶里程,提高动力电池的比能量对于电动叉车的发展具有重要的意义,这也是当前动力电池企业迫切需要解决的重要问题之一。目前市场上可选择的动力电池主要是铅酸蓄电池、镍氢电池以及锂离子电池,其中铅酸电池是最原始的动力电池,性能最差,也最便宜,锂离子电池性能最好,价格也最高。

动力电池技术除了要提高电池本身的性能以外,还必须要保证电池能量能够得到合理且有效的利用,从而进一步保证电动叉车的动力性能和持续使用时间。在电池使用的过程中,电池组可能会面临一系列的问题,比如过充、过放以及短路等;由于电池特性的复杂性,生产厂商无法保证电池组中每节单体电池的性能一致,而且这种电池间性能的差异在不采取措施的情况下会随着使用时间的加长而加剧;动力电池都会有自放电效应,即在静置的条件下,电池内部仍然会进行缓慢的化学反应,而这种化学反应必然会伴随着能量的消耗,有时甚至会造成电池不可逆转的损坏;电动叉车电池荷电状态的作用与内燃叉车油表的作用类似,都是判断叉车续驶里程或剩余工作时间的必要条件,但是剩余电量不像剩余油量可以直接看到,必须通过电池的状态信息间接估算而得到。由于面临以上种种问题,必须针对电池组设计开发一套电池管理系统,使动力电池组能够得到更加合理且有效的利用,从而也进一步保证电动叉车的正常工作。电动叉车动力电池技术一直是制约其规模发展的技术瓶颈。电池技术要发展,一方面要对化学电源学科提出更高的要求,生产出品质优良的电池,另一方面也要提高电池管理系统的性能,延长电池寿命,保证其性能的充分发挥。一个良好的电池管理系统应该能够对电池进行实时准确的监测和有效的管理,延长电池的使用寿命,提高电池的能量利用效率,保证电池的可靠性、安全性,并最终降低动力电池应用到叉车上的成本。


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