本发明专利技术公开了一种电动叉车节能驾驶辅助系统及其控制方法，属于电动叉车节能技术领域，包括电子控制单元、用于控制叉车前进后退的电机、用于提供电源的蓄电池和用于控制电机旋转速度的电机控制器、用于检测电机转速的转速传感器和用于检测叉车车速的车速传感器，电子控制单元输出端与电机控制器输入端相连，电机控制器输出端与电机输入端相连，蓄电池电能输出端与电机控制器、电子控制单元相连；转速传感器输出端、车速传感器输出端与电子控制单元输入端相连；电机输出端与叉车车轮输入端相连。本发明专利技术的有益效果是：通过传感器识别电动叉车的作业工况，对电动叉车的制动能量和势能进行回收，将其转化为电能存储在蓄电池中，提高能量的利用率。高能量的利用率。高能量的利用率。
【技术实现步骤摘要】
一种电动叉车节能驾驶辅助系统及其控制方法
[0001]本专利技术属于电动叉车节能
，具体而言，涉及一种电动叉车节能驾驶辅助系统及其控制方法。
技术介绍
[0002]叉车作为一种搬运货物的车辆，在多个行业中都发挥着重要作用。随着环保法规对内燃叉车排放要求的不断提高，电动叉车赢得了市场的青睐。电动叉车与内燃叉车相比，噪声小，排放更少，节能环保。电动叉车进行作业时，蓄电池对驱动电机和液压电机供电，保证叉车前进、后退、货物举升、货物下降工况能够顺利完成，其中货物举升和货物下降工况消耗电能占比超过75％，前进和后退工况消耗电能占比低于25％。
[0003]电动叉车通过变频调速技术克服传统的液压速度控制技术的不足以及通过交流电机取代直流电机，提高了叉车工作效率，降低了能耗。负载敏感技术是一种根据负载的需求实时调节系统所需压力和流量的技术，电动叉车通过负载敏感技术调节液压油压力和流量的大小，降低电能消耗。
[0004]现有技术中部分电动叉车通过液压系统举升机构势能回收技术和制动能量回收技术来提升叉车的电能利用率，但缺乏合理高效的电机控制方案和能量管理系统；此外，电动叉车仅对电机特性与叉车工作时的实际功率要求进行了匹配，而在驾驶员进行前进、后退、货物举升、货物下降等基本驾驶操作时，没有根据叉车工况来控制电机的扭矩和功率输出，因此大大降低了能量的使用效率。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中在驾驶员进行前进、后退、货物举升、货物下降等基本驾驶操作时，没有根据叉车工况来控制电机的扭矩和功率输出导致大大降低了能量使用效率及缺乏合理高效的电机控制方案和能量管理系统的问题，本专利技术提供了一种电动叉车节能驾驶辅助系统包括电子控制单元、用于控制叉车前进后退的电机、用于提供电源的蓄电池和用于控制所述电机旋转速度的电机控制器、用于检测所述电机转速的转速传感器和用于检测所述叉车车速的车速传感器，所述电子控制单元输出端与所述电机控制器输入端相连，所述电机控制器输出端与所述电机输入端相连，所述蓄电池电能输出端与所述电机控制器、所述电子控制单元相连；所述转速传感器输出端、所述车速传感器输出端与所述电子控制单元输入端相连；叉车车轮、传动轴和电机上形成有用于将其动能势能转化为电能的电能回收单元，所述电能回收单元电能输出端与所述蓄电池电能输入端相连，所述电机输出端与所述叉车车轮输入端相连。
[0006]优选的，还包括用于控制叉车货物升降的液压举升机构和用于检测叉车受到货物压力的压力传感器，所述液压举升机构输入端与所述电机输出端相连，所述压力传感器输出端与所述电子控制单元输入端相连。
[0007]当电动叉车作业时，通过压力传感器、车速传感器、转速传感器采集电信号，并传
递到电子控制单元，电子控制单元依据电信号的强弱判断当前的作业工况。根据电动叉车工况和负载的不同，通过电子控制单元对电机扭矩和功率输出进行控制。以工作载荷、叉车行驶速度、电机转速、操作开关信号的信息作为信号输入，电子控制单元计算输出电机的扭矩和输出功率，并以闭环反馈方式不断地改变电机的扭矩和输出功率，以满足当前工况需求。将根据电子控制单元计算得到的电机扭矩和输出功率通过电信号传递给电机控制器，从而电机控制器控制电机转速，并根据所需扭矩控制蓄电池输入电机的电流大小，保证电机可以输出符合不同工况下所需的扭矩和功率。因此，在不同工况下，电机都处于节能的工作区间。
[0008]优选的，还包括用于控制电机转速及电能回收组件的能量管理系统，所述能量管理系统输出端与所述电能回收组件输入端、蓄电池输入端相连；所述能量管理系统与所述电子控制单元双向连接；所述蓄电池电能输出端与所述能量管理系统电能输入端相连。
[0009]优选的，所述电能回收组件包括势能回收单元，所述势能回收单元输入端与所述液压举升机构输出端相连。
[0010]优选的，所述电能回收组件还包括制动回收单元，所述制动回收单元输入端与所述电机输出端、所述叉车车轮及传动轴相连。
[0011]优选的，当叉车在货物下降工况时，所述能量管理系统控制所述叉车液压举升机构中的变量液压泵转速v
m
：
[0012][0013]变量液压泵流量：
[0014][0015]式中:q
hm
为变量马达流量，单位：L/min；D为升降油缸缸筒直径，单位：m；v
c
为升降油缸柱塞运动速度，单位：m/s；η
c
为升油缸工作效率；η
hm
为变量马达容积效率；Q
hm
为变量马达排量，单位：m3。
[0016]变量液压泵输出扭矩T
hm
为：
[0017][0018]式中：P
hm
变量马达入口压力，单位：Pa；η变量马达总效率。
[0019]优选的，变压液压泵的变量液压泵模型：
[0020][0021]式中：w
hm
变量马达角速度，单位：s-1
；T
g
发电机的电磁阻力，单位：N
·
m；T
f
为液压马达与发电机相连等效到变量马达上的摩擦力矩，单位：N
·
m；J
hm
为变量马达与发电机相连等效到液压马达上的转动惯量，单位：kg/m3；T
g
为发电机电磁阻力，单位：N
·
m。
[0022]优选的，货物下降工况时，其动力学方程：
[0023][0024]v＝v0+at
[0025]m＝m0+m2+0.5m1+0.5m3[0026]式中:m0为负载质量单位：kg；m1为内门架质量，单位：kg；m2为货叉架及货叉质量，单位：kg；m3为升降油缸运动部分质量，单位：kg；g为重力加速度，单位：m/s2；F
c
为升降油缸活塞杆受力，单位：N；F
f
门架运动的摩擦阻力，单位：N；a为货叉下降加速度，单位：m/s2；σ为门架旋转质量系数；v为门架下降速度，单位：m/s；v0为门架初速度，单位：m/s；t为下降时间，单位：s；
[0027]升降油缸的力平衡方程：
[0028]F
c-p
c
A
c
＝m3a
c
+b
c
v
c
+f
fc
[0029]式中:p
c
为升降油缸缸筒内压力，单位：Pa；A
c
为升降油缸柱塞面积，单位：m2；b
c
为升降油缸运动部件及负载的粘性阻尼，单位：Ns/m；v
c
为升降油缸柱塞运动速度，单位：m/s；a
c
为柱塞加速度，单位：m/s2。
[0030]本专利技术还提供了一种电动叉车节能驾驶辅助系统的控制方法，包括如下步骤：
[0031]步骤一，电子控制单元通过电机控制器控制电机旋转，完成电动叉车的前进、后退、货物本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电动叉车节能驾驶辅助系统，其特征在于，包括电子控制单元、用于控制叉车前进后退的电机、用于提供电源的蓄电池和用于控制所述电机旋转速度的电机控制器、用于检测所述电机转速的转速传感器和用于检测所述叉车车速的车速传感器，所述电子控制单元输出端与所述电机控制器输入端相连，所述电机控制器输出端与所述电机输入端相连，所述蓄电池电能输出端与所述电机控制器、所述电子控制单元相连；所述转速传感器输出端、所述车速传感器输出端与所述电子控制单元输入端相连；叉车车轮、传动轴和电机上形成有用于将其动能势能转化为电能的电能回收单元，所述电能回收单元电能输出端与所述蓄电池电能输入端相连，所述电机输出端与所述叉车车轮输入端相连。2.根据权利要求1所述的一种电动叉车节能驾驶辅助系统，其特征在于，还包括用于控制叉车货物升降的液压举升机构和用于检测叉车受到货物压力的压力传感器，所述液压举升机构输入端与所述电机输出端相连，所述压力传感器输出端与所述电子控制单元输入端相连。3.根据权利要求2所述的一种电动叉车节能驾驶辅助系统，其特征在于，还包括用于控制电机转速及电能回收组件的能量管理系统，所述能量管理系统输出端与所述电能回收组件输入端、蓄电池输入端相连；所述能量管理系统与所述电子控制单元双向连接；所述蓄电池电能输出端与所述能量管理系统电能输入端相连。4.根据权利要求3所述的一种电动叉车节能驾驶辅助系统，其特征在于，所述电能回收组件包括势能回收单元，所述势能回收单元输入端与所述液压举升机构输出端相连。5.根据权利要求4所述的一种电动叉车节能驾驶辅助系统，其特征在于，所述电能回收组件还包括制动回收单元，所述制动回收单元输入端与所述电机输出端、所述叉车车轮及传动轴相连。6.根据权利要求5所述的一种电动叉车节能驾驶辅助系统，其特征在于，当叉车在货物下降工况时，所述能量管理系统控制所述叉车液压举升机构中的变量液压泵转速v
m
：变量液压泵流量：式中:q
hm
为变量马达流量，单位：L/min；D为升降油缸缸筒直径，单位：m；v
c
为升降油缸柱塞运动速度，单位：m/s；η
c
为升油缸工作效率；η
hm
为变量马达容积效率；Q
hm
为变量马达排量，单位：m3。变量液压泵输出扭矩T
hm
为：式中：P
hm
变量马达入口压力，单位：Pa；η变量马达总效率。7.根据权利要求6所述的一种电动叉车节能驾驶辅助系统，其特征在于，变压液压泵的变量液压泵模型：
式中：w
hm
变量马达角速度，单位：s-1
；T
g
发电机的电磁阻力，单位：N
·
m；T
f
为液压马达与发电机相连等效到变量马达上的摩擦力矩，单位：N
·
m；J
hm
为变量...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘显贵，洪经纬，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：
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