[發明專利]基于多液壓馬達-蓄能器組合電動叉車的能量回收系統

在審

• 申請號: 202011249632.3
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112249986A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 任好玲;林添良;蔡少樂;付勝杰;陳其懷;王浪
• 申請（專利權）人: 廈門國重新能工程機械有限公司;華僑大學
• 主分類號: B66F9/22
• 分類號: B66F9/22;B66F9/24;F15B1/02;F15B11/04;F15B11/17;F15B13/06;F15B21/02;F15B21/14
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 張靈芬

本發明公開了一種基于多液壓馬達?蓄能器組合電動叉車的能量回收系統，包括控制單元及接入到主液路中的主液壓缸、蓄能器、蓄電池和兩液壓馬達?發電機單元，所述主液壓缸通過各個所述換向閥的通斷以控制與所述蓄能器之間及分別與兩所述液壓馬達?發電機單元之間的通斷；控制單元包括用于根據電控手柄的手柄信號計算出目標轉速及通過主液壓缸上無桿腔的壓力判斷當前電動叉車的負載區間，以在負載下降時根據負載區間控制各換向閥通斷的整機控制器；以及根據整機控制器輸出的目標轉速控制對應液壓馬達/發電機單元中發電機轉速。在負載下降過程中，滿足從空載到滿載的不同負載大小的能量回收需求。

技術領域

本發明涉及電動叉車，更具體地說涉及一種基于多液壓馬達-蓄能器組合電動叉車的能量回收系統。

背景技術

電動叉車作為倉儲物流的主要搬運裝備，一般需要在幾噸到幾十噸的負載下做往復舉升動作，舉升的高度范圍廣，這使貨物在下降時往往存在較大的負載重力勢能，而該部分的負載重力勢能主要以熱能的形式在節流口處耗散掉。然而，在電動叉車的整車能耗分析中，電動叉車的舉升系統能量消耗占整車的40％以上，所以對負載重力勢能的有效回收可避免負載本身勢能的浪費，針對負載重力勢能的回收利用以減少能耗，目前主要圍繞液壓式和電氣式這兩種方法開展研究。

液壓式能量回收主要采用液壓蓄能器回收重力勢能，但因在回收過程中液壓式蓄能器的壓力逐漸升高，為不影響電動叉車的正常下放，一般選擇容量較大的蓄能器。但對于重載叉車而言，其具有的重力勢能較多，故所需要的蓄能器的體積大而不適宜安裝，且不適于單獨作為儲能裝置。

電氣式能量回收主要采用液壓馬達驅動發電機輸出電能，以將重力勢能轉化成電能進行儲存，一般采用單個定排量液壓馬達驅動發電機來實現重力勢能的回收，這對負載變化區間較大的重型叉車而言，在小負載的工況下，反而會造成額外的能量損耗，工作效率低下；而且，針對重力勢能多的重型叉車，采用單個大排量液壓馬達和大功率發電機，雖然可以實現能量回收，但對發電機和電機控制器的要求較高，提高成本，且可靠性低，特別是電動叉車在重載低速情況下，發電機處于低效區，能量回收效率較低。例如，作用在重型電動叉車的舉升油缸上的負載在5-30噸之間，從空載到滿載的一個工作循環中，負載變化比最高可達到約6倍；如果以滿載時回收能量，采用單一的大排量液壓馬達和大功率發電機進行能量回收，勢必造成空載或小負載時的大材小用現象；當負載較小時，可回收功率低，此時液壓馬達處于低轉速區間，發電機工作于低效區，造成了回收效率較低的現象；同理，在負載低速下降時，發電機也進入到低效區；因此，大排量液壓馬達限制了系統的最低下降速度和最小負載，經濟適用性較窄。若采用小排量液壓馬達，顯然不適用于大負載，在大負載時仍然存在負載重力勢能損耗。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于多液壓馬達-蓄能器組合電動叉車的能量回收系統，合理分配蓄能器和馬達的使用區間，既適用于重型電動叉車從空載到滿載的負載大區間變化范圍的能量回收需求，有效解決單一大排量馬達和大功率發電機受到小負載及最低下降速度時的限制，提高能量回收效率。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種基于多液壓馬達-蓄能器組合電動叉車的能量回收系統，包括主液壓缸、蓄能器、蓄電池、兩液壓馬達-發電機單元和具有不同檔位的電控手柄，所述主液壓缸、所述蓄能器、所述蓄電池和兩所述液壓馬達-發電機單元分別接入到電動叉車的主液路中，所述主液路上分別安裝有若干個換向閥，所述主液壓缸通過各個所述換向閥的通斷以控制與所述蓄能器之間及分別與兩所述液壓馬達-發電機單元之間的通斷；

還包括控制單元，所述控制單元包括用于根據所述電控手柄傳輸的手柄信號計算出目標轉速及通過所述主液壓缸上無桿腔的壓力判斷當前電動叉車的負載區間，以在負載下降過程中根據負載區間控制各所述換向閥通斷的整機控制器；所述控制單元還包括根據所述整機控制器輸出的目標轉速控制對應所述液壓馬達/發電機單元中發電機轉速的電機控制器。