[發(fā)明專利]一種電動叉車混合能量控制系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110654737.5
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113306400A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 余建軍;楊遠召;張華俊;江博;崔愛龍;張軍;熊國棟
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽合力股份有限公司
• 主分類號: B60L7/10
• 分類號: B60L7/10;B60L15/20;B60L58/10;B66F9/075
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業(yè)) 34114
• 代理人: 吳娜

本發(fā)明涉及一種電動叉車混合能量控制系統(tǒng)，包括電池能量管理單元、鋰電池總成、電機控制器、繼電器和電機；所述電池能量管理單元包括第一控制器、第一接觸器和超級電容，所述鋰電池總成包括第二控制器、DC?DC低壓直流電源、鋰電池模組和第二接觸器；所述第一控制器通過CAN總線分別與第二控制器、電機控制器通訊。本發(fā)明還公開了一種電動叉車混合能量控制系統(tǒng)的控制方法。本發(fā)明解決了電動叉車在啟動時產(chǎn)生的峰值功率對電池造成的不利影響，同時超級電容迅速放電的能力也可以彌補鋰電池功率的不足；在電動叉車制動時，超級電容由于其快速的充電能力，可以迅速的將制動產(chǎn)生的能量回收，提高了能量的回收利用率，同時也可以為鋰電池的電量進行補充。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動叉車技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電動叉車混合能量控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

電動叉車憑借其優(yōu)越的特性開始慢慢取代內(nèi)燃叉車，但由于蓄電池的續(xù)航能力短和電池能量利用率低的原因阻礙了電動叉車的發(fā)展，因此，如何提高電池容量以及提高能源回收率日益顯得尤其重要。目前，電動叉車能量回收主要是依靠叉車制動時，電機充當發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能給電池充電，或者門架系統(tǒng)下降時液壓驅(qū)動發(fā)電機將重力勢能轉(zhuǎn)化為電能。由于電動叉車的工況較為復雜，需要頻繁的啟動和制動，因此這對于蓄電池使用壽命和電芯保護是不利的，由于頻繁的啟動和制動會對蓄電池造成過功率、多電流的損害，這嚴重影響蓄電池的能量回收和使用壽命。

超級電容是通過對電解質(zhì)進行極化從而達到儲能目的的電化學原件，由于其具有活性炭多孔電極與電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)，使其具有大容量儲能空間，并且儲能過程不發(fā)生化學反應且可逆，可反復充放電數(shù)十萬次，同時具有大電流快速充放電的特性，本身具有電流充放電時間短、比功率高、比能量高、循環(huán)壽命長、工作溫度寬等特點，因此適合電動叉車大電流、較大峰值功率的特點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的在于提供一種解決了電動叉車在啟動時產(chǎn)生的峰值功率對電池造成的不利影響，同時彌補鋰電池功率的不足，在電動叉車制動時，能夠迅速地將制動產(chǎn)生的能量回收，提高能量的回收利用率，同時為鋰電池的電量進行補充的電動叉車混合能量控制系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種電動叉車混合能量控制系統(tǒng)，包括電池能量管理單元、鋰電池總成、電機控制器、繼電器和電機；所述電池能量管理單元包括第一控制器、第一接觸器和超級電容，所述鋰電池總成包括第二控制器、DC-DC低壓直流電源、鋰電池模組和第二接觸器；所述第一控制器通過CAN總線分別與第二控制器、電機控制器通訊。

所述第一控制器的控制端與第一接觸器的線圈相連，第一接觸器開關(guān)的動觸點分別與第二接觸器開關(guān)的動觸點、繼電器開關(guān)的動觸點相連，第一接觸器開關(guān)的靜觸點與超級電容的正極相連，超級電容的負極與鋰電池模組的負極、電機控制器的直流負極端共地；所述第二控制器的控制端與第二接觸器的線圈相連，第二接觸器開關(guān)的靜觸點與鋰電池模組的正極相連，第二控制器的電源端與DC-DC低壓直流電源的輸出端相連，DC-DC低壓直流電源的輸入端接在鋰電池模組的正負極的兩端。

所述電機控制器的直流正極端與繼電器開關(guān)的靜觸點相連，電機控制器的三相交流端與電機相連。

所述第一接觸器和第二接觸器均為直流接觸器；所述電機為交流電機。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種電動叉車混合能量控制系統(tǒng)的控制方法，該方法包括對電動叉車放電和制動能量回收兩個過程進行控制，

（1）電動叉車放電過程：

整車啟動時，電池能量管理單元實時獲取超級電容和鋰電池模組兩者的SOC值，若超級電容SOC值和鋰電池模組SOC值都低于10%，整車報警電量過低，停車充電；