一种电动叉车能量回收装置及方法、电动叉车与流程

本发明属于特种工程机械智能控制。尤其涉及一种电动叉车能量回收装置及方法、电动叉车。

背景技术：

1、叉车在叉取、堆垛货物时，货物下降的重力势能以热能的形式损失了。而热能会使油泵及液压元件在工作时磨损加快，使液压系统泄露增大，效率降低。叉车在作业时，会发生频繁地制动，而制动能没有被很好地利用导致浪费掉了。叉车在作业时货物的下降和叉车制动时，这部分能量被浪费掉了。因此，合理的回收利用叉车货物下降的重力势能和行车制动能非常重要，因为它不仅可以为货物下降提供制动力矩，实现了能量的再利用；而且在叉车频繁制动时提供制动力矩，达到减速制动的目的。

2、由于叉车自身的结构和工作特性使得叉车在作业工作时可以进行能量的回收，所以研究叉车货物下降的势能就很有必要。但现有技术中对叉车能量的回收机构结构复杂，对能量的回收利用利用率低。

3、又因蓄电池充放电能容量有限，且缺少有效扩容措施，无法做到电动叉车能量的充分高效回收和利用能量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电动叉车能量回收方法，能够实现了能量的回收和再利用，达到了节能的效果。

2、为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一方面，本发明提供了一种电动叉车能量回收装置，该装置包括：发电机，pwm整流器，储能电池，动力电池，逆变器及电池能量管理系统；

4、所述发电机，通过液压马达带动旋转产生交流电能；

5、所述pwm整流器，用于将产生的交流电处理为直流电，并存储

6、于储能电池当中；

7、所述存储于储能电池，一方面将储存电能供电动叉车使用；另一方面为与动力电池充电；

8、所述逆变器，用于将存储于储能电池或动力电池释放的直流能转换为交流电；

9、所述电池能量管理系统，用于根据发电机的输出电压及负载电压的大小，对储能电池进行充放电管理。

10、在一种实施方式中，所述储能电池储能元件为使用超级电容。

11、在一种实施方式中，所超级电容利用双向dc/dc变换器进行充放电。

12、第二方面，本发明提供了一种电动叉车能量回收方法，所述方法包括：

13、当电动叉车在货物下降时，重物所形成的高压液压油通过带动液压马达旋转，使发电机旋转产生交流电能；

14、将交流电转换为直流电存储于超级电容中；

15、通过对超级电容的充放电分析，得出超级电容的充放电性能参数；

16、根据发电机的输出电压及负载电压的大小，对超级电容进行充放电管理，实现能量的回收和再利用。

17、在一种实施方式中，所述通过对超级电容的充放电分析包括充电分析和放电分析两部分，其中，

18、所述充电分析过程包括：

19、确定超级电容的充电电压函数；

20、确定超级电容的充电电流函数；

21、确定电阻上损耗的能量；

22、根据充电电压、充电电流及电阻上损耗的能量得出超级电容的充电效率；

23、所述放电分析过程包括：

24、确定端电压与放电时间的函数；

25、确定等效电阻上消耗的能量；

26、根据端电压与放电时间及等效电阻上消耗的能量得出超级电容的放电效率。在一种实施方式中，所述超级电容的充电效率为：

27、

28、其中，

29、所述超级电容的放电效率为：

30、

31、其中，其中，u为超级电容的充放电电压，u。为超级电容的初始端电压。

32、在一种实施方式中，所述发电机的输出电压及负载电压的大小，对超级电容进行充放电管理包括：

33、当超级电容的小于发电机的输出电压时，发电机通过pwm整流器直接对超级电容进行充电；

34、当超级电容的电压大于负载的电压时，通过持续放电释放能量；

35、当超级电容的电压不满足充放电条件时，通过利用双向dc/dc变换器进行升降压来实现持续重放电过程。

36、在一种实施方式中，当超级电容的电压不满足充放电条件时，通过利用dc/dc变换器进行升降压来实现持续重放电过程，具体包括：

37、当超级电容的电压大于等于发电机的输出电压时，通过dc/dc变换器将发电机的输出电压提高，实现超级电容继续充电；

38、当超级电容的电压小于负载的电压时，通过dc/dc变换器升压后继续释放能量。

39、第三方面，本发明提供了一种电动叉车，所述电动叉车上安装有上述任意一项所述的电动叉车能量回收装置。

40、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

41、本发明提供的电动叉车能量回收方法和系统，合理的回收利用叉车货物下降的重力势能非常重要，因为它不仅可以为货物下降提供制动力矩，实现了能量的再利用；从而实现了节能的目的，同时也延长了叉车的作业时间。

技术特征：

1.一种电动叉车能量回收装置，其特征在于，该装置包括：发电机，

2.根据权利要求1所述的电动叉车能量回收装置，其特征在于，所述储能电池储能元件为使用超级电容。

3.根据权利要求2所述的电动叉车能量回收装置，其特征在于，所超级电容利用双向dc/dc变换器进行充放电。

4.一种基于权利要求3所述的电动叉车能量回收装置的能量回收方法，其特征在于，所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的电动叉车能量回收方法，其特征在于，所述通过对超级电容的充放电分析包括充电分析和放电分析两部分，其中，

6.根据权利要求5所述的电动叉车能量回收方法，其特征在于，所述超级电容的充电效率ηc为：

7.根据权利要求4或6所述的电动叉车能量回收方法，其特征在于，所述发电机的输出电压及负载电压的大小，对超级电容进行充放电管理包括：

8.根据权利要求7所述的电动叉车能量回收方法，其特征在于，当超级电容的电压不满足充放电条件时，通过利用dc/dc变换器进行升降压来实现持续重放电过程，具体包括：

9.一种电动叉车，其特征在于，所述电动叉车上安装有权利要求1-3任意一项所述的电动叉车能量回收装置。

技术总结
本发明公开了一种电动叉车能量回收装置及方法、电动叉车，回收装置包括：发电机，PWM整流器，储能电池，动力电池，逆变器及电池能量管理系统；所述发电机，通过液压马达带动旋转产生交流电能；所述PWM整流器，用于将产生的交流电处理为直流电，并存储于储能电池当中；所述存储于储能电池，一方面将储存电能供电动叉车使用；另一方面为与动力电池充电；所述逆变器，用于将存储于储能电池或动力电池释放的直流能转换为交流电；所述电池能量管理系统，用于根据发电机的输出电压及负载电压的大小，对储能电池进行充放电管理。本发明不仅可以为货物下降提供制动力矩，实现了能量的回收和再利用，并且实现了节能的目的，延长了叉车的作业时间。

技术研发人员：毛明星,李凯,杜元星,岳远超,于璐,蒋通
受保护的技术使用者：徐州徐工特种工程机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13