電動(dòng)叉車屬于環(huán)保新能源車輛,自中國加入WTO后,國內(nèi)企業(yè)逐步對(duì)電動(dòng)叉車有更深的了解,電動(dòng)叉車依靠叉車蓄電池作
為能源動(dòng)力,是叉車的主要成本核算,其性能的好壞直接影響車輛的動(dòng)力特性和續(xù)駛里程。因此,分析研究蓄電池的充放電特性對(duì)于提高電動(dòng)汽車性能具有重要意
義??晒┎孳囀褂玫男铍姵赜卸喾N,具有不同的充放電特性。通常我們關(guān)心的特性主要有:充電時(shí)間、充電模式、充電電流、充電電壓、充電溫升、不同放電電流下
的放電時(shí)間、放電溫升、循環(huán)次數(shù)等;當(dāng)叉車電瓶布置在叉車后橋上時(shí),叉車的重心提高了,整機(jī)穩(wěn)定性受到影響,由于叉車的高度增加,司機(jī)的座位提高,因而司
機(jī)在操作時(shí)視野更開闊,特別是搬運(yùn)體積大的貨物時(shí)就更適用了。當(dāng)電瓶安置在后橋上,電機(jī)和液壓泵的維修更方便,因?yàn)椴鹱唠娖亢湍_踏板后,電機(jī)和液壓泵便一
目了然。 目前,國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的電動(dòng)叉車,大多采用的是第二種技術(shù),而國外企業(yè)則兩種情況都有;以下我們簡(jiǎn)單研究下電動(dòng)叉車蓄電池的性能結(jié)構(gòu):
1、國內(nèi)外通常采用的蓄電池充電裝置模式
1.1自耦變壓器模式:該充電裝置不具備恒流功能,充電電流隨電網(wǎng)電壓變化,必須人工不斷調(diào)整才能進(jìn)行充電作業(yè)。該充電裝置質(zhì)量不易保證,處于淘汰狀態(tài)。
1.2可控硅整流型充電模式:該充電裝置采用可控硅的導(dǎo)通角進(jìn)行電流調(diào)整和穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)恒流充電。但在實(shí)際應(yīng)用中,出現(xiàn)輸出電流的脈動(dòng)成分較大,易使蓄電池電解液發(fā)熱而蒸發(fā)。
1.3功率晶體管模式:該充電裝置采用大功率晶體管作為恒流器件,通過調(diào)整功率晶體管C-E極壓降來穩(wěn)定輸出電流,輸出的電流波形較好,對(duì)電網(wǎng)的干擾小。對(duì)于放電裝置,大多還采用相控式有源逆變蓄電池放電裝置或電阻放電裝置。
2、叉車蓄電池及充放電方案的設(shè)計(jì)
2.1 鉛酸蓄電池的參數(shù)分析
1)電池容量與放電率的關(guān)系:蓄電池的容量是指它的蓄電能力。它是以充足了電的蓄電池,放電至規(guī)定的終止電壓的電量。標(biāo)準(zhǔn)YD/T799-2002規(guī)定
2V、6V、12V密封蓄電池的額定容量均為標(biāo)準(zhǔn)溫度下(25℃)10小時(shí)放電率(I=0.1C10A)的容量。該標(biāo)準(zhǔn)明確指出6V、12V蓄電池的容量
以lOh放電率為基準(zhǔn)。
2)放電率與容量的關(guān)系:蓄電池放出的容量隨放電電流的增大而減少。高放電過程是極板表面的有效物質(zhì)發(fā)生強(qiáng)制性的變化,生成的硫酸鉛很容易堵塞極板上的小孔,極板深層的有效物質(zhì)就沒有參加化學(xué)反應(yīng)。這樣蓄電池的內(nèi)阻增大,電壓下降就快,使電池不能放出全部的容量。
3)溫度與容量的關(guān)系:
24V/48V/80V電動(dòng)叉車蓄電池組
環(huán)境溫度對(duì)電池的容量影響較大,隨著環(huán)境溫度的降低容量減小。環(huán)境溫度變化1℃時(shí)的電池容量變化稱為容量的溫度系數(shù)。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn),如環(huán)境溫度不是25"C,則需將實(shí)測(cè)容量按以下公式換算成25。C基準(zhǔn)溫度時(shí)的實(shí)際容量Ce,其值應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。
4)放電率與終止電壓的關(guān)系:蓄電池放電時(shí)電壓不能低于終止電壓,否則會(huì)損害電池壽命。
3、系統(tǒng)功能及特點(diǎn)
3.1集充放電試驗(yàn)于一體。由于蓄電池采用二次電池,在應(yīng)用中用戶需要頻繁充電以補(bǔ)充能量,所以,將充放電試驗(yàn)集于~體,可以在室內(nèi)方便地了解電池的實(shí)
際性能。用戶在使用時(shí),需要比較頻繁地行駛(放電)和住車(充電)。因此,試驗(yàn)臺(tái)必須同時(shí)具有充電和放電功能,才能逼真地模擬電池的實(shí)際工況。我們的系統(tǒng)
集充電和放電于一體,從而可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下更有效地進(jìn)行蓄電池性能試驗(yàn)與分析。
3.2具有高、低壓兩套試驗(yàn)系統(tǒng)
3.3具有智能充放電功能
系統(tǒng)不但能夠根據(jù)不同電池的特性,按事先編制好的方案進(jìn)行充放電試驗(yàn),還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中電池的具體狀態(tài)隨時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案。
4、系統(tǒng)容錯(cuò)方案設(shè)計(jì)
考慮到在以后實(shí)際充電、放電操作中可能會(huì)出現(xiàn)種種不可預(yù)知的突發(fā)故障,一旦系統(tǒng)因硬件故障或操作不當(dāng),造成人員的傷亡和設(shè)備的損毀。為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生,在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮系統(tǒng)的特點(diǎn),通過軟硬件相結(jié)合的辦法,提出了一套經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的容錯(cuò)方案。
4.1硬件故障容錯(cuò)
1)工控機(jī)故障的容錯(cuò):工控機(jī)故障主要是軟件系統(tǒng)的突然崩潰和病毒的感染;因此,工控機(jī)的接口均在實(shí)驗(yàn)柜的內(nèi)部,并用鎖鎖上,這樣就可以杜絕一些病毒的
入侵的可能。另外,系統(tǒng)裝載正版殺毒軟件,并及時(shí)更新。如果,由于病毒或其它什么原因系統(tǒng)軟件在運(yùn)行過程中產(chǎn)生崩潰,我們?cè)谟布娐分性O(shè)置了“急停”按
鈕,可以手動(dòng)關(guān)斷系統(tǒng),終止設(shè)備運(yùn)行。
2)單片機(jī)故障的容錯(cuò):?jiǎn)纹瑱C(jī)是用來產(chǎn)生PiN信號(hào)以控制放電電流大小的,當(dāng)單片機(jī)程序產(chǎn)生“跑飛"時(shí),可以利用看門狗自動(dòng)復(fù)位。
3)電子器件故障的容錯(cuò)
在硬件電路上設(shè)置了速熔器,這樣可以在意外信號(hào)、誤動(dòng)作的情況下,迅速斷開設(shè)備的連接,從而對(duì)電子器件起到一定的保護(hù)作用。在IGBT等主要功能器件上設(shè)計(jì)了保護(hù)電路,可以起到有效地保護(hù)IGBT的作用。
4.2 操作錯(cuò)誤容錯(cuò)
為了避免因操作錯(cuò)誤而可能對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成的嚴(yán)重影響,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)可能因操作而引起的錯(cuò)誤也采取了相應(yīng)的容錯(cuò)措施。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí),考慮到操作人
員可能會(huì)進(jìn)行誤操作,因此,在關(guān)鍵的充放電動(dòng)作開始的同時(shí),同時(shí)關(guān)閉了可能的任何與控制有關(guān)的操作,使之無法操作,直至充電或者放電過程結(jié)束。保留了“使
用幫助的按鈕,以備操作人員隨時(shí)查閱有關(guān)操作規(guī)程等。
5、結(jié)論
本文的電動(dòng)叉車蓄電池性能研究,對(duì)維護(hù)蓄電池及提高電動(dòng)叉車的續(xù)航
里程的研究有重要意義,依靠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)結(jié)果作為判據(jù),在目前階段的功能可以較好確認(rèn)蓄電池的性能,提供蓄電池的運(yùn)行狀況的準(zhǔn)確數(shù)據(jù),為蓄電池組的正確使
用和維護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。本論文對(duì)以后其它的電池性能分析具有一定的參考價(jià)值。要深入研究整個(gè)電池性能問題,里面所涉及的工作量和研究?jī)?nèi)容是相當(dāng)豐富的。
由于作者的研究時(shí)間和研究水平的限制,會(huì)有許多考慮不到的地方。這項(xiàng)研究需要更多的人來參與和完善,希望以后的研究者可以結(jié)合實(shí)際多做些這方面的工作。
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