電動(dòng)叉車(chē)屬于環(huán)保新能源車(chē)輛,自中國加入WTO后,國內企業(yè)逐步對電動(dòng)叉車(chē)有更深的了解,電動(dòng)叉車(chē)依靠叉車(chē)蓄電池作
為能源動(dòng)力,是叉車(chē)的主要成本核算,其性能的好壞直接影響車(chē)輛的動(dòng)力特性和續駛里程。因此,分析研究蓄電池的充放電特性對于提高電動(dòng)汽車(chē)性能具有重要意
義??晒┎孳?chē)使用的蓄電池有多種,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)次數等;當叉車(chē)電瓶布置在叉車(chē)后橋上時(shí),叉車(chē)的重心提高了,整機穩定性受到影響,由于叉車(chē)的高度增加,司機的座位提高,因而司
機在操作時(shí)視野更開(kāi)闊,特別是搬運體積大的貨物時(shí)就更適用了。當電瓶安置在后橋上,電機和液壓泵的維修更方便,因為拆走電瓶和腳踏板后,電機和液壓泵便一
目了然。 目前,國內企業(yè)生產(chǎn)的電動(dòng)叉車(chē),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(chē)蓄電池的性能結構:
1、國內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通角進(jìn)行電流調整和穩定,實(shí)現恒流充電。但在實(shí)際應用中,出現輸出電流的脈動(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(guò)調整功率晶體管C-E極壓降來(lái)穩定輸出電流,輸出的電流波形較好,對電網(wǎng)的干擾小。對于放電裝置,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(chē)蓄電池及充放電方案的設計
2.1 鉛酸蓄電池的參數分析
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,放電至規定的終止電壓的電量。標準YD/T799-2002規定
2V、6V、12V密封蓄電池的額定容量均為標準溫度下(25℃)10小時(shí)放電率(I=0.1C10A)的容量。該標準明確指出6V、12V蓄電池的容量
以lOh放電率為基準。
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(guò)程是極板表面的有效物質(zhì)發(fā)生強制性的變化,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(méi)有參加化學(xué)反應。這樣蓄電池的內阻增大,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(chē)蓄電池組
環(huán)境溫度對電池的容量影響較大,隨著(zhù)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(chēng)為容量的溫度系數。根據國家標準,如環(huán)境溫度不是25"C,則需將實(shí)測容量按以下公式換算成25。C基準溫度時(shí)的實(shí)際容量Ce,其值應符合標準。
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、系統功能及特點(diǎn)
3.1集充放電試驗于一體。由于蓄電池采用二次電池,在應用中用戶(hù)需要頻繁充電以補充能量,所以,將充放電試驗集于~體,可以在室內方便地了解電池的實(shí)
際性能。用戶(hù)在使用時(shí),需要比較頻繁地行駛(放電)和住車(chē)(充電)。因此,試驗臺必須同時(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
集充電和放電于一體,從而可以在實(shí)驗室環(huán)境下更有效地進(jìn)行蓄電池性能試驗與分析。
3.2具有高、低壓兩套試驗系統
3.3具有智能充放電功能
系統不但能夠根據不同電池的特性,按事先編制好的方案進(jìn)行充放電試驗,還可以根據實(shí)驗過(guò)程中電池的具體狀態(tài)隨時(shí)調整實(shí)驗方案。
4、系統容錯方案設計
考慮到在以后實(shí)際充電、放電操作中可能會(huì )出現種種不可預知的突發(fā)故障,一旦系統因硬件故障或操作不當,造成人員的傷亡和設備的損毀。為了避免這一現象的發(fā)生,在設計時(shí)充分考慮系統的特點(diǎn),通過(guò)軟硬件相結合的辦法,提出了一套經(jīng)濟、實(shí)用的容錯方案。
4.1硬件故障容錯
1)工控機故障的容錯:工控機故障主要是軟件系統的突然崩潰和病毒的感染;因此,工控機的接口均在實(shí)驗柜的內部,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軟件在運行過(guò)程中產(chǎn)生崩潰,我們在硬件電路中設置了“急?!卑?
鈕,可以手動(dòng)關(guān)斷系統,終止設備運行。
2)單片機故障的容錯:?jiǎn)纹瑱C是用來(lái)產(chǎn)生PiN信號以控制放電電流大小的,當單片機程序產(chǎn)生“跑飛"時(shí),可以利用看門(mén)狗自動(dòng)復位。
3)電子器件故障的容錯
在硬件電路上設置了速熔器,這樣可以在意外信號、誤動(dòng)作的情況下,迅速斷開(kāi)設備的連接,從而對電子器件起到一定的保護作用。在IGBT等主要功能器件上設計了保護電路,可以起到有效地保護IGBT的作用。
4.2 操作錯誤容錯
為了避免因操作錯誤而可能對系統的安全運行造成的嚴重影響,在系統設計時(shí)對可能因操作而引起的錯誤也采取了相應的容錯措施。系統在設計時(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(kāi)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(wú)法操作,直至充電或者放電過(guò)程結束。保留了“使
用幫助的按鈕,以備操作人員隨時(shí)查閱有關(guān)操作規程等。
5、結論
本文的電動(dòng)叉車(chē)蓄電池性能研究,對維護蓄電池及提高電動(dòng)叉車(chē)的續航
里程的研究有重要意義,依靠現場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗結果作為判據,在目前階段的功能可以較好確認蓄電池的性能,提供蓄電池的運行狀況的準確數據,為蓄電池組的正確使
用和維護提供了科學(xué)依據。本論文對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(wèn)題,里面所涉及的工作量和研究?jì)热菔窍喈斬S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。這項研究需要更多的人來(lái)參與和完善,希望以后的研究者可以結合實(shí)際多做些這方面的工作。
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