[发明专利]一种电动叉车混合能量控制系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种电动叉车混合能量控制系统，包括电池能量管理单元、锂电池总成、电机控制器、继电器和电机；所述电池能量管理单元包括第一控制器、第一接触器和超级电容，所述锂电池总成包括第二控制器、DC‑DC低压直流电源、锂电池模组和第二接触器；所述第一控制器通过CAN总线分别与第二控制器、电机控制器通讯。本发明还公开了一种电动叉车混合能量控制系统的控制方法。本发明解决了电动叉车在启动时产生的峰值功率对电池造成的不利影响，同时超级电容迅速放电的能力也可以弥补锂电池功率的不足；在电动叉车制动时，超级电容由于其快速的充电能力，可以迅速的将制动产生的能量回收，提高了能量的回收利用率，同时也可以为锂电池的电量进行补充。

技术领域

本发明涉及电动叉车技术领域，尤其是一种电动叉车混合能量控制系统及控制方法。

背景技术

电动叉车凭借其优越的特性开始慢慢取代内燃叉车，但由于蓄电池的续航能力短和电池能量利用率低的原因阻碍了电动叉车的发展，因此，如何提高电池容量以及提高能源回收率日益显得尤其重要。目前，电动叉车能量回收主要是依靠叉车制动时，电机充当发电机将机械能转化为电能给电池充电，或者门架系统下降时液压驱动发电机将重力势能转化为电能。由于电动叉车的工况较为复杂，需要频繁的启动和制动，因此这对于蓄电池使用寿命和电芯保护是不利的，由于频繁的启动和制动会对蓄电池造成过功率、多电流的损害，这严重影响蓄电池的能量回收和使用寿命。

超级电容是通过对电解质进行极化从而达到储能目的的电化学原件，由于其具有活性炭多孔电极与电解质组成的双电层结构，使其具有大容量储能空间，并且储能过程不发生化学反应且可逆，可反复充放电数十万次，同时具有大电流快速充放电的特性，本身具有电流充放电时间短、比功率高、比能量高、循环寿命长、工作温度宽等特点，因此适合电动叉车大电流、较大峰值功率的特点。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种解决了电动叉车在启动时产生的峰值功率对电池造成的不利影响，同时弥补锂电池功率的不足，在电动叉车制动时，能够迅速地将制动产生的能量回收，提高能量的回收利用率，同时为锂电池的电量进行补充的电动叉车混合能量控制系统。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种电动叉车混合能量控制系统，包括电池能量管理单元、锂电池总成、电机控制器、继电器和电机；所述电池能量管理单元包括第一控制器、第一接触器和超级电容，所述锂电池总成包括第二控制器、DC-DC低压直流电源、锂电池模组和第二接触器；所述第一控制器通过CAN总线分别与第二控制器、电机控制器通讯。

所述第一控制器的控制端与第一接触器的线圈相连，第一接触器开关的动触点分别与第二接触器开关的动触点、继电器开关的动触点相连，第一接触器开关的静触点与超级电容的正极相连，超级电容的负极与锂电池模组的负极、电机控制器的直流负极端共地；所述第二控制器的控制端与第二接触器的线圈相连，第二接触器开关的静触点与锂电池模组的正极相连，第二控制器的电源端与DC-DC低压直流电源的输出端相连，DC-DC低压直流电源的输入端接在锂电池模组的正负极的两端。

所述电机控制器的直流正极端与继电器开关的静触点相连，电机控制器的三相交流端与电机相连。

所述第一接触器和第二接触器均为直流接触器；所述电机为交流电机。

本发明的另一目的在于提供一种电动叉车混合能量控制系统的控制方法，该方法包括对电动叉车放电和制动能量回收两个过程进行控制，

（1）电动叉车放电过程：

整车启动时，电池能量管理单元实时获取超级电容和锂电池模组两者的SOC值，若超级电容SOC值和锂电池模组SOC值都低于10%，整车报警电量过低，停车充电；