CN110422800A - 一种蓄电池叉车能量分配系统及能量分配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓄电池叉车能量分配方法，包括牵引电机、蓄电池、控制器及泵电机，其特征在于：所述蓄电池的输出端连接有第一电流传感器及第一电压传感器，所述第一电流传感器及第一电压传感器的输出端连接有第一电功率计；所述牵引电机的输出端连接有第二电流传感器及第二电压传感器，所述第二电流传感器及第二电压传感器的输出端连接有第二电功率计；所述泵电机的输出端连接有第三电流传感器及第三电压传感器，所述第三电流传感器及第三电压传感器的输出端连接有第三电功率计。本发明获得牵引电机、泵电机以及起升、转向、倾斜、行驶等各个具体工况的能量消耗，通过各工况的能量消耗分配情况分析，为叉车的节能改进提供了方向和思路。

Description

一种蓄电池叉车能量分配系统及能量分配方法
技术领域
本发明涉及一种电池能量分配方法，具体涉及一种蓄电池叉车能量分配系统及能量分配方法。
背景技术
蓄电池叉车的能量消耗情况对叉车来说是非常重要的信息，它直接关系到叉车的市场竞争力。蓄电池叉车工作时，蓄电池的能量通过控制器转换为牵引电机的能量和泵电机的能量，最终完成行驶、起升、倾斜、转向等动作。传统的蓄电池叉车在作业过程中的能量消耗情况是通过计算蓄电池消耗的Ah或KWh来获得的，该方法无法计算出牵引电机、泵电机的能量消耗情况。此外该方法也无法计算出叉车作业过程中的起升、转向、倾斜、行驶等各个具体工况的能量消耗分配情况，进而无法准确分析叉车的耗能情况，无法对叉车的节能改进提供准确、详实的数据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蓄电池叉车能量分配系统及能量分配方法，获得牵引电机、泵电机以及起升、转向、倾斜、行驶等各个具体工况的能量消耗，通过各工况的能量消耗分配情况分析，为叉车的节能改进提供了方向和思路。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种蓄电池叉车能量分配系统，包括牵引电机、蓄电池、控制器及泵电机，所述蓄电池的输出端连接有第一电流传感器及第一电压传感器，所述第一电流传感器及第一电压传感器的输出端连接有第一电功率计；所述牵引电机的输出端连接有第二电流传感器及第二电压传感器，所述第二电流传感器及第二电压传感器的输出端连接有第二电功率计；所述泵电机的输出端连接有第三电流传感器及第三电压传感器，所述第三电流传感器及第三电压传感器的输出端连接有第三电功率计。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述控制器通过数据CAN口与第三电功率计连接。
一种蓄电池叉车能量分配方法，包括以下步骤：
（1）实时采集蓄电池的电流、电压值，计算蓄电池的能量消耗；
（2）分别实时采集牵引电机及泵电机的三相电流、三相电压值，并根据所采集的三相电流、三相电压值分别计算牵引电机及泵电机的消耗能量；
（3）通过数据CAN口将控制器发出的CAN数据中的泵电机转速传输至电功率计，并通过电功率计将CAN数据报文换算成十进制数的泵电机转速；
（4）根据牵引电机及泵电机的消耗能量，选择对应工况的蓄电池电流和蓄电池电压。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述计算蓄电池、牵引电机及泵电机的能量消耗均通过电功率计计算得到；所述采集电流及电压值分别通过电流传感器及电压传感器得到。
所述步骤（4）具体为：将牵引电机的能量消耗除以蓄电池的能量消耗，得出牵引电机的能量消耗分配；将起升、倾斜及转向时的能量消耗分别除以电池的能量消耗得出起升、倾斜及转向时的能量分配。
由上述技术方案可知，本发明所述的一种蓄电池叉车能量分配系统及能量分配方法，解决了目前只有蓄电池的能量消耗情况，而无牵引电机和泵电机能量消耗情况和没有叉车各工况的能量消耗的问题。通过各工况的能量消耗分配情况分析，为叉车的节能改进提供了方向和思路。
附图说明
图1是本发明的系统图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，本实施例的，蓄电池叉车能量分配系统，具体包括：蓄电池、第一电流传感器、第一电压传感器、第一电功率计、控制器、牵引电机、第二电流传感器、第二电压传感器、第二电功率计、泵电机、第三电流传感器、第三电压传感器及第三电功率计；第一电流传感器及第一电压传感器的输入端与蓄电池的输出端连接，第一电流传感器、第一电压传感器的输出端与第一电功率计的输入端连接；第二电流传感器、第二电压传感器的输入端与牵引电机的输出端连接，第二电流传感器、第二电压传感器的输出端与第二电功率计的输入端连接；控制器的通讯口通过数据CAN口与第三电功率计连接。
工作原理：
通过第一电流传感器、第一电压传感器实时采集蓄电池的电流、电压值，然后输入到第一电功率计，通过第一电功率计计算出蓄电池的能量消耗W蓄电池；
控制器将蓄电池的直流电能转换为交流电能，输送给牵引电机和泵电机。牵引电机上接入的电流传感器是三个相同的电流传感器，牵引电机上接入的电压传感器是三个相同的电压传感器；
第二电流传感器及第二电压传感器实时采集的三相电流、三相电压值输入到第二电功率计，通过第二电功率计计算牵引电机每一相的功率，再将三相的功率相加，计算出牵引电机的实时功率P牵引电机，后对P牵引电机进行积分运算，得到牵引电机消耗的能量W牵引电机，最后通过计算W牵引电机/W蓄电池得出交流牵引电机的能量消耗分配情况；
由于牵引电机只控制叉车的行驶，因此牵引电机的能量消耗分配情况即是行驶工况的能量消耗分配情况；泵电机上接入的电流传感器是三个相同的电流传感器，泵电机上接入的电压传感器是三个相同的电压传感器。
泵电机上安装三个电流传感器和三个电压传感器将采集的实时三相电流、三相电压值输入到电功率计，通过电功率计计算泵电机每一相的功率，再将三相的功率相加，计算出泵电机的实时功率P泵电机，最后对P泵电机进行积分运算，得到泵电机消耗的能量W泵电机，最后通过计算W泵电机/W蓄电池得出交流泵电机的能量消耗分配情况。
通过数据CAN口将控制器发出的CAN数据中的泵电机转速传输至电功率计，后将CAN数据报文计算成十进制数的泵电机转速；
根据起升工况、倾斜工况、转向工况泵电机转速的不同，选择对应工况的蓄电池电流I起升工况、I倾斜工况、I转向工况和蓄电池电压U起升工况、U倾斜工况、U转向工况。
起升工况时，利用P=U起升工况I起升工况进行功率计算，后再进行积分运算，得出起升工况的能量消耗：W起升工况，最后通过W起升工况/W蓄电池计算出起升工况的能量消耗分配情况；
倾斜工况时，利用P=U倾斜工况I倾斜工况进行功率计算，后再进行积分运算，得出倾斜工况的能量消耗：W倾斜工况，最后通过W倾斜工况/W蓄电池计算出倾斜工况的能量消耗分配情况；
转向工况时，利用P=U转向工况I转向工况进行功率计算，后再进行积分运算，得出转向工况的能量消耗：W转向工况，最后通过W转向工况/W蓄电池计算出转向工况的能量消耗分配情况。以上公式计算过程均是通过电功率计内部的算法计算得到。
本实施例所选用的电功率计，既可以计算直流电功率、也可以计算交流电功率；所选用的电流传感器是交直流两用的电流传感器，所选用的电压传感器是交直流两用的电压传感器。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种蓄电池叉车能量分配系统，包括牵引电机、蓄电池、控制器及泵电机，其特征在于：所述蓄电池的输出端连接有第一电流传感器及第一电压传感器，所述第一电流传感器及第一电压传感器的输出端连接有第一电功率计；所述牵引电机的输出端连接有第二电流传感器及第二电压传感器，所述第二电流传感器及第二电压传感器的输出端连接有第二电功率计；所述泵电机的输出端连接有第三电流传感器及第三电压传感器，所述第三电流传感器及第三电压传感器的输出端连接有第三电功率计。
2.根据权利要求1所述的蓄电池叉车能量分配系统，其特征在于：所述控制器通过数据CAN口与第三电功率计连接。
3.一种蓄电池叉车能量分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）实时采集蓄电池的电流、电压值，计算蓄电池的能量消耗；
（2）分别实时采集牵引电机及泵电机的三相电流、三相电压值，并根据所采集的三相电流、三相电压值分别计算牵引电机及泵电机的消耗能量；
（3）通过数据CAN口将控制器发出的CAN数据中的泵电机转速传输至电功率计，并通过电功率计将CAN数据报文换算成十进制数的泵电机转速；
（4）根据牵引电机及泵电机的消耗能量，选择对应工况的蓄电池电流和蓄电池电压。
4.根据权利要求1所述的蓄电池叉车能量分配方法，其特征在于：所述计算蓄电池、牵引电机及泵电机的能量消耗均通过电功率计计算得到。
5.根据权利要求1所述的蓄电池叉车能量分配方法，其特征在于：所述采集电流及电压值分别通过电流传感器及电压传感器得到。
6.根据权利要求1所述的蓄电池叉车能量分配方法，其特征在于：所述步骤（4）具体为：
将牵引电机的能量消耗除以蓄电池的能量消耗，得出牵引电机的能量消耗分配；将起升、倾斜及转向时的能量消耗分别除以电池的能量消耗得出起升、倾斜及转向时的能量分配。
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