CN210898564U - 混动式电动叉车系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混动式电动叉车系统，其包括用于提供叉车电能的铅酸电池以及控制器，还包括：镍氢电池，并接于铅酸电池的正极与负极之间；第一采样电路，耦接于铅酸电池的正极以及接地端并反馈第一采样信号至控制器；第二采样电路，耦接于镍氢电池的正极以及接地端并反馈第二采样信号至控制器；充电电路，耦接于所述铅酸电池与镍氢电池之间且通过铅酸电池对镍氢电池进行充电。本实用新型，通过镍氢电池提供电流以满足带载上升的启动要求，进一步利用铅酸电池中余留的电能。

Description

混动式电动叉车系统

技术领域

本实用新型涉及叉车的技术领域，尤其是涉及一种混动式电动叉车系统。

背景技术

目前市场上的叉车主要包括有两种：燃油式叉车系统（柴油、汽油）和电动式叉车系统（铅酸蓄电池），随着新能源的技术发展，电动叉车将逐步替代燃油叉车。电动叉车是物流仓库中进行中转工作的重要设备，一般的电动叉车连续工作的时间为5-6个小时且随着叉车的工作年限的增长而缩短。

电动叉车由于上升启动时，电机带动的负载较重，所以电机需要的启动电流也较大，使得对于铅酸蓄电池所输出的放电特性有较高的要求。根据一般铅酸蓄电池的放电特性，通常电动叉车在连续工作4个多小时后，由于电机需要的启动电流过大，当铅酸蓄电池的电能低于40%就不能满足带载上升的启动要求，故无法正常工作，而实际上铅酸蓄电池还存在一定的剩余电能没有使用；此时，电动叉车必须停下进行充电，完成充电后才能继续工作，严重的影响了物流仓库的货物中转效率，为了方便解决所以具有一定的改进空间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种混动式电动叉车系统，便于提高铅酸蓄电池的电能利用率，提高货物中转的效率。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种混动式电动叉车系统，包括用于提供叉车电能的铅酸电池，还包括：

镍氢电池，并接于铅酸电池的正极与负极之间；

第一采样电路，耦接于铅酸电池的正极以及接地端并反馈第一采样信号；

第二采样电路，耦接于镍氢电池的正极以及接地端并反馈第二采样信号；

充电电路，耦接于所述铅酸电池与镍氢电池之间且通过铅酸电池对镍氢电池进行充电。

通过采用上述技术方案，第一采样电路与第二采样电路的设置，能够便于对铅酸电池以及镍氢电池的当前电量情况进行检测，了解当前两种电池的剩余电量，充电电路能够便于实现通过铅酸电池对镍氢电池进行充电，保证当需要使用镍氢电池的时候，来配合铅酸电池达到带载上升的启动要求，进一步利用铅酸电池余下的电能。

本实用新型进一步设置为：所述第一采样电路包括第一采样电阻以及第二采样电阻，所述第一采样电阻的一端连接于铅酸电池的正极，所述第一采样电阻的另一端与第二采样电阻的一端连接，所述第二采样电阻的另一端接地，所述第一采样电阻以及第二采样电阻之间的连接节点以输出第一采样信号。

通过采用上述技术方案，第一采样电阻与第二采样电阻进行分压，在当铅酸电池的电压发生变化的时候，第一采样电阻与第二采样电阻之间的连接节点能够输出不同值的第一采样信号，实现对铅酸电池电压的采样。

本实用新型进一步设置为：所述第二采样电路包括第三采样电阻以及第四采样电阻，所述第三采样电阻的一端连接于镍氢电池的正极，所述第三采样电阻的另一端与第四采样电阻的一端连接，所述第四采样电阻的另一端接地，所述第三采样电阻以及第四采样电阻之间的连接节点以输出第二采样信号。

通过采用上述技术方案，第三采样电阻与第四采样电阻进行分压，在当镍氢电池的电压发生变化的时候，第三采样电阻与第四采样电阻之间的连接节点能够输出不同值的第二采样信号，实现对镍氢电池电压的采样。

本实用新型进一步设置为：所述充电电路包括预充电路以及主冲电路；所述预充电路与主冲电路均耦接于所述铅酸电池与镍氢电池之间。

通过采用上述技术方案，在充电过程中，先通过预充电路进行预充电，再通过主冲电路进行充电，避免直接通过主冲电路充电导致铅酸电池瞬间给镍氢电池一个较大的电压，导致镍氢电池损坏，预充电路与主冲电路的实现可以通过手动切换的模式实现，也可以通过自动切换的模式实现。

本实用新型进一步设置为：所述预充电路包括预充继电器以及预充电电阻，所述预充继电器的线圈耦接于所预设的控制器，所述预充继电器的常开触点、预充电电阻依次串联于铅酸电池的正极与镍氢电池的正极之间。

通过采用上述技术方案，预充继电器能够把预充电电阻切入到充电回路中，通过预充电电阻分压来降低直接加载在镍氢电池两端的电压，进而避免瞬间对镍氢电池加载高电压而导致镍氢电池损坏。

本实用新型进一步设置为：所述主冲电路包括中间继电器以及主回路继电器，所述中间继电器的线圈耦接于所预设的控制器，所述中间继电器的常开触点连接于主回路继电器的线圈，所述主回路继电器的常开触点串联于铅酸电池的正极与镍氢电池的正极之间。

通过采用上述技术方案，用中间继电器的常开触点来控制主回路继电器的启闭，作为控制切入主冲电路的一个控制信号传递环节，使得控制过程更加的安全可靠。

本实用新型进一步设置为：还包括依次串联于供电回路的保护电阻、温度检测电阻以及电容；所述保护电阻与温度检测电阻之间的连接节点以输出温度检测信号并反馈至所预设的控制器。

通过采用上述技术方案，温度检测电阻以及保护电阻对当前环境下的铅酸电池的温度和/或镍氢电池的温度进行检测，将检测得到的温度检测信号反馈至控制器以便于后续判断。

本实用新型进一步设置为：还包括耦接于铅酸电池的正极与负极之间的降压DC/DC转换器；所述降压DC/DC转换器的输出端以提供控制器所需的电压。

通过采用上述技术方案，降压DC/DC转换器能够直接利用铅酸电池两端的电压来转化成其他部件所需的电压，电路结构简单。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：通过镍氢电池提供电流以满足带载上升的启动要求，进一步利用铅酸电池中余留的电能。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。

图中：1、第一采样电路；2、第二采样电路；3、充电电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种混动式电动叉车系统，包括用于提供叉车电能的铅酸电池BAT1、并接于铅酸电池BAT1的正极与负极之间的镍氢电池BAT2、耦接于铅酸电池BAT1的正极以及接地端并反馈第一采样信号的第一采样电路1、耦接于镍氢电池BAT2的正极以及接地端并反馈第二采样信号的第二采样电路2、耦接于铅酸电池BAT1与镍氢电池BAT2之间且通过铅酸电池BAT1对镍氢电池BAT2进行充电的充电电路3以及分别耦接于第一采样电路1、第二采样电路2、充电电路3的控制器；第一采样电路1与第二采样电路2的设置，能够便于对铅酸电池BAT1以及镍氢电池BAT2的当前电量情况进行检测，了解当前两种电池的剩余电量，充电电路3能够便于实现通过铅酸电池BAT1对镍氢电池BAT2进行充电，保证当需要使用镍氢电池BAT2的时候，来配合铅酸电池BAT1达到带载上升的启动要求，进一步利用铅酸电池BAT1余下的电能。

其中，控制器可以是微处理器，也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。控制器还可实施为计算组件的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或一个以上微处理器与DSP核心的联合或任何其它这种配置；结合本文所揭示实施例描述的各种例示性逻辑块、模块、电路、元件及/或组件均可借助通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑组件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文所描述功能的任何组合来实施或执行。

其中，混动式电动叉车系统还包括耦接于铅酸电池BAT1的正极与负极之间的降压DC/DC转换器；降压DC/DC转换器的输出端以提供控制器所需的电压。降压DC/DC转换器能够直接利用铅酸电池BAT1两端的电压来转化成其他部件所需的电压。

其中，第一采样电路1包括第一采样电阻R1以及第二采样电阻R2，第一采样电阻R1的一端连接于铅酸电池BAT1的正极，第一采样电阻R1的另一端与第二采样电阻R2的一端连接，第二采样电阻R2的另一端接地，第一采样电阻R1以及第二采样电阻R2之间的连接节点以输出第一采样信号；第一采样电阻R1以及第二采样电阻R2之间的连接节点连接于控制器以将第一采样信号反馈至控制器。

第二采样电路2包括第三采样电阻R3以及第四采样电阻R4，第三采样电阻R3的一端连接于镍氢电池BAT2的正极，第三采样电阻R3的另一端与第四采样电阻R4的一端连接，第四采样电阻R4的另一端接地，第三采样电阻R3以及第四采样电阻R4之间的连接节点以输出第二采样信号；第三采样电阻R3以及第四采样电阻R4之间的连接节点连接于控制器以将第二采样信号反馈至控制器。

根据第一采样电路1与第二采样电路2，能够实时对铅酸电池BAT1以及镍氢电池BAT2的当前电压情况进行检测并反馈给控制器，便于控制器做出后续的判断控制，同时，通过与控制器连接的显示屏，可以对铅酸电池BAT1以及镍氢电池BAT2的电压情况进行显示。

为了保证在当铅酸电池BAT1的电量低于40%时，能够配合镍氢电池BAT2共同提供电流以满足带载上升的启动要求，所以需要保证镍氢电池BAT2处于充满电的状态，故设置对应的充电电路3，耦接于铅酸电池BAT1与镍氢电池BAT2之间且通过铅酸电池BAT1对镍氢电池BAT2进行充电。由于铅酸电池BAT1的浮充电压较高（24V-浮充电压28V、48V-浮充电压56V），镍氢电池BAT2的最高电压都低于这个数值。

其中，充电电路3包括预充电路以及主冲电路；预充电路与主冲电路均耦接于铅酸电池BAT1与镍氢电池BAT2之间。预充电路与主冲电路之间的切换可以通过手动模式进行切换，也可以通过自动模式进行切换；其中，手动模式即根据显示屏对电压的显示情况来手动控制通断切换。本实施例中，优选采用自动模式进行切换，具体如下：

预充电路包括预充继电器KM1以及预充电电阻R7，预充继电器KM1的线圈耦接于控制器，预充继电器KM1的常开触点、预充电电阻R7依次串联于铅酸电池BAT1的正极与镍氢电池BAT2的正极之间。在进行正式充电之前，先通过预充电路继续充电，即通过控制器启动预充继电器KM1，使得预充继电器KM1的常开触点闭合，将预充电电阻R7接入至铅酸电池BAT1的正极与镍氢电池BAT2的正极之间，避免直接将铅酸电池BAT1正极的高压加载到镍氢电池BAT2的正极产生过大的放电电流冲击，而导致镍氢电池BAT2损坏；直到镍氢电池BAT2的正极的电压趋向并接近于铅酸电池BAT1正极的电压时，通过主冲电路进行充电。

主冲电路包括中间继电器KM2以及主回路继电器KM3，中间继电器KM2的线圈耦接于控制器，中间继电器KM2的常开触点连接于主回路继电器KM3的线圈，主回路继电器KM3的常开触点串联于铅酸电池BAT1的正极与镍氢电池BAT2的正极之间。根据控制器的控制以使得中间继电器KM2的常开触点闭合，进而控制主回路继电器KM3启动，主回路继电器KM3的常开触点闭合，从而通过铅酸电池BAT1对镍氢电池BAT2进行充电。

在电池组充放电过程中，温度过高会影响使用安全性，所以设置了温度监控功能，避免出现危险的发生。

其中，混动式电动叉车系统还包括依次串联于供电回路的保护电阻R5、温度检测电阻RT以及电容C1；保护电阻R5与温度检测电阻RT之间的连接节点以输出温度检测信号并反馈至控制器，将对应的温度检测电阻RT放置到不同的位置实现对应的检测，即可以对铅酸电池BAT1的温度检测，也可以对镍氢电池BAT2的温度检测，还可以同时对铅酸电池BAT1以及镍氢电池BAT2两者的温度检测；将检测得到的温度检测信号反馈至控制器以便于后续判断，若出现检测到的温度情况高于所预设的温度基准值，控制器可以进行后续控制，例如通过指示灯进行指示，也可以直接切断供电电路。

本实施例的实施原理为：

电动叉车系统在实际工作属于间歇式，起升过程需要电流较大，下降过程需要电流较小，其间歇周期基本在15秒，间歇10-20秒。为了保证在当铅酸电池BAT1的电量低于40%时，能够配合镍氢电池BAT2共同提供电流以满足带载上升的启动要求，第一采样电路1对铅酸电池BAT1的采样情况以及第二采样电路2对镍氢电池BAT2的采样情况，通过控制器控制充电电路3来通过铅酸电池BAT1对镍氢电池BAT2进行充电，保证镍氢电池BAT2处于充满电的状态；当处于起升过程，使得镍氢电池BAT2与铅酸电池BAT1同时提供电流以满足起升的条件；当完成起升之后，开始下降过程，则通过铅酸电池BAT1提供电流，并通过铅酸电池BAT1对镍氢电池BAT2充电。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种混动式电动叉车系统，包括用于提供叉车电能的铅酸电池，其特征是，还包括：

镍氢电池，并接于铅酸电池的正极与负极之间；

第一采样电路(1)，耦接于铅酸电池的正极以及接地端并反馈第一采样信号；

第二采样电路(2)，耦接于镍氢电池的正极以及接地端并反馈第二采样信号；以及

充电电路(3)，耦接于所述铅酸电池与镍氢电池之间且通过铅酸电池对镍氢电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的混动式电动叉车系统，其特征是：所述第一采样电路(1)包括第一采样电阻以及第二采样电阻，所述第一采样电阻的一端连接于铅酸电池的正极，所述第一采样电阻的另一端与第二采样电阻的一端连接，所述第二采样电阻的另一端接地，所述第一采样电阻以及第二采样电阻之间的连接节点以输出第一采样信号。

3.根据权利要求1所述的混动式电动叉车系统，其特征是：所述第二采样电路(2)包括第三采样电阻以及第四采样电阻，所述第三采样电阻的一端连接于镍氢电池的正极，所述第三采样电阻的另一端与第四采样电阻的一端连接，所述第四采样电阻的另一端接地，所述第三采样电阻以及第四采样电阻之间的连接节点以输出第二采样信号。

4.根据权利要求1所述的混动式电动叉车系统，其特征是：所述充电电路(3)包括预充电路以及主冲电路；所述预充电路与主冲电路均耦接于所述铅酸电池与镍氢电池之间。

5.根据权利要求4所述的混动式电动叉车系统，其特征是：所述预充电路包括预充继电器以及预充电电阻，所述预充继电器的线圈耦接于所预设的控制器，所述预充继电器的常开触点、预充电电阻依次串联于铅酸电池的正极与镍氢电池的正极之间。

6.根据权利要求4或5所述的混动式电动叉车系统，其特征是：所述主冲电路包括中间继电器以及主回路继电器，所述中间继电器的线圈耦接于所预设的控制器，所述中间继电器的常开触点连接于主回路继电器的线圈，所述主回路继电器的常开触点串联于铅酸电池的正极与镍氢电池的正极之间。

7.根据权利要求1所述的混动式电动叉车系统，其特征是：还包括依次串联于供电回路的保护电阻、温度检测电阻以及电容；所述保护电阻与温度检测电阻之间的连接节点以输出温度检测信号并反馈至所预设的控制器。

8.根据权利要求1所述的混动式电动叉车系统，其特征是：还包括耦接于铅酸电池的正极与负极之间的降压DC/DC转换器；所述降压DC/DC转换器的输出端以提供控制器所需的电压。

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