CN217649425U - 一种重装电动叉车电液复合制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及重型叉车技术领域，具体公开了一种重装电动叉车电液复合制动系统，包括电机驱动行走系统、回收制动踏板、电比例阀、阀门、控制器、脚踏制动阀和踏板传感器，踏板传感器与控制器电连接，用于检测回收制动踏板的角度，控制器与驱动电机和电比例阀电连接，电比例阀与脚踏制动阀的输入端分别与油源连通，输出端分别通过阀门与制动器连通，阀门用于控制制动器与电比例阀的输出端或脚踏制动阀的输出端连通。本申请提供的重装电动叉车电液复合制动系统，在保证车辆减速制动能量回收最大化的同时，兼顾了车辆安全和驾驶平顺性。

Description

一种重装电动叉车电液复合制动系统

技术领域

本实用新型涉及重型叉车技术领域，更具体地说，涉及一种重装电动叉车电液复合制动系统。

背景技术

大吨位叉车、正面吊、堆高机、装载机等是大功率重装设备，行车制动时大量动能通过摩擦制动转换成热量而浪费，且转换成的热量使得液压油过温，又额外消耗能量来对液压油散热。因此，重型叉车动能回收技术可以大大提高动力电池的能量利用率，延长单次充满电后的作业时间。

目前电动叉车采用单踏板控制的形式，电机采用转速控制模式，即踩下加速踏板车辆加速，松开加速踏板实现车辆减速制动并回收动能，通过加速踏板释放的快慢来决定制动强度，如果平缓松开加速踏板则是轻度制动，回收能量少，如果快速释放加速踏板，则是快速制动，回收能量较多。但单踏板控制形式的驾驶操控舒适性较差，且单踏板全电机制动的方式适用于小吨位叉车。

对于大吨位平衡重式电动叉车，由于车身重量，如果采用全电机制动，没有液压制动的参与，一方面制动距离不能满足要求，另一方面一旦电制动出现故障，则无法保障车辆制动安全，因此大吨位叉车大多情况下采用加速和制动踏板独立的双踏板形式，电机工作在转矩模式下，且采用电机和液压复合制动的模式。如在制动踏板上安装角度传感器，在0～40％角度范围内，采用纯电机制动，在60～100％角度范围内采用电机和液压复合制动的形式。然而，上述双踏板形式制动在回收制动回路故障时车辆难以制动，造成形成危险。

综上所述，如何有效地解决制动系统难以兼顾能量回收效率和车辆安全性等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种重装电动叉车电液复合制动系统，该重装电动叉车电液复合制动系统的结构设计可以有效地解决制动系统难以兼顾能量回收效率和车辆安全性的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种重装电动叉车电液复合制动系统，包括电机驱动行走系统，所述电机驱动行走系统包括用于驱动重型电动叉车的驱动电机和用于制动的制动器，还包括回收制动踏板、电比例阀、阀门、控制器、脚踏制动阀和踏板传感器，所述踏板传感器与所述控制器电连接，用于检测所述回收制动踏板的角度，所述控制器与所述驱动电机和所述电比例阀电连接，所述电比例阀与所述脚踏制动阀的输入端分别与油源连通，输出端分别通过所述阀门与所述制动器连通，所述阀门用于控制所述制动器与所述电比例阀的输出端或所述脚踏制动阀的输出端连通。

可选地，上述重装电动叉车电液复合制动系统中，所述阀门包括与所述制动器连通的输出端和两个输入端，所述阀门的两个输入端分别与所述电比例阀的输出端和所述脚踏制动阀的输出端连通。

可选地，上述重装电动叉车电液复合制动系统中，所述阀门为梭阀。

可选地，上述重装电动叉车电液复合制动系统中，所述制动器为湿式制动器。

可选地，上述重装电动叉车电液复合制动系统中，所述电比例阀为电比例减压阀。

可选地，上述重装电动叉车电液复合制动系统中，所述踏板传感器为角度传感器，所述角度传感器与所述回收制动踏板的转动轴连接。

可选地，上述重装电动叉车电液复合制动系统中，所述电机驱动行走系统包括驱动桥和与所述驱动桥连接的差速器，所述驱动桥连接有所述制动器，

可选地，上述重装电动叉车电液复合制动系统中，所述电机驱动行走系统包括连接于所述驱动桥的驻车制动器。

本实用新型提供的重装电动叉车电液复合制动系统包括电机驱动行走系统、回收制动踏板、电比例阀、阀门、控制器、脚踏制动阀和踏板传感器。其中，电机驱动行走系统包括用于驱动重型电动叉车的驱动电机和用于制动的制动器；踏板传感器与控制器电连接，用于检测回收制动踏板的角度；控制器与驱动电机和电比例阀电连接，电比例阀与脚踏制动阀的输入端分别与油源连通，输出端分别通过阀门与制动器连通，阀门用于控制制动器与电比例阀的输出端或脚踏制动阀的输出端连通。

应用本实用新型提供的重装电动叉车电液复合制动系统，当脚踏制动阀的踏板被踩下时，阀门相应的控制制动器与脚踏制动阀的输出端连通，则车辆在制动减速，且驱动电机不参与制动能量回收。当回收制动踏板被踩下时，阀门相应的控制制动器与电比例阀的输出端连通，踏板传感器检测回收制动踏板的角度并发送至控制器，控制器根据回收制动踏板的角度获取目标制动扭矩，并判断驱动电机的转速是否小于临界转速，若是则控制驱动电机零扭矩输出，全部制动扭矩由电比例阀的液压制动来提供；否则，比较驱动电机当前的最大制动扭矩与目标制动扭矩的大小，若目标制动扭矩大于最大制动扭矩，控制驱动电机与以最大制动扭矩输出，并控制电比例阀提供剩余扭矩以使制动器制动，其中，剩余扭矩为目标制动扭矩与最大制动扭矩的差值；若目标制动扭矩不大于最大制动扭矩，控制驱动电机与以目标制动扭矩输出。

综上，本申请提供的重装电动叉车电液复合制动系统，优先采用驱动电机制动来回收能量，在车辆转速小于临界转速时，全部采用液压制动以防车辆停止后溜坡，以保证车辆制动安全。此外，通过阀门将脚踏制动阀的控制压力同时引入到制动器，这样在回收制动回路出现故障时也能保证车辆制动安全，因此本系统在保证车辆减速制动能量回收最大化的同时，兼顾了车辆安全和驾驶平顺性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一个具体实施例的重装电动叉车电液复合制动系统的结构示意图；

图2为制动扭矩与回收制动踏板角度关系示意图；

图3为驱动电机的外特性曲线示意图。

附图中标记如下：

电机驱动行走系统1，制动器11，驱动电机12，差速器13，驻车液压器14；控制器2，踏板传感器3，电比例阀4，梭阀5，脚踏制动阀6，脚踏制动阀的踏板61，油源7，油门踏板8。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种重装电动叉车电液复合制动系统，以在保证车辆减速制动能量回收最大化的同时，兼顾车辆安全和驾驶平顺性。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1为本实用新型一个具体实施例的电液复合制动系统的结构示意图。

在一个实施例中，本申请提供的重装电动叉车电液复合制动系统包括电机驱动行走系统1、回收制动踏板、电比例阀4、阀门、控制器2、脚踏制动阀6和踏板传感器3。其中，电机驱动行走系统1包括驱动电机12和制动器11，驱动电机12用于驱动重装电动叉车，具体在油门踏板8被踩下时，驱动电机12驱动重型叉车行走。制动器11用于重型叉车的制动。踏板传感器3用于检测回收制动踏板的角度，并将检测的角度发动至控制器2。控制器2与驱动电机12和电比例阀4电连接，可根据回收制动踏板的角度控制电比例阀4的压力。电比例阀4与脚踏制动阀6的输入端分别与油源7连通，输出端分别通过阀门与制动器11连通。电比例阀4能够调节油路压力，以为制动器11提供相应扭矩。阀门用于控制制动器11与电比例阀4的输出端或脚踏制动阀6的输出端连通，以切换由回收制动踏板制动或由脚踏制动阀6的踏板61制动。

应用本实用新型提供的重装电动叉车电液复合制动系统，当脚踏制动阀6的踏板61被踩下时，阀门相应的控制制动器11与脚踏制动阀6的输出端连通，则车辆在制动减速，且驱动电机12不参与制动能量回收。当回收制动踏板被踩下时，阀门相应的控制制动器11与电比例阀4的输出端连通，踏板传感器3检测回收制动踏板的角度并发送至控制器2，控制器2根据回收制动踏板的角度获取目标制动扭矩，并判断驱动电机12的转速是否小于临界转速，若是则控制驱动电机12零扭矩输出，全部制动扭矩由电比例阀4的液压制动来提供；否则，比较驱动电机12当前的最大制动扭矩与目标制动扭矩的大小，若目标制动扭矩大于最大制动扭矩，控制驱动电机12与以最大制动扭矩输出，并控制电比例阀4提供剩余扭矩以使制动器11制动，其中，剩余扭矩为目标制动扭矩与最大制动扭矩的差值；若目标制动扭矩不大于最大制动扭矩，控制驱动电机12与以目标制动扭矩输出。

综上，本申请提供的重装电动叉车电液复合制动系统，优先采用驱动电机12制动来回收能量，在车辆转速小于临界转速时，全部采用液压制动以防车辆停止后溜坡，以保证车辆制动安全。此外，通过阀门将脚踏制动阀6的控制压力同时引入到制动器11，这样在回收制动回路出现故障，如驱动电机12或电比例阀4故障时也能保证车辆制动安全，因此本系统在保证车辆减速制动能量回收最大化的同时，兼顾了车辆安全和驾驶平顺性。

在一个实施例中，控制器2为车载控制器VCU，在回收制动踏板被踩下时，控制器2的控制过程如下：

步骤一：接收检测获得的回收制动踏板的角度；

步骤二：根据回收制动踏板的角度获取目标制动扭矩Tp，具体请参阅图2，图2为制动扭矩与回收制动踏板角度关系示意图，根据检测获得的回收制动踏板的角度，由制动扭矩与回收制动踏板角度关系可以计算获得目标制动扭矩Tp。

步骤三：判断驱动电机12的转速r是否小于临界转速r0，若是则控制驱动电机12零扭矩输出，并控制电比例阀4的压力以提供目标制动扭矩Tp使制动器11制动；

否则，比较驱动电机12当前的最大制动扭矩Tmax与目标制动扭矩Tp的大小，若目标制动扭矩Tp大于最大制动扭矩Tmax，即Tp>Tmax，则控制驱动电机12与以最大制动扭矩Tmax输出，并控制电比例阀4压力以提供剩余扭矩使制动器11制动，其中，剩余扭矩为所述目标制动扭矩Tp与所述最大制动扭矩Tmax的差值，即Tmax-Tp；若目标制动扭矩Tp不大于最大制动扭矩Tmax，则控制驱动电机12与以目标制动扭矩Tp输出。

相较于现有技术中在0～40％角度范围内，采用纯电机制动，在60～100％角度范围内采用电机和液压复合制动的形式而言，轻踩制动踏板在纯驱动电机12制动阶段，车辆减速且有较高的能量回收效率，但是当车速降为零后，电机的输出扭矩若未清零，车辆会反向行驶，且若车辆在一定坡度的路面上时，制动踏板处于纯驱动电机12的角度范围内，停车后由于重力作用可能导致车辆延坡道下滑，此时必须由司机再深踩制动踏板使得液压制动介入才能停车。

另外，请参阅图3，图3为驱动电机12的外特性曲线示意图。为了提高能量回收效率，因尽量增加电机的制动扭矩，但在低速段，驱动电机12Tpeak峰值扭矩为Tmax，而转速大于额定转速后，驱动电机12工作在弱磁模式下，Tpeak峰值扭矩随转速增加成反比例减小，因此在电液复合制动阶段，如果驱动电机12的制动扭矩取Tpeak，而液压制动扭矩恒定，则制动减速度不一致，制动过程中制动减速度随驱动电机12转速减小而急剧增大，使得制动的舒适性极差。为了限制减速度变化过大，则又需减小驱动电机12的最大制动扭矩，而驱动电机12的最大制动扭矩减小又会影响能量回收效率，因此这种方案不能兼顾能量回收效率和车辆驾驶的操作感和舒适性。

本实施例中，在保留原脚踏液压制动踏板，即脚踏制动阀6的踏板61的同时，增加了一路回收制动踏板和电比例阀4制动回路，根据回收制动踏板角度和车速来同时控制驱动电机12制动扭矩和电比例阀4控制的液压制动扭矩，并且以驱动电机12制动扭矩优先，既保证了车辆行驶的安全性，又能最大程度回收制动能量，还可以获得较好的制动驾驶感和舒适性。

在一个具体实施例中，阀门包括输出端和两个输入端，阀门的输出端与制动器11连通，阀门的两个输入端分别与电比例阀4的输出端和脚踏制动阀6的输出端连通。则通过输出端分别与两个输入端连通，即可实现制动器11与电比例阀4的输出端连通或与脚踏制动阀6的输出端连通之间的切换。从而在正常状态下，驾驶员踩下回收制动踏板制动，阀门的输出端和与电比例阀4连通的输入端连通。在回收制动回路出现故障时，则驾驶员踩下脚踏制动阀6的踏板61制动，阀门的输出端和与脚踏制动阀6连通的输入端连通。

具体的，阀门采用梭阀5。梭阀5的输出端与制动器11连接，两个输入端分别与电比例阀4的输出端和脚踏制动阀6的输出端连接。在其他实施例中，阀门也可以采用二进一出的二位三通电磁阀，电比例阀4的输出端和脚踏制动阀6的输出端可以分别设置压力传感器，控制器2根据压力传感器检测的压力控制二位三通电磁阀置于第一位或第二位。在其他实施例中，也可以分别单独设置截止阀并在控制器2的控制器2实现制动器11与电比例阀4的输出端连通或与脚踏制动阀6的输出端连通之间的切换。

在一个实施例中，电比例阀4为电比例减压阀，可在控制器2的控制下调整输出压力。踏板传感器3具体角度传感器，角度传感器与回收制动踏板的转动轴连接，以检测回收制动踏板被踩下的角度。在其他实施例中，踏板传感器3也可以采用编码器等角度检测结构。

在一个实施例中，制动器11为湿式制动器。湿式制动器的具体结构及工作原理请参考现有技术，此处不再赘述。在其他实施例中，制动器11也可以采用其他类型的制动器11。

在一个实施例中，电机驱动行走系统1包括驱动桥和与驱动桥连接的差速器13，驱动桥连接有制动器11。进一步地，电机驱动行走系统1还包括连接于驱动桥的驻车制动器14。具体驱动桥、差速器13和驻车制动器14的结构和工作原理请参考现有技术，此处不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种重装电动叉车电液复合制动系统，包括电机驱动行走系统，所述电机驱动行走系统包括用于驱动重型电动叉车的驱动电机和用于制动的制动器，其特征在于，还包括回收制动踏板、电比例阀、阀门、控制器、脚踏制动阀和踏板传感器，所述踏板传感器与所述控制器电连接，用于检测所述回收制动踏板的角度，所述控制器与所述驱动电机和所述电比例阀电连接，所述电比例阀与所述脚踏制动阀的输入端分别与油源连通，输出端分别通过所述阀门与所述制动器连通，所述阀门用于控制所述制动器与所述电比例阀的输出端或所述脚踏制动阀的输出端连通。

2.根据权利要求1所述的重装电动叉车电液复合制动系统，其特征在于，所述阀门包括输出端和两个输入端，所述阀门的输出端与所述制动器连通，所述阀门的两个输入端分别与所述电比例阀的输出端和所述脚踏制动阀的输出端连通。

3.根据权利要求2所述的重装电动叉车电液复合制动系统，其特征在于，所述阀门为梭阀。

4.根据权利要求1所述的重装电动叉车电液复合制动系统，其特征在于，所述制动器为湿式制动器。

5.根据权利要求1所述的重装电动叉车电液复合制动系统，其特征在于，所述电比例阀为电比例减压阀。

6.根据权利要求1所述的重装电动叉车电液复合制动系统，其特征在于，所述踏板传感器为角度传感器，所述角度传感器与所述回收制动踏板的转动轴连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的重装电动叉车电液复合制动系统，其特征在于，所述电机驱动行走系统包括驱动桥和与所述驱动桥连接的差速器，所述驱动桥连接有所述制动器。

8.根据权利要求7所述的重装电动叉车电液复合制动系统，其特征在于，所述电机驱动行走系统包括连接于所述驱动桥的驻车制动器。

Images