混合动力叉车研究现状与未来前景探讨

王皓

浙江省特种设备科学研究院 浙江杭州 310020

摘要：混合动力叉车经过了不断发展，当前的现状发生了一些改变，并且取得了一定发展，通过对基本结构，还有具体的工作原理分析，发现混合动力叉车技术有很大的发展空间，并且逐渐地向着节能和环保方向发展了。

关键词：混合动力；叉车研究；现状；前景

随着科技的不断发展，在进行混合动力叉车开发过程中，应用这些先进技术，可以很大程度地提高叉车性能。通过参数匹配，还有储能装置，以及电机控制等技术，提高混合动力叉车的整体性能，促进相关技术快速地发展。

1结构和工作原理分析

混合动力叉车可以用多种能源，根据搬运的重量，还有路程需要，以及能源余量情况进行判断和选择叉车。这种叉车与传统动力叉车相比，配备了多个动力源，组合方式是并联和串联两种方式。

1.1串联模式

串联模式的混合动力叉车，主要的结构包括了以下几个部分。第一，是驱动桥；第二，是发动机；第三，是起升电机；第四，是牵引电机；第五，是电瓶；第六，是发电机；第七，是主车架，还包括了一些其他结构。主要的工作原理是，通过燃油动力来驱动发动机，然后由发动机带动工作，这时会产生需要的电能，其中的一部分电能，会进入储能装置，这部分主要是进行备用，另一部分用于驱动传动系统，这部分用于叉车行驶，还有一部分用于驱动起升机，主要是用于货物搬运，货物的起升主要是电能转换成为势能，当起升减速或下降时，势能就会转换成为电能，之后回到储能装置。发动机熄火，发电机这时就会停止能量供应，储能装置当中的电能，还是可以为动力和举升系统提供一定的电能。

1.2并联模式

并联模式的混合动力叉车，主要结构包括了以下几个部分。第一，是驱动桥；第二，是储能装置了；第三，是变速器；第四，起升电机；第五，是牵引电机；第六，是工作装置；第七，是液压系统；第八，是车架。并联模式与串联模式有很大不同，就是电动机和发动机动力系统是独立的。具体的工作原理是，当处于低速状态时，动力可以由电动机提供，而正常速度行驶时，可以转换成发动机来提供动力，在实际工作中，根据不同情况，将剩余的能量给牵引和起升电机，并转换成为电能储存。货物的举升可以通过发动机驱动，也可以使用电动机和发动机混合驱动方式。当减速或者是下降时，势能会转换成为电能，然后回到储能装置中。

2国内外的现状分析

2.1国外现状分析

随着叉车混合动力技术不断成熟，应用也比较广泛，尤其是在工业领域中。这方面的研究在国外比较早，2009年时日本的丰田公司，就研发了混合动力叉车，并投入市场进行销售了。丰田公司后，小松和林德，以及三菱等公司，也开始了这方面研发，并相继推出了自己的产品。

2.2国内现状分析

我国这方面研究稍晚，首先是由无锡的开普动力机械有限公司，进行了相关研发，推出了国内的第一台混合动力叉车。该车完全是由自主研发的，包括了发电机和发动机，以及电机和控制系统，还有液压系统都是自助研发。采用的是油电混合模式，利用了一些发动机的特殊性能，找出了最佳的节油点，还有最佳的转速，不仅提高了转换效率，也增加了电能使用比例，降低了能耗达到35%以上，尾气排放量也降低了35%，使叉车更加的环保节能。随着机械技术的不断进步，促进了蓄能行业的发展，国内许多公司也研制了各种叉车，随着国家对新能源和环保的重视程度不断提高，许多的高校和科研单位也加大了研发力度，当前已经取得了一定成绩。

3关键技术分析

3.1参数匹配

进行参数匹配时，研究的是各种能源和动力，以及功率间的匹配，还有实际的使用比例，尤其是电动机和发动机功率比例，尤其是节能效果，还有制造成本，都会产生巨大的影响。现在功率使用和匹配都有了成熟方案，但国内的相关研究较少。以降低制造成本、减少自重、节能和减少排放作为目标，参数匹配方案，主要有以下两个方面。第一，确定匹配条件。包括动力组合、控制方式、使用工况。第二，确定实现目标。一个是实现性能要求，另一个是实现匹配结构。可以不仅可以提升系统性能，也可以降低设计成本。

3.2储能装置分析

储能装置大多都使用蓄电池，混合动力叉车使用的是锂电池和铅酸电池，以及镍氢电池。蓄电池储能能力，是关键性的因素，这也是提高环保性能的重要途径，同时还能降低成本，所以应当加强蓄电池的研究。储能装置技术，为了发展可以从以下两点攻关。第一，是提高电池寿命。叉车的使用频率很高，所以蓄电池要有较强的充电和放电能力。第二，提高比能量储备。要想增加储能量，通过增加增加电池，会增加成本，如果比能量能够提高，叉车的用电时间就会越长，这时环保性能就会越好。

3.3电机技术

叉车主要是用于行驶，还有货物搬运的，叉车的动力，主要是来源于电机，所以需要牵引电机，还有举升电机，才能实现叉车的作用。在电机的选用，还有设计方面，未来的具体发展方向，提出几点建议。第一，可以使用额定电机。在满足发电和蓄电的基础上，尽量要使用电压高的电机，因为高电压的电机，一般体积都比较小，可以很大程度地节省空间，进而降低了生产和使用成本。第二，启动性稳定，调速范围较大。在设计时应当减少启动冲击，这样才能降低工作冲击，进而提高部件和蓄电池的使用寿命。第三，可以反向充电。这样不仅可以降损耗，还可以提高效率。在减速或降低高度时，如果能反向充电，能够更好地利用能量转换，从而降低了油耗，增加了电能的利用率。

3.4控制系统

控制系统是叉车的核心，不仅可以对行驶进行控制，还能控制装载货物，同时可以管理电池组通断，以及电动机和发动机的输出和转换，还可以对其他系统进行管理和监控。随着信息技术的发展，叉车也向着智能化、数字化方向发展了，基于神经网络和人机工程等技术，在叉车发展中起到了重要作用。

结束语：

为了更好地解决叉车污染和耗能问题，还有动力不足和使用不变问题，设计了混合动力叉车，这种叉车的发展和成熟，与普通叉车相比优势比较明显，性能和系统，还有结构和控

制方面，发展空间也较大。其他通过科研人员的努力，会向着节能和环保方向发展。

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