【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源动力系统，更具体地说，它涉及串并联多功能混动叉车的动力系统和控制方法。
技术介绍
1、叉车是工业搬运车辆，是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆，在企业的物流系统中扮演着非常重要的角色，是物料搬运设备中的主力军。
2、如图5所示，传统叉车动力系统是以柴油机为输出动力，经过离合器或者变矩器连接到手动变速箱，再经过传动轴和驱动桥将动力传递至驱动轮，驱动车辆的行驶；上装叉举通过变速箱取力连接到液压泵，再经过多路阀将液压油传递至起升油缸、倾斜油缸、调距油缸、侧移油缸，分别实现起升、倾斜、调距、侧移等动作。
3、然而传统叉车动力系统存在以下缺陷：
4、1.传统叉车动力系统中的机械部件在传动过程中会产生一定的摩擦力，从而产生一定的能量损失，导致整体的传动效率低下；
5、2.传统叉车动力系统是以柴油机为输出动力，柴油机在低转速下扭矩输出较低，需要通过离合器或者变矩器以及变速箱来实现适当的传动比以提供足够的动力，此外柴油机的热效率不高，导致传统叉车动力系统的油耗过高；
6、3.柴油机采用压燃式燃烧，燃烧温度较高，加之柴油自身的特性(含有较多的氮原子)，在燃烧过程中容易生成大量的氮氧化物以及颗粒物，导致传统叉车动力系统的排放较差；
7、4.传统叉车的操作需要司机频繁地使用离合器、换挡杆等传统操纵装置，操纵强度较大，增加了驾驶员的操作负担和疲劳度；
8、因此亟需一种叉车动力系统和控制方法以解决传统叉车动力系统的整体传动
技术实现思路
1、本专利技术提供串并联多功能混动叉车的动力系统和控制方法，解决上述
技术介绍
中的技术问题。
2、本专利技术提供了串并联多功能混动叉车的动力系统，包括：发动机、电磁离合器、电机、电机控制器、动力电池、高压配电箱、驱动电机、驱动电机控制器和功能装置；
3、发动机的输出端与电磁离合器的输入端连接，电磁离合器的输出端与电机的输入端连接，电机与电机控制器通过高压连接器连接，电机与高压配电箱通过高压连接器连接，高压配电箱与驱动电机通过高压连接器连接，高压配电箱与动力电池通过高压连接器连接，驱动电机与驱动电机控制器通过高压连接器连接，动力电池与功能装置通过高压连接器连接；
4、所述串并联多功能混动叉车的动力系统还包括液压驱动单元和行驶驱动单元。
5、进一步地，所述液压驱动单元包括液压工作泵、多路阀、起升油缸、倾斜油缸、调距油缸和侧移油缸；电机的输出端与液压工作泵的输入端连接，液压工作泵与多路阀之间通过液压油管连接，所述多路阀与起升油缸、倾斜油缸、调距油缸和侧移油缸均通过液压油管连接。
6、进一步地，所述行驶驱动单元包括变速箱、驱动轴、驱动桥和驱动轮；驱动电机的输出端与变速箱的输入端连接，变速箱的输出端与驱动轴的输入端连接，驱动轴的输出端与驱动桥的输入端连接，所述驱动轮与驱动桥的驱动轴连接。
7、进一步地，所述多路阀、起升油缸、倾斜油缸、调距油缸和侧移油缸之间采用并联结构。
8、进一步地，所述驱动电机、变速箱、驱动轴、驱动桥和驱动轮采用串联结构。
9、进一步地，电机控制器设置在电机和高压配电箱之间。
10、进一步地，串并联多功能混动叉车的动力系统还包括：动力电池箱和动力电池箱控制器，动力电池箱和动力电池箱控制器通过高压连接器连接；动力电池箱控制器用于控制动力电池箱的充电和放电。
11、串并联多功能混动叉车的动力系统的控制方法，用于执行串并联多功能混动叉车的动力系统，包括以下步骤：
12、步骤s101，发动机启动带动电机发电，电机控制器用于控制发动机的开机、停机、数据测量、数据显示以及故障保护功能，并提供电机的电量测量、电量显示以及电量保护功能；
13、步骤s102，动力电池箱吸收并储存电机发出的多余电能；当电机的剩余电量小于等于第二剩余电量阈值或者电机出现故障时，动力电池箱通过高压配电箱提供电能给驱动电机和功能装置，其中第二剩余电量阈值为自定义参数；
14、步骤s103，驱动电机控制器控制驱动电机通过变速箱驱动叉车完成行走功能；
15、步骤s104，电机控制器控制电机从动力电池取电完成纯电起升功能。
16、进一步地，串并联多功能混动叉车的动力系统还包括整车控制器，整车控制器根据驾驶室油门、操作面板的指令请求，判断对应的功率需求，将功率需求分配发送给电机控制器和动力电池箱控制器，电机和动力电池协同工作；当油门行程减小或者触动刹车时，整车控制器减小功率请求数值发送给电机控制器，同时发送发电指令给驱动电机控制器和发送充电指令给动力电池箱控制器，将刹车段距离的能量转化为电能，对动力电池进行充电。
17、进一步地，整车控制器包括：驾驶数据采集模块，其用于在预设时间段m内，按照时间间隔m采集串并联多功能混动叉车的驾驶数据，并构建驾驶序列；
18、驾驶序列表示为：a＝{a1…an}，其中n＝m/m，a1…an分别表示串并联多功能混动叉车的第1个时间点到第n个时间点的驾驶数据，其中分别表示第n个时间点的车速、转向角度、载重量、电机的转速、电机的输出扭矩和动力电池的剩余电量；
19、功率预测模块，其用于将驾驶序列输入到第一神经网络模型，第一神经网络模型连接第一分类器和第二分类器；
20、第一分类器的分类标签表示电机的调节功率值；
21、第二分类器的分类标签表示动力电池的调节功率值；
22、功率调节模块，其用于根据电机的调节功率值控制电机控制器将电机的输出功率调节到电机的调节功率值，根据动力电池的调节功率值控制动力电池箱控制器将动力电池的输出功率调节到动力电池的调节功率值；
23、刹车数据采集模块，其用于在刹车时间段内采集串并联多功能混动叉车的刹车数据，并构建刹车序列；
24、刹车序列表示为：b＝{b1…bn}，其中n＝m/m，b1…bn分别表示串并联多功能混动叉车在刹车时间段内的第1个时间点到第n个时间点的刹车数据，其中分别表示第n个时间点的车速、转向角度、载重量、电机的转速、电机的输出扭矩、动力电池的剩余电量和刹车踏板的压力值；
25、充放电预测模块，其用于将刹车序列输入到第二神经网络模型，第二神经网络模型连接第三分类器和第四分类器；
26、第三分类器的分类标签表示驱动电机是否需要放电；
27、第四分类器的分类标签表示动力电池是否需要充电；
28、充电放电调节模块，其用于判断如果驱动电机需要放电，则发送发电指令给驱动电机控制器来控制驱动电机发电；如果动力电池需要充电，则发送充电指令给动力电池箱控制器来控制动力电池充电；
29、第一神经网络模型基于长短时记忆神经网络模型构建，第一神经网络模型包括n个时间步，第i个时间步输入驾驶序列的第i个序本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，包括：发动机、电磁离合器、电机、电机控制器、动力电池、高压配电箱、驱动电机、驱动电机控制器和功能装置；
2.根据权利要求1所述的串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，所述液压驱动单元包括液压工作泵、多路阀、起升油缸、倾斜油缸、调距油缸和侧移油缸；电机的输出端与液压工作泵的输入端连接，液压工作泵与多路阀之间通过液压油管连接，所述多路阀与起升油缸、倾斜油缸、调距油缸和侧移油缸均通过液压油管连接。
3.根据权利要求1所述的串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，所述行驶驱动单元包括变速箱、驱动轴、驱动桥和驱动轮；驱动电机的输出端与变速箱的输入端连接，变速箱的输出端与驱动轴的输入端连接，驱动轴的输出端与驱动桥的输入端连接，所述驱动轮与驱动桥的驱动轴连接。
4.根据权利要求2所述的串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，所述多路阀、起升油缸、倾斜油缸、调距油缸和侧移油缸之间采用并联结构。
5.根据权利要求3所述的串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，所述驱动电机、变速箱、驱动
6.根据权利要求1所述的串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，电机控制器设置在电机和高压配电箱之间。
7.根据权利要求1所述的串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，串并联多功能混动叉车的动力系统还包括：动力电池箱和动力电池箱控制器，动力电池箱和动力电池箱控制器通过高压连接器连接；动力电池箱控制器用于控制动力电池箱的充电和放电。
8.根据权利要求1所述的串并联多功能混动叉车的动力系统的控制方法，其特征在于，其用于执行如权利要求1-7任一所述串并联多功能混动叉车的动力系统，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的串并联多功能混动叉车的动力系统的控制方法，其特征在于，串并联多功能混动叉车的动力系统的控制方法中还包括用于控制串并联多功能混动叉车的动力系统的整车控制器，整车控制器根据驾驶室油门、操作面板的指令请求，判断对应的功率需求，将功率需求分配发送给电机控制器和动力电池箱控制器，电机和动力电池协同工作；当油门行程减小或者触动刹车时，整车控制器减小功率请求数值发送给电机控制器，同时发送发电指令给驱动电机控制器和发送充电指令给动力电池箱控制器，将刹车段距离的能量转化为电能，对动力电池进行充电。
10.根据权利要求9所述的串并联多功能混动叉车的动力系统的控制方法，其特征在于，整车控制器包括：驾驶数据采集模块，其用于在预设时间段M内，按照时间间隔m采集串并联多功能混动叉车的驾驶数据，并构建驾驶序列；
...【技术特征摘要】
1.串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，包括：发动机、电磁离合器、电机、电机控制器、动力电池、高压配电箱、驱动电机、驱动电机控制器和功能装置；
2.根据权利要求1所述的串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，所述液压驱动单元包括液压工作泵、多路阀、起升油缸、倾斜油缸、调距油缸和侧移油缸；电机的输出端与液压工作泵的输入端连接，液压工作泵与多路阀之间通过液压油管连接，所述多路阀与起升油缸、倾斜油缸、调距油缸和侧移油缸均通过液压油管连接。
3.根据权利要求1所述的串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，所述行驶驱动单元包括变速箱、驱动轴、驱动桥和驱动轮；驱动电机的输出端与变速箱的输入端连接，变速箱的输出端与驱动轴的输入端连接，驱动轴的输出端与驱动桥的输入端连接，所述驱动轮与驱动桥的驱动轴连接。
4.根据权利要求2所述的串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，所述多路阀、起升油缸、倾斜油缸、调距油缸和侧移油缸之间采用并联结构。
5.根据权利要求3所述的串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，所述驱动电机、变速箱、驱动轴、驱动桥和驱动轮采用串联结构。
6.根据权利要求1所述的串并联多功能混动叉车的动力系统，其特征在于，电机控制器设置在电机和高压配电箱之间。
【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫浦，曾敏，欧阳石坤，夏景霖，林永发，黎晓佳，潘才芳，毛正松，孔德乐，
申请(专利权)人：玉柴芯蓝新能源动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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