劉平國， 陳俊屹， 陳其懷， 任好玲， 林添良

(1.中石油江漢機(jī)械研究所有限公司， 湖北 荊州 434000； 2.華僑大學(xué) 機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院， 福建 廈門 361021)

引言

隨著全球氣候變暖以及環(huán)境污染愈加嚴(yán)重，節(jié)能減排成為世界的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)工程機(jī)械能效低、排放差已無法滿足行業(yè)發(fā)展需求，電動(dòng)化采用電機(jī)取代發(fā)動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)零排放、高能效，已經(jīng)被認(rèn)為是工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)[1]。

叉車是物流行業(yè)最常用的工程機(jī)械，也是最早采用電動(dòng)化的工程機(jī)械之一。目前的電動(dòng)叉車多是基于低壓鉛酸電池，但由于鉛酸蓄電池缺點(diǎn)為能量體積密度低與循環(huán)壽命差，以及其材料對(duì)環(huán)境有著一定污染，且低電壓的電傳動(dòng)系統(tǒng)存在功率元器件、連接器、電纜與電機(jī)產(chǎn)生較高熱損，同時(shí)，電流變化率高，容易產(chǎn)生電蝕現(xiàn)象。所以，基于新型儲(chǔ)能裝置的高壓電動(dòng)叉車已經(jīng)成為叉車重要發(fā)展趨勢(shì)之一。

在電動(dòng)叉車動(dòng)力行走系統(tǒng)研究方面，根據(jù)傳動(dòng)方式的不同分為靜液壓傳動(dòng)、單驅(qū)動(dòng)電機(jī)、多驅(qū)動(dòng)電機(jī)[2-5]。楊雯雯等[6]提出一種電動(dòng)靜液壓傳動(dòng)叉車行走的控制系統(tǒng)，通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)行走馬達(dá)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)叉車的行走，根據(jù)AMESim軟件仿真分析得到叉車在平地行駛能達(dá)到18.21 km/h，穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)0.053 m/s的速度微動(dòng)功能，并驗(yàn)證了制動(dòng)踏板的制動(dòng)能力。王威[7]以3 t鋰電叉車為研究對(duì)象，提出一種雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并利用遺傳算法對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，利用MATLAB/Simulink仿真平臺(tái)搭建仿真模型，可得雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)叉車比傳統(tǒng)的單電機(jī)電動(dòng)叉車可節(jié)約電池電量0.6%，新驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能量利用率更突出。

在企業(yè)方面，杭叉XC系列鋰電叉車的傳動(dòng)方式為鋰電池提供能量驅(qū)動(dòng)行走電機(jī)旋轉(zhuǎn)，行走電機(jī)與減速相連將動(dòng)力傳遞到輪胎上。而德國BHS公司的iLifters叉車使用前輪雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，并且使用了雙電機(jī)交流脈沖技術(shù)作為電子差速器，實(shí)現(xiàn)更小的轉(zhuǎn)彎半徑。

電動(dòng)叉車的技術(shù)應(yīng)用比較成熟，各大制造企業(yè)均有一系列的產(chǎn)品問世并獲得廣泛使用，但現(xiàn)有電動(dòng)叉車技術(shù)大多數(shù)是采用電動(dòng)機(jī)代替發(fā)動(dòng)機(jī)，采用電池代替燃油，并沒有對(duì)純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)性研究[8-10]。而使用高壓鋰電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)低壓鉛酸蓄電池與低壓鋰電池方案還處于起步階段，僅對(duì)電機(jī)、電控系統(tǒng)進(jìn)行高壓化替代，并沒有根據(jù)高壓鋰電池的特點(diǎn)尋找適合高壓鋰電電動(dòng)叉車控制方案，充分發(fā)揮高壓鋰電動(dòng)力總成系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。因此，有必要對(duì)純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，提出適用于高壓鋰電電動(dòng)叉車系統(tǒng)動(dòng)力總成控制系統(tǒng)。

1 高壓鋰電電動(dòng)叉車動(dòng)力總成基本組成結(jié)構(gòu)

本研究以3 t叉車作為研究對(duì)象，采用單驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高壓鋰電電動(dòng)叉車與傳統(tǒng)的低壓鋰電叉車的機(jī)械結(jié)構(gòu)是類似的，但內(nèi)部電氣部件由于電壓等級(jí)差距較大，因此電氣設(shè)備需要重新設(shè)計(jì)整車系統(tǒng)方案。高壓鋰電電動(dòng)叉車與低壓電動(dòng)叉車的主要區(qū)別在于動(dòng)力總成系統(tǒng)，叉車的動(dòng)力總成包含了原動(dòng)機(jī)、儲(chǔ)能單元以及液壓系統(tǒng)等組成。如圖1所示為高壓鋰電電動(dòng)叉車動(dòng)力總成基本組成，其儲(chǔ)能單元由高壓鋰電池提供，通過電池管理系統(tǒng)(BMS)對(duì)叉車儲(chǔ)能單元進(jìn)行能量管理。因?yàn)樵搫?dòng)力總成系統(tǒng)高壓鋰電池需要對(duì)行走電機(jī)、舉升電機(jī)以及DC/DC這3路進(jìn)行供電，所以需要通過高壓管理單元把高壓鋰電池的1路輸出分成3路輸出，并通過高壓管理單元管理整輛叉車的預(yù)充控制、能量分配與整車高壓電保護(hù)功能。

圖1 高壓鋰電電動(dòng)叉車動(dòng)力總成基本組成Fig.1 Basic composition of power assembly of high voltage lithium electric forklift

高壓鋰電電動(dòng)叉車動(dòng)力總成基本組成除了上述儲(chǔ)能單元高壓鋰電池、電池管理系統(tǒng)以及高壓管理電壓外，還包括2臺(tái)電機(jī)和其對(duì)應(yīng)的2臺(tái)電機(jī)控制器。驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要為叉車行走的原動(dòng)機(jī)，而舉升電機(jī)是液壓系統(tǒng)的原動(dòng)機(jī)。液壓系統(tǒng)包括液壓泵、優(yōu)先閥、多路閥、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、舉升油缸及傾斜油缸。高壓管理單元其中兩路是去到兩臺(tái)電機(jī)，剩余一路為DC/DC的供電，DC/DC主要是把高壓鋰電池的高電壓變換為低壓電對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，并且DC/DC在工作時(shí)轉(zhuǎn)而對(duì)整車低壓控制系統(tǒng)進(jìn)行供電。低壓控制系統(tǒng)包括蓄電池、顯示屏(VCU)、電動(dòng)水泵、散熱器總成等，其中整車控制器(VCU)集成到叉車的顯示屏內(nèi)。

2 高壓鋰電電動(dòng)叉車行走油門踏板控制策略

高壓鋰電電動(dòng)叉車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直接連接至減速器，再通過差速器與前橋驅(qū)動(dòng)軸相連，最終驅(qū)動(dòng)叉車車輪， 所以驅(qū)動(dòng)電機(jī)的響應(yīng)與速度控制方式直接影響到叉車的車速變化。驅(qū)動(dòng)電機(jī)為永磁同步電機(jī)，依據(jù)給定與輸出方式的不同分為轉(zhuǎn)速控制模式與轉(zhuǎn)矩控制模式。轉(zhuǎn)速控制模式為整車控制器發(fā)送目標(biāo)轉(zhuǎn)速信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩控制模式則是整車控制器發(fā)送目標(biāo)扭矩信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出對(duì)應(yīng)扭矩。根據(jù)2種模式控制特點(diǎn)可以得到，轉(zhuǎn)速控制模式可以使驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速匹配駕駛員油門踏板信號(hào)，油門踏板開度直接對(duì)應(yīng)的是驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速，而轉(zhuǎn)矩控制模式的油門踏板開度對(duì)應(yīng)的是驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。

電動(dòng)叉車是以搬運(yùn)負(fù)載為主的工程機(jī)械，所以在電動(dòng)叉車搬運(yùn)過程中需要運(yùn)行平穩(wěn)、作業(yè)效率高以及較好的控制精度。轉(zhuǎn)速控制模式車速響應(yīng)快但帶來的問題是加減速過程沖擊大，需要對(duì)加減速曲線實(shí)時(shí)處理控制轉(zhuǎn)速，保證負(fù)載運(yùn)輸過程平穩(wěn)性；而轉(zhuǎn)矩控制模式通過給定目標(biāo)扭矩方式，使得加減速過程平穩(wěn)，沖擊較小。因此，本研究3 t高壓鋰電電動(dòng)叉車驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用轉(zhuǎn)矩控制模式為主的控制方式。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用油門踏板開度對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)扭矩控制方式，其油門開度對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)扭矩系數(shù)曲線如圖2所示，其中曲線1為性能模式，曲線2為經(jīng)濟(jì)模式。系數(shù)曲線總共分為2個(gè)區(qū)間：第一段為設(shè)定死區(qū)開度，為了確保因電動(dòng)叉車本身供電電壓不穩(wěn)定、外負(fù)載沖擊與自身振動(dòng)導(dǎo)致油門踏板開度在零附近信號(hào)波動(dòng)，或者駕駛員的腳放置油門踏板上方后有微小開度變化導(dǎo)致整車控制器對(duì)駕駛意圖的誤判；第二段為基準(zhǔn)扭矩系數(shù)最小到最大之間與油門開度變化的關(guān)系。曲線2從第二段開始其基準(zhǔn)扭矩系數(shù)與油門踏板開度呈線性關(guān)系，這種油門踏板控制策略能很好的兼顧動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性，并且控制器計(jì)算過程簡單；曲線1為冪函數(shù)曲線，從第二段開始其基準(zhǔn)扭矩系數(shù)都比曲線2大，可以很好地發(fā)揮電動(dòng)叉車的動(dòng)力性能。

圖2 油門踏板開度與基準(zhǔn)扭矩系數(shù)關(guān)系曲線Fig.2 Curve of accelerator pedal opening and benchmark torque coefficient

在整車控制器給定目標(biāo)扭矩值時(shí)，還需要考慮不同車速下驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大輸出扭矩限制值。圖3所示為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外特性MAP圖，從圖中可知電機(jī)轉(zhuǎn)速與電機(jī)最大扭矩間的關(guān)系，其中曲線1為性能模式，曲線2為經(jīng)濟(jì)模式。

圖3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)外特性MAP圖Fig.3 MAP diagram of drive motor

圖4 油門踏板控制原理圖Fig.4 Accelerator pedal control schematic

高壓鋰電電動(dòng)叉車樣機(jī)是采用電子油門踏板，其控制原理如圖4所示，整機(jī)控制器得到油門踏板輸出的開度電壓信號(hào)，通過計(jì)算占空比得到油門踏板開度，根據(jù)油門踏板開度與基準(zhǔn)扭矩系數(shù)關(guān)系曲線得到基準(zhǔn)扭矩系數(shù)，再通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)MAP曲線判斷當(dāng)前車速所能輸出最大扭矩限制值，最后基準(zhǔn)扭矩系數(shù)乘以扭矩限制值得到基準(zhǔn)扭矩值。

電動(dòng)叉車作為物流運(yùn)輸、裝卸機(jī)械，在工作循環(huán)時(shí)，電動(dòng)叉車經(jīng)常進(jìn)行加減速操作。電動(dòng)叉車油門踏板在進(jìn)行加減速操作時(shí)，可以通過油門踏板的變化率判斷駕駛員操作意圖，再結(jié)合電池的SOC、車速、制動(dòng)踏板信號(hào)判定油門踏板加減速程度。最后根據(jù)加減速強(qiáng)度計(jì)算出補(bǔ)償扭矩值，整車控制輸出到驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的目標(biāo)扭矩為基準(zhǔn)強(qiáng)度與補(bǔ)償扭矩值， 達(dá)到更快速預(yù)測(cè)與實(shí)現(xiàn)駕駛員操作目的。因此，目標(biāo)扭矩與基準(zhǔn)扭矩、補(bǔ)償扭矩的關(guān)系為：

(1)

式中，Tm1—— 計(jì)算目標(biāo)扭矩值

Tb—— 基準(zhǔn)扭矩

Tcom—— 駕駛意圖的補(bǔ)償扭矩

Tm—— 最終目標(biāo)扭矩值

Tmax—— 最大扭矩限制值

電動(dòng)叉車油門踏板的駕駛員操作意圖判斷通過使用模糊控制實(shí)現(xiàn)，以下為對(duì)整車主要影響參數(shù)的劃分：

1) 油門踏板開度變化率劃分

電動(dòng)叉車油門踏板的輸出信號(hào)為電壓信號(hào)，電壓值與踏板開度為固定斜率曲線對(duì)應(yīng)關(guān)系，而油門踏板在行駛過程中開度變化率為：

(2)

式中，Uacc—— 油門踏板輸出電壓信號(hào)

F—— 油門踏板開度變化率

令油門踏板變化范圍在[-1,1]區(qū)間內(nèi)，在油門踏板變化率為負(fù)值時(shí)，為駕駛抬升油門踏板，其工況分為：輕抬(DS)、中抬(DM)、重抬(DH)3個(gè)油門踏板變化率范圍區(qū)間；在油門踏板變化率為正值時(shí)，為駕駛踩下油門踏板，其工況分為：輕踩(AS)、中踩(AM)、重踩(AH)這3個(gè)區(qū)間。

2) 電動(dòng)叉車加減速意圖劃分

當(dāng)電動(dòng)叉車的油門踏板處于變化時(shí)，通過不同油門踏板變化率可以得出不同的叉車加減速意圖，根據(jù)加減速程度可劃分：低減速意圖(DL)、中減速意圖(DM)、高減速意圖(DH)、低加速意圖(AL)、中加速意圖(AM)、高加速意圖(AH)。

3) 電動(dòng)叉車車速劃分

電動(dòng)叉車抬升油門踏板后驅(qū)動(dòng)電機(jī)的方向扭矩給定還有兼顧抬升時(shí)的車速情況，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在工作時(shí)可以分為：較低速行駛(VS)、低速行駛(VL)、中速行駛(VM)、高速行駛(VH)4種叉車行駛車速區(qū)間。

4) 電動(dòng)叉車加減速強(qiáng)度劃分

綜合考慮油門踏板開度變化率、電動(dòng)叉車加減速意圖、電動(dòng)叉車車速的因素，將電動(dòng)叉車減速強(qiáng)度劃分為：加減速強(qiáng)度很弱(O)、減速強(qiáng)度較弱(DSL)、減速強(qiáng)度弱(DL)、減速強(qiáng)度中(DM)、減速強(qiáng)度略強(qiáng)(DSH)、減速強(qiáng)度強(qiáng)(DH)、加速強(qiáng)度較弱(ASL)、加速強(qiáng)度弱(AL)、加速強(qiáng)度中(AM)、加速強(qiáng)度略強(qiáng)(ASH)、加速強(qiáng)度強(qiáng)(AH)這11種區(qū)間。

電動(dòng)叉車在判斷加減速強(qiáng)度后，根據(jù)對(duì)應(yīng)強(qiáng)度給定相應(yīng)補(bǔ)償扭矩值，整車控制器輸出到電機(jī)控制器的目標(biāo)扭矩值，是由基準(zhǔn)扭矩、補(bǔ)償扭矩、最大輸出扭矩共同決定。其中在高壓鋰電電動(dòng)叉車作業(yè)過程中， 當(dāng)計(jì)算目標(biāo)扭矩方向與驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速旋向相反時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)入減速能量回收工況，對(duì)這部分能量進(jìn)行回收能增加電動(dòng)叉車的工作時(shí)長。

高壓鋰電電動(dòng)叉車在行駛作業(yè)過程中的油門踏板控制策略如圖5所示。當(dāng)蓄電池SOC大于等于90%時(shí)，禁止整車的進(jìn)行能量回收；當(dāng)蓄電池SOC小于90%時(shí)，對(duì)油門踏板信號(hào)與制動(dòng)踏板信號(hào)進(jìn)行采集，若駕駛員踩下制動(dòng)踏板，此時(shí)制動(dòng)踏板信號(hào)為TRUE，退出補(bǔ)償扭矩的計(jì)算；若制動(dòng)踏板無制動(dòng)信號(hào)輸入時(shí)，通過計(jì)算油門踏板變化率，再結(jié)合上述的劃分規(guī)則預(yù)測(cè)駕駛意圖，經(jīng)過模糊控制后輸出電動(dòng)叉車加減速強(qiáng)度，通過整車控制器計(jì)算與判斷并輸出目標(biāo)扭矩。若驅(qū)動(dòng)電機(jī)最終輸出負(fù)扭矩，則高壓鋰電叉車進(jìn)行減速能量回收。

圖5 油門踏板控制策略Fig.5 Accelerator pedal control strategy

圖6 油門踏板駕駛意圖模糊判斷隸屬度Fig.6 Membership degree of fuzzy judgment on driving intention of accelerator pedal

3 高壓鋰電電動(dòng)叉車行走動(dòng)力總成仿真

基于前文對(duì)油門踏板的控制提出的策略，并通過油門踏板與制動(dòng)踏板分別實(shí)現(xiàn)不同工況下的行走能量回收。利用電動(dòng)叉車數(shù)學(xué)模型與控制策略，分別使用MATLAB和AMESim/Simulink仿真軟件搭建油門踏板控制策略仿真模型，并驗(yàn)證其可行性，系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)如表1所示。

表1 系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)Tab.1 Key parameters of system

3.1 仿真模型搭建

根據(jù)油門踏板控制策略對(duì)電動(dòng)叉車油門踏板開度變化率劃分集合為{DH,DM,DS,AS,AM,AH}，其范圍為[-1,1]，如圖6a所示；經(jīng)過模糊控制判斷得到電動(dòng)叉車減速意圖D的集合為{DH,DM,DL,AL,AM,AH}，其范圍為[-1,1]，如圖6b所示；再加入電動(dòng)叉車車速v的判斷條件，對(duì)車速劃分為{VS,VL,VM,VH}，通過高壓鋰電叉車動(dòng)力總成參數(shù)匹配參數(shù)需求可得最高車速為18 km/h，所以其劃分范圍為[0,18]，如圖6c所示；最終得到電動(dòng)叉車加減速強(qiáng)度z的判斷，根據(jù)不同強(qiáng)度劃分為{DH, DSH, DM, DL, DSL, O, ASL, AL, AM, ASH, AH}這11部分，其范圍為[-1,1]，如圖6d所示。

高壓鋰電電動(dòng)叉車油門踏板能量回收的模糊控制規(guī)則按照3 t電動(dòng)叉車實(shí)際控制經(jīng)驗(yàn)制定。在油門踏板變化率越大時(shí)，說明駕駛員需要更快的減速意圖，反之則減速意圖更小。再根據(jù)電動(dòng)叉車實(shí)時(shí)的車速情況判斷減速強(qiáng)度，在車速較高的時(shí)候，為了縮短減速時(shí)間，需要給予更強(qiáng)的減速強(qiáng)度，讓叉車驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供更大的反向減速扭矩。因此，可以得到如表2所示的油門踏駕駛意圖判斷模糊控制規(guī)則表。

表2 油門踏板駕駛意圖判斷模糊控制規(guī)則Tab.2 Fuzzy control rules for judging driving intention of accelerator pedal

按照上述模糊控制規(guī)則，使用Mamdani模糊系統(tǒng)可以得到如圖7所示的油門踏板駕駛意圖判斷模糊推理規(guī)則曲面。

圖7 油門踏板駕駛意圖判斷模糊推理規(guī)則曲面Fig.7 Fuzzy inference rule surface of accelerator pedal driving intention judgment

綜上所述，根據(jù)油門踏板駕駛意圖判斷隸屬關(guān)系與模糊控制規(guī)則，使用MATLAB/Simulink軟件搭建油門踏板控制策略仿真模型，如圖8所示，通過輸入加速踏板開度變化曲線、SOC、車速、制動(dòng)踏板信號(hào)，輸出電動(dòng)叉車加減速強(qiáng)度，得到驅(qū)動(dòng)電機(jī)補(bǔ)償扭矩并與油門踏板開度對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)扭矩相加，所得到的計(jì)算目標(biāo)扭矩值與驅(qū)動(dòng)電機(jī)MAP最大扭矩限制作對(duì)比得到最終輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，目標(biāo)轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊如圖9所示。經(jīng)過電動(dòng)叉車行走系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程得到對(duì)應(yīng)的車速變化。

圖8 油門踏板控制策略仿真模型Fig.8 Simulation model of accelerator pedal control strategy

圖9 目標(biāo)扭矩計(jì)算模塊Fig.9 Target torque calculation module

3.2 仿真結(jié)果分析

3 t高壓鋰電電動(dòng)叉車的行走車速變化是通過駕駛控制油門踏板與剎車踏板實(shí)現(xiàn)的，在探究油門踏板控制策略可行性時(shí)需要輸入油門踏板開度隨時(shí)間變化的曲線，如圖10所示為3 t電動(dòng)叉車實(shí)際操作時(shí)的一段油門踏板開度曲線。仿真過程中，電池SOC初始值為50%，即使用能量回收模塊，整車在水平路段行駛。

圖10 油門踏板開度變化曲線Fig.10 Accelerator pedal opening curve

其中油門踏板開度增大部分，即油門踏板開度在0%～100%之間時(shí)，對(duì)應(yīng)電動(dòng)叉車勻速或加速的操作意圖，通過模糊控制判斷得出加速強(qiáng)度系數(shù)；而油門踏板開度曲線斜率為負(fù)時(shí)，通過模糊控制器得到對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償扭矩大小，當(dāng)所得到的補(bǔ)償扭矩大于油門開度給定基準(zhǔn)扭矩時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)最終輸出負(fù)扭矩，進(jìn)行能量回收。經(jīng)過MATLAB/Simulink軟件仿真后可得結(jié)果如圖11a所示，為油門踏板能量回收模糊推理規(guī)則所得到的加減速強(qiáng)度判斷結(jié)果。

如圖11b所示，圖中負(fù)值扭矩表示驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的反向減速扭矩，說明驅(qū)動(dòng)電機(jī)此時(shí)處于能量回收工況。

圖11 加減速強(qiáng)度與驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出扭矩仿真結(jié)果Fig.11 Simulation results of acceleration and deceleration intensity and drive motor output torque

根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出扭矩仿真得到如圖12所示的高壓鋰電電動(dòng)叉車的經(jīng)濟(jì)模式與性能模式控制策略的車速對(duì)比。在同樣油門踏板變化曲線輸入的條件下，性能模式最高車速可以達(dá)到16.94 km/h，而經(jīng)濟(jì)模式最高車速僅達(dá)到11.03 km/h，分析可得性能模式的動(dòng)力性能強(qiáng)于經(jīng)濟(jì)模式。

圖12 油門踏板控制策略車速仿真結(jié)果Fig.12 Speed simulation results of accelerator pedal control strategy

綜上所述，通過MATLAB/Simulink對(duì)仿真模型進(jìn)行參數(shù)的輸入，分析仿真結(jié)果得到所制定油門踏板加減速模糊控制規(guī)則的輸出結(jié)果，并求得驅(qū)動(dòng)電機(jī)在這過程產(chǎn)生補(bǔ)償扭矩，最終對(duì)比經(jīng)濟(jì)模式與性能模式之間的動(dòng)力性能差距，驗(yàn)證了油門踏板控制策略在高壓鋰電電動(dòng)叉車上的可行性。

4 結(jié)論

本研究針對(duì)高壓鋰電電動(dòng)叉車行走動(dòng)力總成系統(tǒng)開展控制策略研究，提出高壓鋰電電動(dòng)叉車行走控制策略，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)控制的同時(shí)，對(duì)其制動(dòng)過程的能量進(jìn)行回收，并利用MATLAB/Simulink仿真軟件驗(yàn)證油門踏板控制策略的可行性，并對(duì)比了經(jīng)濟(jì)模式與性能模式之間動(dòng)力性能的差別。