電動叉車動態工作原理平臺的設計應用

摘要：電動車輛教演平臺是針對電動叉車產品培訓需求，開發的一款用于開展電動叉車使用操作規范培訓及售后維修技能水平提升培訓的教學設備，使用本教學平臺開展電動叉車產品功能、操作規范及使用注意事項等知識培訓，可讓用戶更加直觀、方便的掌握合力電動產品的基本知識。

關鍵詞：電動叉車；動態；原理圖；系統

1" "平臺開發目標

通過平臺可視化電氣系統原理的學習培訓，可令工程師及售后維修人員掌握車輛基本功能的實現原理、執行器件的電氣特性，以及故障狀態下整車系統及各組成器件異常情況的判斷，達到電氣工程師“懂原理、會判斷”的高技能水平，以典型故障案例分析、平臺故障模擬實現教學。電動車輛教演平臺實物如圖1所示。

2" "教學平臺的操作界面及功能介紹

2.1" " 語言及系統切換

本套程序中有語言切換功能，目前有簡體中文及英語兩種。切換方式為點擊左上角的“Language”或“語言”按鈕，在彈出的語言選擇界面中選擇想使用的文字界面。切換后，程序將以選定的語言進行標注及介紹。

程序將叉車各大系統進行拆分描述，共分為電氣原理圖、電源及數據顯控系統、驅動系統、泵系統、轉向系統、制動系統、聲光系統共7 個部分，在左側菜單欄（語言切換按鈕下方）中可以點擊想了解的某一系統，主顯示區域也會隨之切換。下面對系統的邏輯判斷進行講述，配圖以中文界面配圖為例。

2.2" " 電氣原理系統介紹

電動車輛教演平臺原理動態圖如圖2所示。圖2中為白色線條表示連線，當某一條線路產生回路時，其顏色會發生變化。蓄電池為主要整車供電來源時的回路使用藍色。信號回路中的電壓值不大于供電電源電壓時，使用綠色。另外當某一電路信號動作時，會以閃爍、變色、開關動作等多種方式進行提醒。

主要邏輯判斷方式如下：當檢測到蓄電池有電、急停開關彈起且點火開關處于ON 狀態的前提下，控制器通過自檢后閉合主接觸器，整車處于待電狀態；當檢測到控制器正常工作（CAN 主線有信息開始傳輸），其他基于控制器的部件才能根據檢測到的狀態進行響應，如加速器、起升調速傳感器、電機等。當檢測到DC-DC 轉換器正常工作后，在其下端的其他電氣設備才能根據檢測到的狀態進行響應。主要設備包括燈光系統、散熱風扇、倒車繼電器、警示蜂鳴器等。

2.3" " 電源及數據顯示控制系統

此系統中包含電源（電池或直流電源轉換器）、保險絲盒、聲光系統、緊急斷電開關、點火開關、控制器總成、儀表總成；其中控制器總成由牽引控制器、泵控制器、主接觸器、風扇繼電器、倒車繼電器、制動繼電器、喇叭繼電器、熔斷器組成。

當點火開關吸合，48V 邏輯電分別傳入牽引控制器、泵控制器、儀表及DC-DC 的控制端口；牽引控制器、泵控制器及儀表通過CAN 通訊交互，自檢正常后控制MC吸合使控制器正常工作，從而進一步控制電機；而DC-DC 收到控制信號后將會將48V轉換為12V，供聲光系統工作。

2.4" " 驅動系統

本系統由牽引電機、牽引控制器、泵控制器、儀表、雙手柄組合開關、座椅開關、加速踏板等組成。其中座椅開關為最高安全級別控制開關，只有當座椅開關吸合，控制器才會正常控制牽引電機。當系統一切正常時且滿足驅動條件，踩下加速踏板，控制器將會驅動牽引電機。系統開始工作時，界面將時時顯示電控的溫度與電流、牽引電機的溫度與電流，以及整車的電池電壓、小時計、整車速度、有無故障等信息。雙手柄組合開關可以控制前進、后退及模式選擇（P、E、S 三種模式）。

2.5" " 泵控制系統

本系統由泵電機、牽引控制器、泵控制器、儀表、多路閥、座椅開關、起升調速傳感器等組成。其中座椅開關為最高安全級別控制開關，只有當座椅開關吸合，控制器才會正常控制泵電機。當系統一切正常且滿足控制條件，操作多路閥，控制器接收到信號后，給泵電機加載電流，控制泵電機實時變速轉動。界面顯示起升調速傳感器的輸出電壓值、電控的溫度與電流、泵電機的溫度與電流，以及整車的電池電壓、小時計、整車速度、有無故障等信息。

2.6" " 轉向控制系統

轉向系統由泵電機、牽引控制器、泵控制器、儀表、多路閥、座椅開關、加速器、腳制動開關、剎車繼電器、方向盤等組成。其中座椅開關為最高安全級別控制開關，只有當座椅開關吸合，控制器才會正常控制泵電機。

方向盤屬于機械轉向，用于控制車輛行進方向。其他的控制和泵系統類似，當控制器檢測到加速踏板、制動踏板有信號輸入且滿足控制調節時，將會給泵電機加載電流。顯示界面時時顯示電控的溫度和電流、加速器信號等。

2.7" " 制動控制系統

制動系統分為停車制動、行車制動、釋放制動、緊急制動。停車制動：拉上手制動，一方面機械上使驅動輪抱死；另一方面控制器檢測到手制動信號后，將不再驅動牽引電機。行車制動：松開加速踏板、踩制動踏板制動，通過機械制動和電制動完成制動工作。釋放制動：車輛行駛過程中，松開加速踏板、不踩制動踏板制動，行走電機自形成反向電制動停止。緊急制動：按下急停開關，車輛斷開電源，使整車失電自然停止，整車工作過程中非緊急情況下禁止使用。

2.8" " 聲光系統

聲光系統的主要供電是DC-DC 直流電壓轉換器轉換來。其中包括雙手柄組合開關、手制動開關、腳制動開關、儀表、急停開關、控制器總成、LED組合燈、LED工作燈、LED前小燈、警示燈、喇叭濾波器、喇叭、倒車蜂鳴器、OPS蜂鳴器、電子閃光器等。

警示蜂鳴器（OPSH）是由牽引控制器來驅動的，當座椅開關信號斷開且手制動未拉起時工作。倒車繼電器由儀表控制，當牽引控制器檢測到倒車擋有信號輸入，儀表通過CAN總線獲得信息，控制倒車繼電器工作，倒車燈及倒車蜂鳴器開始工作。其他的燈光喇叭信號主要由雙手柄組合開關、制動開關等控制。

3" "整車系統工作中狀態顯示原理

電源及數據顯控系統、驅動系統、泵控系統、轉向系統、制動系統、聲光系統等6大系統在工作時，軟件將會對控制器傳輸的數據進行處理并顯示。通過顯示，可以實時觀察到控制器、電機、儀表、加速器等相關的數據，并且能將整車有無故障顯示到儀表界面。

4" "平臺特點

該平臺具有以下特點：可對較為復雜的整車原理圖進行分系統剖析。將其分成6大子系統，并可逐層次深入。各子系統輔以電氣原理圖、實物投影圖、線束平鋪分類標記，實現“操控功能→原理→執行器件→器件連線及安裝配合”的傻瓜式培訓思路。各子系統中主要零部件的運行參數值將實時顯示，便于測量器件特性時，測量值與實際值的比對，最終達到“會測量”的技能水平；可對電動車的電氣系統原理圖進行可視化剖析，原理圖中各類操控開關、模擬量控制、電機控制進行凸出顯示。培訓時，對整車各基本功能操作時，對應功能的器件、線路將閃色凸顯，以便學習者掌握各項操控功能的運行原理，達到“看懂原理圖、識別功能器件”的目的。

5" "結語

本教學平臺以電動叉車為模板，將車輛基本功能原理全方位、可視化展現，如車輛的啟停功能，轉向功能，驅動功能，起重系統功能等。對于終端用戶或未使用過本公司電動叉車產品的部分用戶，使用本教學平臺開展電動叉車產品功能、操作規范及使用注意事項等知識培訓，可讓用戶更加方便、直觀地掌握電動產品的基本知識。

參考文獻

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