Технический анализ системы управления полностью электрическим приводом для электрических погрузчиков с бортовым поворотом — Инновации и практика технологии независимого электропривода на четыре колеса

Состав и архитектура системы

Система управления полностью электрическим приводом состоит из аккумуляторов LiFePO4, двигателей полного привода, гидравлических цилиндров и распределенных контроллеров (рисунок 2) со следующей базовой архитектурой::  

1. Источник питания:   В качестве энергетического ядра используются аккумуляторы LiFePO4 высокой емкости, встроенные в задний аккумуляторный отсек транспортного средства. Оснащен решетчатыми панелями для оптимального рассеивания тепла и защиты, а также имеет класс защиты IP67, позволяющий выдерживать суровые условия, такие как воздействие пыли и брызг воды.  

2. Система привода: Четырехколесные системы   независимо приводятся в действие синхронными двигателями с постоянными магнитами, каждый из которых соединен с планетарным редуктором для передачи крутящего момента. Точное управление достигается с помощью первого по четвертый контроллеров, которые также имеют класс защиты IP67 для обеспечения надежности в сложных условиях.  

3. Рабочий Механизм: Два комплекта гидравлических цилиндров приводят в действие подъемный рычаг и наклонный ковш, независимо регулируемые пятым и шестым контроллерами.  

4. Пространственная планировка:   Приводные двигатели встроены в шасси транспортного средства, редукторы установлены снаружи, а контроллеры установлены централизованно, что обеспечивает компактную конструкцию.  

Фигура 2

Основные преимущества независимого электропривода на четыре колеса

1. Высокая энергоэффективность, преодоление традиционных ограничений

Традиционные гидравлические системы включают многоступенчатое преобразование энергии (двигатель → гидравлический насос → мотор → колесная система) с одноступенчатым КПД 60% и общим использованием ниже 40%. Напротив, независимый электропривод на все четыре колеса упрощает путь энергии к LiFePO4 аккумулятор → контроллер → приводной двигатель → колесная система , исключая гидравлические и цепные приводные компоненты. Испытания показывают, что общее использование энергии превышает 90%. Независимое управление двигателем дополнительно снижает потери холостого хода, что идеально подходит для частых пусков и остановок.  

Фигура 3

2. Независимое управление повышает маневренность и адаптивность

Четырехмоторный независимый привод обеспечивает погрузчику всенаправленный прецизионный контроль :  

- Дифференциальное рулевое управление:   Обеспечивает повороты с нулевым радиусом за счет регулировки разницы скоростей колес, отказа от традиционных конструкций осей и значительного уменьшения радиуса поворота.  

- Векторизация крутящего момента: Динамически распределяет крутящий момент между колесами на сложных поверхностях (например, скользких или неровных), улучшая сцепление и подвижность.  

- Проектирование избыточности: В случае отказа одного двигателя оставшиеся три сохраняют базовую подвижность, что повышает надежность системы.  

3. Легкая конструкция и низкие затраты на обслуживание  

- Упрощенная структура:   Удаление гидравлических двигателей, клапанных групп и сложных масляных контуров снижает вес транспортного средства на 15–20 % и сводит к минимуму риск утечек.  

- Простота обслуживания:   Планетарные редукторы имеют модульную конструкцию с увеличенным сроком службы. В двигателях и контроллерах отсутствуют механически изнашиваемые детали, требуются только периодические проверки электрооборудования.  

4. Бесшумная работа и экологичность  

Полностью электрическая система работает с уровнем шума ниже 65 дБ (традиционные модели превышают 85 дБ) и нулевым уровнем выбросов, что делает ее идеальной для замкнутые пространства   (например, туннели, заводы) и соответствие экологическим нормам и стандартам охраны труда.  

Основные технические моменты

1. Высокоэффективная трансмиссия с планетарными редукторами

Компактные планетарные редукторы предлагают высокая плотность крутящего момента, малый люфт и ударопрочность с широким диапазоном передаточных чисел (от 5:1 до 100:1), адаптируемым к различным условиям работы. Их внешняя конструкция облегчает отвод тепла и техническое обслуживание, образуя высокоинтегрированный силовой блок с приводными двигателями.  

2. Распределенная интеллектуальная архитектура управления  

Шесть контроллеров управляют движущимися и рабочими механизмами, достигая:  

- Многомоторная координация: Связь по шине CAN обеспечивает синхронизированную реакцию колес и балансировку нагрузки.  

- Микросхемы автомобильного класса и силовые модули IGBT: Используйте протокол CAN 2.0 для реагирования на уровне миллисекунд, точно контролируя крутящий момент двигателя и скорость гидравлического цилиндра.  

3. Проектирование систем терморегулирования и безопасности

- Аккумуляторный ящик:   Оснащен функциями контроля изоляции, точного расчета уровня заряда и управления энергопотреблением, что обеспечивает стабильную работу в -20 ° С к 50 ° Среды C.  

- Контроллеры IP67: Устойчив к пыли и воде, обеспечивает мониторинг состояния транспортного средства в режиме реального времени (двигатели, органы управления, аккумуляторы), диагностику неисправностей и протоколы защиты.  

- Электромагнитный стояночный тормоз: Автоматически включается при отключении питания и допускает ручное отключение при сбоях в работе системы.  

Сравнение производительности с традиционными системами

Заключение и перспективы

Система независимого электропривода на четыре колеса решает проблемы энергоэффективности и экологии традиционных погрузчиков с бортовым поворотом за счет эффективность прямого привода, интеллектуальное управление и модульная конструкция . Дальнейшие достижения в области аккумуляторных технологий и алгоритмов автономного вождения еще больше повысят точность электрической строительной техники, расширят ее возможности и позволят адаптировать ее к любым условиям. Это нововведение не только производит революцию в области мини-погрузчиков, но и служит важным ориентиром для электрификации других специализированных транспортных средств.