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[摘 要]本论文基于CRUISE仿真软件对纯电动叉车进行仿真研究。根据计算匹配到的设计参数，针对纯电动叉车启动时的动力特性，包括车辆运行时的能量流动，车辆速度变化以及蓄电池参数变化等情况。在CRUISE软件中进行动力学仿真。
[关键词]CRUISE；纯电动；叉车；
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0090-02
0前言
随着时代的发展，物流行业正在以飞快的速度蓬勃发展，而纯电动叉车作为物料在短程运输当中的主要类型车辆，其需求正在快速增长。众所周知，与内燃叉车相比，电动叉车除绿色环保之外，在性能方面也存在着许多优点，如操作灵活、高的能量转换率、低噪音等。但目前国内市场上电动叉车的占比仍然很低，这与其各方面局限性有很大关系。例如工作效率低、电池寿命短、动力性能差、性价比低等缺点[1]。本论文根据匹配计算所得到的计算参数在CRUISE软件中进行动力学仿真分析。为纯电动叉车将来的应用技术提供理论依据，为纯电动叉车的研究提供参考依据。
1纯电动叉车动力参数匹配
本论文主要针对某3t平衡重式电动叉车，设计纯电动叉车动力系统的整体布置方案，并根据所设计方案进行参数匹配。表1为纯电动叉车的整车参数，图1为纯电动叉车动力系统驱动方案。
1.1电机选型及参数匹配
驱动电机是将蓄电池的电能转化为机械能的元件，在叉车的正常运行中起着关键作用。驱动电机最大功率的取值直接决定了纯电动叉车工作时的性能指标，同时电动叉车的工作模式又會受到电机不同转速和扭矩下的效率的影响[2]。电动叉车行走电机不同于电动汽车，满足短距离多次启停和加减速的同时，要具备良好的转矩控制动态性能[3]。目前可作为电动叉车的电机有4种，分别是直流电机、伺服电机，永磁无刷电机、开关磁阻电机。其中伺服电机运行稳定、低成本、易维护等各方面优势[4]。与同等功率的直流电机比较，不仅重量减少一半，而且工作效率较高，噪音低等优点，所以本论文选用ASM系列交流伺服电机。经计算其主要参数如表3所示。
1.2电池选型及参数匹配
动力电池的能量存储性能对电动叉车的持续工作能力有直接影响，所以行走系统匹配中，动力电池的性能参数至关重要[5]。作为新型电动叉车的动力电池，应具备功率特性好、快速充放电能力、温度适应能力强、高可靠性和安全性、使用寿命长，成本低等特点[6]本次电动叉车行走系统设计中，动力源选用的是锂离子电池。其主要参数如表4所示：
2利用CRUISE软件搭建模型并仿真
CRUISE软件是一款针对车辆设计和开发的专用仿真软件。可以用于车辆的动力性，燃油经济性以及排放性能的仿真，其模块化的建模理念使得用户可以便捷地搭建不同布置结构的车辆模型。它可用于汽车开发过程中的动力和传动系统的匹配、汽车性能预测和整车仿真计算；可以用于混合动力汽车、纯电动汽车的动力、传动及控制系统的开发和优化[7]。
2.1搭建纯电动叉车CRUISE仿真模型
根据纯电动叉车动力系统传递路线“电池→电机→主减速器→差速器→车轮”，建立叉车整车模型如图2所示。
2.2参数输入及仿真
将上述所计算出的参数逐一输入到CRUISE搭建的模型当中，然后设计计算任务书，并对车辆在运行中的电池电压、电流以及SOC变化情况、车辆速度变化等情况进行仿真分析。图3所示为在NEDC循环工况下能量流动图。图4所示为车辆速度变化曲线，从图中可以看到在5s左右车辆可以将车速提速到50km/h。图5为叉车运行的工况包括车速、加速度和行驶距离。图6为蓄电池变化曲线，从图中可以看出，当叉车刚起步时，电压急剧下降，而电流快速增大，从而为纯电动叉车提供足够的启动力矩，待运行工况稳定后电压电流稳定在一个恒定值。图7为纯电动叉车启动加速120s时间段内电池SOC变化情况。
3结论
本论文主要研究纯电动叉车启动时的动力特性，包括车辆运行时的能量流动特性。车辆速度变化情况，蓄电池电压、电流以及SOC在叉车启动时的变化情况。该仿真分析符合纯电动汽车的一些基本特性和理论依据。为后续继续深入研究纯电动叉车具有一定的依据和价值。
参考文献：
[1] 钛酸锂电叉车行走系统及充电装置设计与仿真[D].陈敏娜
[2] 郑运鸿.开关磁阻电机在电动叉车驱动系统上的应用研究[D].南京：江苏大学，2010.
[3] 陶新良.电动叉车和电动牵引车的构造与维修[M].北京；中国物资出版社，2006.
[4] 彭帅.基于DSP的电动叉车交流驱动控制器的设计与实现[D].南京：南京理工大学，2013.
[5]王巧.纯电动汽车动力电池特性及应用研究[D].武汉：武没理工大学，2013.
[6] 孙靖巧，赵国华.开发新能源叉车势在必行[J].叉车技术，2012.
[7] 赵海峰.基于CRUISE软件的AMT车辆性能仿真分析与实验研究[D].重庆：重庆大学，2005.
作者简介：陈超超 （1993.10--） 男，河南省沁阳市人，硕士，专业：机械工程。
[关键词]CRUISE；纯电动；叉车；
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0090-02
0前言
随着时代的发展，物流行业正在以飞快的速度蓬勃发展，而纯电动叉车作为物料在短程运输当中的主要类型车辆，其需求正在快速增长。众所周知，与内燃叉车相比，电动叉车除绿色环保之外，在性能方面也存在着许多优点，如操作灵活、高的能量转换率、低噪音等。但目前国内市场上电动叉车的占比仍然很低，这与其各方面局限性有很大关系。例如工作效率低、电池寿命短、动力性能差、性价比低等缺点[1]。本论文根据匹配计算所得到的计算参数在CRUISE软件中进行动力学仿真分析。为纯电动叉车将来的应用技术提供理论依据，为纯电动叉车的研究提供参考依据。
1纯电动叉车动力参数匹配
本论文主要针对某3t平衡重式电动叉车，设计纯电动叉车动力系统的整体布置方案，并根据所设计方案进行参数匹配。表1为纯电动叉车的整车参数，图1为纯电动叉车动力系统驱动方案。
1.1电机选型及参数匹配
驱动电机是将蓄电池的电能转化为机械能的元件，在叉车的正常运行中起着关键作用。驱动电机最大功率的取值直接决定了纯电动叉车工作时的性能指标，同时电动叉车的工作模式又會受到电机不同转速和扭矩下的效率的影响[2]。电动叉车行走电机不同于电动汽车，满足短距离多次启停和加减速的同时，要具备良好的转矩控制动态性能[3]。目前可作为电动叉车的电机有4种，分别是直流电机、伺服电机，永磁无刷电机、开关磁阻电机。其中伺服电机运行稳定、低成本、易维护等各方面优势[4]。与同等功率的直流电机比较，不仅重量减少一半，而且工作效率较高，噪音低等优点，所以本论文选用ASM系列交流伺服电机。经计算其主要参数如表3所示。
1.2电池选型及参数匹配
动力电池的能量存储性能对电动叉车的持续工作能力有直接影响，所以行走系统匹配中，动力电池的性能参数至关重要[5]。作为新型电动叉车的动力电池，应具备功率特性好、快速充放电能力、温度适应能力强、高可靠性和安全性、使用寿命长，成本低等特点[6]本次电动叉车行走系统设计中，动力源选用的是锂离子电池。其主要参数如表4所示：
2利用CRUISE软件搭建模型并仿真
CRUISE软件是一款针对车辆设计和开发的专用仿真软件。可以用于车辆的动力性，燃油经济性以及排放性能的仿真，其模块化的建模理念使得用户可以便捷地搭建不同布置结构的车辆模型。它可用于汽车开发过程中的动力和传动系统的匹配、汽车性能预测和整车仿真计算；可以用于混合动力汽车、纯电动汽车的动力、传动及控制系统的开发和优化[7]。
2.1搭建纯电动叉车CRUISE仿真模型
根据纯电动叉车动力系统传递路线“电池→电机→主减速器→差速器→车轮”，建立叉车整车模型如图2所示。
2.2参数输入及仿真
将上述所计算出的参数逐一输入到CRUISE搭建的模型当中，然后设计计算任务书，并对车辆在运行中的电池电压、电流以及SOC变化情况、车辆速度变化等情况进行仿真分析。图3所示为在NEDC循环工况下能量流动图。图4所示为车辆速度变化曲线，从图中可以看到在5s左右车辆可以将车速提速到50km/h。图5为叉车运行的工况包括车速、加速度和行驶距离。图6为蓄电池变化曲线，从图中可以看出，当叉车刚起步时，电压急剧下降，而电流快速增大，从而为纯电动叉车提供足够的启动力矩，待运行工况稳定后电压电流稳定在一个恒定值。图7为纯电动叉车启动加速120s时间段内电池SOC变化情况。
3结论
本论文主要研究纯电动叉车启动时的动力特性，包括车辆运行时的能量流动特性。车辆速度变化情况，蓄电池电压、电流以及SOC在叉车启动时的变化情况。该仿真分析符合纯电动汽车的一些基本特性和理论依据。为后续继续深入研究纯电动叉车具有一定的依据和价值。
参考文献：
[1] 钛酸锂电叉车行走系统及充电装置设计与仿真[D].陈敏娜
[2] 郑运鸿.开关磁阻电机在电动叉车驱动系统上的应用研究[D].南京：江苏大学，2010.
[3] 陶新良.电动叉车和电动牵引车的构造与维修[M].北京；中国物资出版社，2006.
[4] 彭帅.基于DSP的电动叉车交流驱动控制器的设计与实现[D].南京：南京理工大学，2013.
[5]王巧.纯电动汽车动力电池特性及应用研究[D].武汉：武没理工大学，2013.
[6] 孙靖巧，赵国华.开发新能源叉车势在必行[J].叉车技术，2012.
[7] 赵海峰.基于CRUISE软件的AMT车辆性能仿真分析与实验研究[D].重庆：重庆大学，2005.
作者简介：陈超超 （1993.10--） 男，河南省沁阳市人，硕士，专业：机械工程。