電動平衡重式叉車電池更換的技術研究

李江波

（林德（中國）叉車有限公司，廈門 361009）

叉車作為工程機械的重要分支，曾被譽為“搬運之神”，具有廣泛的使用范圍，特別是在第二次世界大戰后，搬運軍中物資的這一需求更是令很多廠商意識到叉車的重要作用。因此，本文對電動叉車現存的問題進行了分析研究，并根據叉車的實際工作情況提出了新型叉車的總體設計方案，通過設計可以保證新型叉車的靈活轉向，也能提升其助力方式的先進性。

1 電動平衡重式叉車概述

系統主要分為車體、蓄電池、門架、駕駛室、驅動系統、液壓系統、制動系統、轉向系統以及顯示系統。其中，車體是電動平衡重式叉車的主體結構之一，具有抗扭硬殼結構。相對于汽車的不同之處，電動平衡重式叉車沒用大梁結構，但車體強度高，能夠對車體內部的電器、液壓管路等零部件起保護作用[1]。蓄電池在車體上布置有兩種方式，即安裝在前后橋之間或者在后橋之上[2]。前一種安裝方式使叉車重心低、穩定性較好而被廣泛應用，但是缺點是車體的外形已經限制了蓄電池的體積和布置。目前，市場上的電動平衡重式叉車主要采用鉛酸蓄電池，其特點是體積大、充電慢、壽命短，且需要滿充滿放，該特點也導致目前市場上的電動平衡重式叉車需頻繁更換蓄電池。

2 電動平衡重式叉車電池更換方法設計

2.1 蓄電池腳輪設計

對電池的鐵箱進行設計可以不用借助其他叉車或是手動液壓車等相關輔助工業車輛，但需要在現有的電動平衡重式叉車電池的基礎上進行設計，為了實現蓄電池組自由推拉，要在其底部安裝腳輪裝置，這種腳輪裝置具有強度大、耐撞擊、耐磨等特點。一般來說，對電動平衡重式叉車的電池鐵箱安裝腳輪以工業腳輪為主，蓄電池鐵箱以及相關的參數如表1所示。

表1 蓄電池組的相關參數

綜合考慮叉車蓄電池組的尺寸和重量，制定獨步的腳輪輪徑為35mm，承重為350kg，軸承為滾針軸承，并以螺絲固定的方式安裝在蓄電池鐵箱的底部，從而起到固定的作用[3]。

2.2 移動支撐架設計

進行此類設計的最大目的是為了保證電動平衡重式叉車可以承受整個蓄電池的重量，并且能夠進行自由移動，節省空間。槽鋼具有良好的焊接性能和綜合機械性能，在承載蓄電池時受力分別集中在四個頂點的附近，這需要在中間設置筋板來起到固定的作用。為了驗證移動的支撐架是否能夠有效地承受整個蓄電池箱的重量，便要對其結構強度進行計算，首先要計算出整車在受力狀態下水平重心距離與垂直綜合重心距離，這也是驗證叉車移動支撐架設計是否完善的標準。在對結構強度進行計算后，得出承載蓄電池的最大應力小于許用應力，證明其結構設計具有一定安全保障。

2.3 叉車蓄電池固定裝置設計

一般來說，電動平衡重式叉車中的蓄電池在叉車上的固定方式主要是叉車座位下方開一個與蓄電池箱尺寸相對應的蓄電池容腔。在對電動平衡重式叉車的蓄電池進行重新固定設計后，筆者發現，以往的固定方式存在一定的局限性，已經不適用于當前的電動平衡重式叉車運轉。新型的設計更換主要是在新型叉車的側面，利用抽拉的方式來實現電動平衡重式叉車蓄電池的更換，由于上述實驗中其安裝了腳輪，這進一步提高了安裝固定的難度。因此，要用新型的叉車側面的閘門裝置來固定叉車的蓄電池，閘門裝置由門頁和軌道組成，且定位銷的末端為圓錐體與蓄電池的鐵箱底部的孔相對應，在進行蓄電池安裝的過程中，可以用銷對其固定，節省更換時間，用固定銷將蓄電池箱和支撐架固定還可以有效防止其從支撐架的上方滑落。

3 基本參數變化

根據新型電動平衡重式叉車的性能和結構，進行蓄電池更換，使得蓄電池較以往增加了重量，并且底部與地面的距離相較之前更高，蓄電池更換后與之前電動平衡重式叉車的電池參數對比如表2所示。

表2 新型電動平衡重式叉車參數變化

新型叉車在空載的狀態下由車架和蓄電池構成，滿載的狀態下由載荷、車架以及蓄電池構成，根據聯合中心的公式可以計算出新型電動平衡重式叉車空載以及滿載下聯合重心位置，如表3所示。

表3 新型電動平衡重式叉車新蓄電池更換后聯合中心位置

通過表2、表3可以發現，新型電動平衡重式叉車在更換新蓄電池后，聯合中心位置中的滿載前橋載荷從3578.78kg變成3789.90kg，空載前橋載荷由1291.78kg變成1299.78kg。這說明新型的電動平衡重式叉車在更換電池后性能較以往更為完善，效率更高，從而可以判定此次新蓄電池更換方法是成功的。

4 結語

此次研究主要在傳統叉車蓄電池更換的基礎上，分析了新型電動平衡重式叉車的布置方案，并提出了一種新型更換叉車蓄電池的方式。經過一系列的計算分析，筆者發現，新型的電動平衡重式叉車在理想條件下更換電池后，其平衡重質量以及橋荷分配計算結果均處于理想狀態，研究數據表明，項目設計非常成功。