火炬牌电瓶详细介绍

火炬蓄电池主要工作原理是能把有限的电能储存起来，在合适的地方使用，就是把化学能转化为电能，内部结构由正负极柱、正负极板、隔板、防护板、加液口、蓄电池盖、蓄电池壳等组成。正极板一般采用管式极板，负极板是涂膏式极板。管式正极板是由一排竖直的铝梯合金芯子、外面套以玻璃纤维编结成的管子，管芯是在铅锑合金制成的栅架格上，并由填充的活性物质构成。火炬电瓶由于玻璃纤维的保护，使管内的 活性物质不易脱落，因此管式极板寿命相对较长。将单体的动力型蓄电池通过螺栓紧固连接或焊接，可以组合成不同容量的电池组，电动叉车和蓄电池牵引车都是以电池组的形式提供电源的。

在管式叉车蓄电池行业里面，谈起“火炬”，无人不识君，火炬牌蓄电池逐步走向牵引电池***，在国内，主流产品：杭州叉车、合力叉车、台励福、柳工、龙工、吉鑫祥、中力、一拖等知名叉车企业，所配套动力资源均来自于火炬电瓶，是强者之中的强者，在叉车蓄电池性能方面，火炬可达1200次循环，相比较国产一部分只有800次循环，这个高出了三分之一的寿命，性价比极高，近年来，面对复杂多变的国内国际形势，淄能公司在集团公司的正确领导和大力支持下，努力坚持以“一主两翼”发展战略为指导，以创新为驱动，在保军的基础上，***发展民品，***推进调整结构，保持快速发展的良好态势，经营规模不断扩大，企业的综合实力和影响力不断增强，小小的蓄电池产品，在强手如林的山东省机械行业中迈进***行列，闯出了一片新天地；火炬蓄电池始建于1944，康属于中船重工，全系列产品符合国标、德标、英国标准，作为一级龙工企业，火炬蓄电池无论是产能、发展战略、品牌效应，都是其他不可攀比的。

淄博火炬能源有限责任公司（原淄博火炬蓄电池厂）成立于1944年1月，是我国***早研制和生产铅酸蓄电池的厂家之一，是国内牵引用铅酸蓄电池***企业，现为中国船舶重工集团公司成员单位。公司位于山东省淄博市中心城区张店区，现设有五个专业公司、三个控股子公司和一个蓄电池产品性能检测中心。公司主要从事牵引用、固定用和起动用铅酸蓄电池产品的开发设计与生产。同时，公司还从事蓄电池设备、工装模具、蓄电池用充电机、隔板、塑料槽及零件等产品的开发设计与生产。

火炬电池大部分为牵引式电池，在叉车驱动方面得到广泛应用，极板是***电阻式的核心部分，蓄电池充放电过程中，电能与化学能的相互转换依靠极板上的活性物质与电解液中的硫酸的化学反应来实现。极板分正、负极板两种。极板由栅架和活性物质组成。（1）栅架，由铅锑合金浇铸而成。锑可以提高机械强度和浇铸性能。但是锑会加速氢的析出而加速电解液的消耗，还会引起蓄电池自放电和栅架腐烂，缩短蓄电池使用寿命。

目前，多采用铅—低锑合金栅架或铅—钙—锡合金栅架。为降低蓄电池内阻，改善启动性能，现代汽车蓄电池采用了放射型栅架。（2）活性物质，正极板上的活性物质为二氧化铅（PbO2），深棕色。负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb），深灰色。3.极板组。一片正极板和一片负极板浸入电解液中，可得到2V左右的电动势，为增大蓄电池容量，常将多片正、负极板分别并联组成正、负极板组。注意：因为正极板的强度较低，所以在单格电池中，负极板总比正极板多一片。是每一片正极板都处于两片负极板之间，保持其放电均匀，防止变形。我们在市面上见到很多装拆下来的旧电池，大部分为原装配套电池，足已所见火炬的影响效应。

叉车蓄电池、叉车电机、 叉车电控三者息息相关，发展几乎可以说是同步进行，作为电瓶叉车的主要核心配件，这三款组件也是叉车主要价值所在，目前在国内外配套生产的生产工厂比较 多，以叉车蓄电池为例：国产的电池品牌：贝朗斯、迅启、顺风、火炬、天能、理士等都属于国产市场份额比较大的企业，外资品牌：HOPPECKE、 Hawker、FAAM、GSYUASA、MACI、KOBE等都是比较***的电池，原装配套的叉车工厂比较多。

    近年来随着全社会环保意识的增强，电动叉车由于具有***、低噪声等***优点， 得到了飞快的发展。国外市场特别是欧美发达国家，由于受环保法规影响，电动叉车的产量已占叉车总产量的40％以上，日本电动叉车产量也已超过了叉车总量的1／3。

    在中国，电动叉车所占比例为20％ 左右，已突破原来只能用于小吨位作业的局限。但不容忽视的是，我国电动叉车生产尚处于起步阶段，一直是我国工业车辆行业的弱项，特别是三电(电控、电机、 电瓶)的落后状况困扰着电动叉车的发展，国内厂家的技术水平与 产品质量相对于国外***的工业车辆制造商尚有一定差距。

    电动叉车主要部分是电气系统，统称“三电” 即电控、电机，电瓶，尤其是电机 驱动系统，它的性能好坏将直接影响蓄电池叉车的质量和性能。电动叉车驱动系统一般由电机、控制系统(包括电动机驱动器、调速控制器及各种传感器)、机械传 动装置等构成。目前正在应用或开发的电动车选用的驱动电机主要有直流电动机、交流电动机、永磁同步电动机、开关磁阻电动机四类。

    本文从驱动方面来讨论控制系统的发展，可以分为三个阶段，即串励直流电动机控制系统、他励直流电动机控制系统、交流电动机控制系统。串励直流电动机控制系 统 直流电动机结构简单，具有优良的电磁转矩控制特性，所以直到20世纪80年代中期，它仍是国内外的主要研发对象。而且，目前国内用于电动叉车的绝大多数仍 是串励直流电动机。因为串励直流电动机可以在低速时获得较大的启动转矩，轻载时获得较高的转速，所以认为串励直流电动机的软机械特性更符合电动叉车驱动的 要求。串励直流电动机控制系统发展 串励直流电动机控制系统***初采用接触器控制电阻进行调速，是国外五、六十年代 的产品。

    八十年代国内有的厂家开始引进应用***的电子技术，采用可控硅脉冲斩波无级调速，如八十年代初南平叉车总厂、抚顺叉车总厂吸收国外***技术，开发了可控硅 脉冲无级调速装置。其中长沙铁道学院电子设备厂DKM3型以及后来改进的QBZ3-7型 都采用了可控硅。由于目前国产可控硅调速系统、场效应控制系统元器件质量及结构仍未过关，各整机厂很多采用美国GE可控硅调速系统EV100型。 EV100型采用可编程控制系统，并配备电能再生制动器和随机故障诊断系统等。国产牵引电机在过电流、过扭矩等性能上已接近国际水平，但在体积、重量等方 面还有一定的差距，而且可供选用的电机品种规格较少，限制了电动叉车品种规格的发展。

    随着电子元件的发展，八十年代出 现的功率晶体管，可替代SCR可控硅斩波器，使控制板故障减少，维修更方便。采用微 处理机接收的信号包括司机座开关、提升倾斜液压油路、辅助液压油路、行走电机控制 和蓄电池电压等，经微处理机计算和分析这些信号，然后指令叉车各个部件完成动作。如意大利萨牌公司的H系列和美国科蒂斯公司PMC系列调速控制器；瑞典卡 尔玛公司的小吨位蓄电池叉车采用可编程控制系统，主要作业都经微机处理，电动系统始终保持在 ***佳工作状态。 而且目前大吨位蓄电池叉车采用了转向控制系统，例如日本输送机公 司对2—3吨的前移式蓄电池叉车作了改进，转向机构不再采用液压控制，而采用传感器和控制器控制转向力，比液压控制的转向机构节约电池能量四分之一，同时 省去了液压 管路，结构简单紧凑，运行更加平稳。斯蒂尔公司在蓄电池叉车上也用了新型电动转向 装置，比较省力，动作准确。因此，随着电子技术的发展，电动叉车的电控也日趋完善。
 

    电动机控制器的发展三个阶段特点：电阻器启动。控制能量损失大，只可有限地分解速度。但其调速系统多用电 阻调速方式。这种调速方式存在许多明显的缺点：
1、耗能大、降低电瓶的使用寿命。
2、依靠继电器接点改变电阻值达到调速，这样继电器接点经常被强大的工作电流烧损，同时接点上产生的弧光又是火灾隐患。
3、 由于变速级数只有四挡，叉车起动不稳，对机械传动装置冲击力大，增加了机械维修量，也减少了机器的寿命。由于上述原因，国内外不少单位都花费了大量的时问 和经费研究用电子调速装置来代替电阻调速的方法，但这些产品在技术指标和性能上都不尽人意。如有些产品结构复杂，设计不合理，故障多， 无保护电路，不能抗干扰。尤其在非常繁忙的货场，叉车使用条件复杂，工作环境恶劣， 干扰因素多，连续工作时间长，使这些电子调速装置在可靠性方面远远达不到要求。
 

    叉车晶闸管控制器控制。电子调速是靠晶闸管电路构成的斩波器来控制电机电流 达到调速的。晶闸管相当于一个电子开关，与直流电机呈串联连接。在控制电路的作用 下，晶闸管有规律地导通和关断，从而使流过晶闸管和电机的电流呈矩形波状态(频率 一般可为几十赫到几百赫)。若改变电流矩形波的占空比，就可改变电流的平均值，从而改变了电机的转速，这种电路结构也称为斩波器。那么如何可靠地控制 晶闸管规律性的导通与关断，乃是整个调速系统中的关键所在。因为当晶闸管应该导通而电路不能控制其导通时，或导通频率不准时，必然使叉车不能正常运行或速 度不稳，更为严重 的是在晶闸管应该关断而电路不能使其关断时，电机电流会突然猛增，使叉车速度失控 而致猛冲。这是很危险的。如果再没有良好的电路保护系统，会导致晶闸管过流烧毁。 在80年代早期出现了功率晶体管，它可以替代SCR可控硅斩波器。

    叉车MOS场效应管控制器。门极驱动电流小，并联控制特性好，正向电压降较小，开关损失降低。由于减少了元器件，并采用全封闭装置，可靠性大大提高。 MOS管场效应管的工作效率更高，允许的***高速度更大，操作噪声更小，保护措施更强。晶体管 斩波器的控制采用微处理器，除了可进行性能参数设定、再生制动外，还设有过压过流过热等保护功能，并可进行自我故障诊断和检测。***蓄电池叉车和牵引车 上，就装用了具有代表性的意大利萨牌公司的H系列和美国科蒂斯公司PMC系列调速控制器。

    他励直流电动机控制系统：他励直流电动机及其控制器是上世纪末期逐步发展起来的。在此之前，蓄电池车辆上广泛采用串励直流电动机及电子控制斩波调速控制 器。他励直流电动机及其控制器对电动车辆的控制更加方便、可靠，技术更***，在中小型电动车辆上有很好的应用前景。意大利萨牌（ZAPI）的SEM2和 SEM，美国通用电气（GE）的IC3546SR、科蒂斯（CURTIS）公司生产的PMC1243、PMC1244采用了他励直流电动机控制器；他励直 流电动机机械特性 在对他励电动机进行斩波调速控制时，保持电源电压不变，均匀调节电动机两端电压，电动机的电枢电流变化，导致电磁转矩变化。如果设计中***电动机的调节特 性覆 盖电动车辆的阻力转矩，即电动机的起动转矩大于阻力转矩，他励电动机就可很好地满 足电动车辆的驱动要求。但是实用的他励直流电动机为防止磁路过饱和，磁场要加以特别设计，磁场绕组通过的电流远小于串励电动机的磁场电流，磁场绕组的匝数 多、导线 截面积小，这样可减少磁场部分的电能消耗。采用他励的连接方式还可依据调速控制的 需要，对磁场电流进行调节。

   他励直流电动机控制系统的特点。他励直流电动机及其控制器可实现传统串励电控无法实现的坡道防下滑功能，电 瓶、电机工作电流的脉动大大减少，空载和满载均能实现***大车速。他励电控取消了3个接触器(换向、旁路、再生)，见图 从根本上解决了接触器易拉弧、故障多的问题，大大减少了维护工作量，降低了使用维修费用。他励电动机调速控制电路 接通方向控制开关，通过控制器使VT1、VT3（或VT2、VT4）同时导通，即可改变车 辆运行方向。依据调速踏板信号，通过控制器改变功率场效应管VT5的相对导通率，即可实现车辆的调速控制。采用他励电动机，实现再生制动控制也很方便。当 车辆需要减速时，抬起调速踏板， 控制器将再生制动接触器RB 设为图6 所示状态，电动机接成并励直流发电机运行状态，电枢在车辆动力带动下旋转，产生感应电动势，向蓄电池充电，实现制动能量的再生利用。再生制动时充电回路 是:电动机电枢下端→续流二极管 D→主接触器 KM→蓄电池组 GB→应急电源开关K→再生制动接触器RB→电动机电枢上端。

    交流电动机控制系统一直以来，交流电机及控制器多用于固定设备的驱动，2O世纪7O年代开始在欧洲和日本用于行走设备，后来用于电动车辆。交流电机及控制 技术在欧洲和亚洲从研制到成 熟经过了约1O年时间，之所以得以迅速发展主要是因为交流控制器的快速发展使得控制 器无论从尺寸到成本都有了较大幅度的降低，近几年在美国也开始被广泛认可和使用。美国交流动力控制技术发展滞后的主要原因是因为电压等级标准的不同，在欧 洲和亚洲，普遍采用高电压、低电流的电机及控制系统，而在美国，采用的是低电压、高电流 的电机及控制系统。美国的叉车和电控开发部门就瓶颈问题展开了有针对性的研究，***终使交流动力系统叉车在美国得到了很好的发展，例如科蒂斯1234控制 器。交流电机及控制系统被认为是较***的电动叉车技术特性之一，目前世界上采用交流动力控制技 术的叉车企业主要有丰田、BT、Raymond、永恒力和克拉克等公司。国内的交流驱动系 统叉车2003年才开始在我国销售，迄今在这一技术领域我国尚处于起步阶段。只有几家主要的叉车企业使用丹纳赫传动公司提供的交流驱动系统生产电动叉车， 其系列化产品 正在开发试制中。例如，安徽合力股份有限公司采用丹纳赫传动(Danaher Motion)交流 驱动系统的四轮1．5T全交流驱动叉车样车已经完成测试，开始批量生产。

    AC交流驱动控制器的特点 交流电机运用于叉车具有以下***特点：一是叉车运行速度高，工作装置起升速度 高；二是由于它采用高效控制器及具有再生制动功能，因此，比传统叉车节能30％以上； 三是全封闭电机、轴承及多盘制动器免维护(无接触器或碳刷)。交流电机的电压有越来 越高的发展趋势，高电压(72～8O V)已在欧洲开始使用。在高电压下工作时，实际工作 的电流很小，叉车在工作中发热更少、效率更高，完全克服了直流电机产生热量多、效 率低下、维护频繁的缺点。此外，AC交流控制器在低速时恒转矩控制，高速时恒功率控制，在低速段有电压补偿功能，使得爬坡和起动性能更好，加之AC电机有 速度反馈功能， 因此操作灵敏度高，动力控制***。 电机的特性可以通过改变三相交流电的正弦波的频率而得到控制，使控制变得更为简单，并且可以得到更宽范围的调节。直流电机的特性由控制器的输出电压决定， 所以 当蓄电池的电量不足时，电机输出特性变差。而交流系统就不存在此问题，电机可以在 变化的电流和频率之间调节， 因而输出的特性可以维持在良好的状态，受电池电量的影响较小。因此使用交流系统在同样的蓄电池容量下可以比直流电机的使用时间延长 25％，有效地提高了生产效率。

    AC交流驱动控制器的控制方式 应用于AC电动机的变频控制技术主要有三种：转差控制、矢量控制、V/F（电压／ 频率）控制。现在异步电动机变频调速主要以交一直一交电压型逆变的电压／频率比控 制方式为主，这种控制方式控制线路比较简单，能使传动系统处于某性能指标或经济指 标***佳工况下运行。交流电机一般采用直流斩波器加逆变器和 PWM (脉冲宽度调制) 逆变器两种方式。PWM逆变器又分电压控制PWM 和电流控制PWM。对于交流电机来说, 由于电动叉车的电源(蓄电池) 电压低, 采用直流斩波器加逆变器方式, 传输能量环节过多, 会降低整个 系统的效率。而采用PWM 电压型逆变器, 则线路简单、环节少、效***。所以变频器输 出电压和频率的控制一般采用脉冲宽度调制（PWM）的方式。变频器的逆变原理是通过 改变脉冲宽度来控制输出电压，通过改变调制周期来控制输出频率，见图。

    结束语：通过对蓄电池机械的驱动控制系统的比较可见, 交流电机仍将是未来电动车电机驱动系统的, 其控制系统将随着微电子技术、传感技术、信息技术的发展和应用, 实现以微处理器为核心是未来叉车控制系统发展的主方向，即以微处理器为核心，控制由局部控制向网络化方向发展，使整车保持***佳工作状态，实现叉车的智能化 作业。传 统的电阻调速控制器已被淘汰，而新型MOSFET晶体管因其门极驱动电流小，并联控制特 性好，且有软硬件自动保护和硬件白诊断功能等优点，得到广泛应用。目前串励控制器 和他励控制器仍是市场的主导产品。随着交流调速控制系统成本的降低与闭式交流电机 技术的成熟，交流电机叉车将会因其功率大、维护性能好而取代直流电机叉车。特别是 ***近几年，国际大公司竞相推出高性能的全AC驱动叉车，行驶速度可达到17 km／h，爬 坡度可达到20％ ，达到同吨位内燃车的水平。预计在未来3～5年内，AC叉车将会超过 DC叉车而占据电动又车的主流市场。
火炬电瓶车型对照表：