眾所周知，給電動(dòng)叉車提供直接動(dòng)力的是電機(jī)。當(dāng)前，全球電動(dòng)叉車行業(yè)毫無例外的表明，采用交流電機(jī)已經(jīng)成為一種必然的趨勢。然而，一直到上世紀(jì)90年代。電動(dòng)叉車一直采用傳動(dòng)的直流電動(dòng)機(jī)（DC）。鑒于當(dāng)時(shí)的技術(shù)，沒有可替代的方案。

1990年之后，兩種新型電動(dòng)機(jī)幾乎同時(shí)進(jìn)入了叉車的工業(yè)生產(chǎn)中：低壓交流電（AC電動(dòng)機(jī)）和他勵(lì)電機(jī)（Separately Excited Motor，SEM）。他勵(lì)電機(jī)屬于直流電機(jī)，是指電機(jī)的勵(lì)磁線圈和電樞繞組是分開的電機(jī)，勵(lì)磁電流單獨(dú)提供，與電樞電流無關(guān)。他勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別由兩個(gè)電源供電。他勵(lì)電動(dòng)機(jī)由于采用單獨(dú)的勵(lì)磁電源，設(shè)備較復(fù)雜。但這種電動(dòng)機(jī)調(diào)運(yùn)范圍很寬，多用于主機(jī)拖動(dòng)中。他勵(lì)電機(jī)沒有定向接觸器。不再需要弱化激勵(lì)來加速，制動(dòng)是再生的。在制造中，獨(dú)立的勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)與常規(guī)的直流電動(dòng)機(jī)幾乎沒有什么不同。

因此，在傳統(tǒng)的叉車制造行業(yè)中，交流電機(jī)在某種程度上受制于技術(shù)。然而，自1990年代后期以來，設(shè)計(jì)人員再次關(guān)注電驅(qū)動(dòng)器的這種設(shè)計(jì)。實(shí)際上，交流電動(dòng)機(jī)在制造技術(shù)上是先進(jìn)的，并具有許多特定的優(yōu)點(diǎn)。

由于交流電動(dòng)機(jī)沒有前/后換向接觸器，因此沒有電刷或換向器。體積更小、更輕并且旋轉(zhuǎn)更快。不再需要定期檢查和更換碳刷。最關(guān)鍵的問題是，叉車電機(jī)在其整個(gè)使用壽命期間幾乎不需要維護(hù)。因此，叉車更加可靠和穩(wěn)定。另外，設(shè)計(jì)叉車時(shí)候不必保留維護(hù)空間，因?yàn)殡姍C(jī)完全處于密封樁體，使叉車的結(jié)構(gòu)更加緊湊。非接觸式制動(dòng)可以使得制動(dòng)減少磨損，比傳統(tǒng)制動(dòng)要簡單得多。另外，當(dāng)叉車駕駛員使用制動(dòng)器減速或停止車輛或改變方向，電機(jī)就像發(fā)電機(jī)一樣，將電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。這意味著剎車片的磨損將最小。這大大減少了維護(hù)成本并最大程度地降低了運(yùn)營成本。另外，交流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和制動(dòng)效率更高。當(dāng)制動(dòng)或改變方向時(shí)，將產(chǎn)生能量。強(qiáng)大的制動(dòng)作用將產(chǎn)生更多的再生能量。能量將返回到電池以延長其工作時(shí)間。雖然一些直流驅(qū)動(dòng)的叉車也具有再生制動(dòng)功能，但僅僅是在在非常強(qiáng)大的制動(dòng)過程中才啟動(dòng)。這意味著大量的再生制動(dòng)過程中，能量被傳遞給熱量。但是，交流變頻器可以幾乎在所有工況下產(chǎn)生再生能量，并持續(xù)到叉車完全停了下來。顯然，能量再生效率方面要高于直流電動(dòng)機(jī)。

此外，由于采用了高頻控制，因此交流電動(dòng)機(jī)可提供最佳的電能回饋（回收）。德國知名叉車公司Still首次在其平衡重式叉車上使用這種發(fā)動(dòng)機(jī)。

直流（1）和交流（2）電機(jī)

電子系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)也已完全改變了。從上世紀(jì)20年代到50年代，叉車的生產(chǎn)使用的是碳堆-一種控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由幾個(gè)碳環(huán)作為電阻，并依次將它們包含在運(yùn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的電源電路中。當(dāng)您踩下速度踏板時(shí)，碳環(huán)被踩下，從而降低了電阻并提高了機(jī)器速度。

隨后，從上世紀(jì)40年代末到60年代初是鼓控制器，當(dāng)踩下速度踏板時(shí)，該控制器將關(guān)閉某些金屬阻力部分。由于電阻的變化，調(diào)節(jié)了發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子速度。另一個(gè)在上世紀(jì)50年底得到應(yīng)用的技術(shù)解決方案是，一個(gè)由許多開關(guān)組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過速度踏板的微動(dòng)開關(guān)，以各種步驟接通和斷開或起動(dòng)電阻。在上世紀(jì)60年底初期，叉車的生產(chǎn)開始使用家庭電器上的晶體管作為其電子控制系統(tǒng)或負(fù)載開關(guān)和SCR控制（硅控制整流器）。SCR控制系統(tǒng)比較麻煩，因?yàn)橐蜷_或關(guān)閉主晶體管。

在上世紀(jì)80年代，又邁出了重要的一步：開始使用微處理器，這種微處理器是由Faggin、Hoff和Mazor于1971年發(fā)明的。隨著微處理器的引入，控制變得更加緊湊和快速。微處理器還可以快速檢測引擎中的異常情況，從而更快地進(jìn)行必要的調(diào)整。還創(chuàng)建了一個(gè)負(fù)載開關(guān)-雙極晶體管。通常來講，晶體管是由Bardeen、Brattain和Shockley于1947年發(fā)明的。但在此之前，他無法切換牽引電池（電池）的高壓。新的負(fù)載開關(guān)比SCR控制更易于操作，它不需要復(fù)雜的電路即可接通主晶體管。具有雙極型晶體管的控制系統(tǒng)也更小、更便宜。

微處理器不僅更容易使用，運(yùn)行非常速度很快，沒有能量損失。而且可以并聯(lián)連接，甚至可以調(diào)節(jié)很多電壓，這意味著它可以在重型叉車上。MOSFET開關(guān)適合于調(diào)節(jié)高達(dá)96 V的電池電壓。當(dāng)前，基于IGBT（集成柵雙極晶體管）絕緣柵雙極晶體管的另一種技術(shù)是切換這種高電壓。它的工作原理幾乎與MOSFET一樣容易，并且與SCB控制一樣可靠。

MOSFET晶體管模塊

IGBT晶體管模塊

晶體管塊SCR

隨著這些技術(shù)創(chuàng)新的引入，控制系統(tǒng)變得更加緊湊、高效、強(qiáng)大和可靠，并且其成本更低。由于在電池充電器中使用了高頻技術(shù)，因此可以在最短的時(shí)間內(nèi)將電池充電到最大可能的電流值。特別注意的是，Pitstop方法允許在午餐休息時(shí)間和其他休息時(shí)間給叉車進(jìn)行充電，這意味著電池可以使用更長的時(shí)間。反之反，可以選擇較小的電池來執(zhí)行與之匹配的物料搬運(yùn)工作。

當(dāng)控制系統(tǒng)上的電子設(shè)備接收到異常數(shù)據(jù)會發(fā)出警告信息。在帶有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（ICE）的叉車上使用電子系統(tǒng)主要可提高生產(chǎn)率，使得叉車更安全，操控更舒適和易用性。此類系統(tǒng)的示例包括德國永恒力公司（Jungheinrich）開發(fā)的“降低曲線速度”（一種安全功能，可通過根據(jù)轉(zhuǎn)向角降低速度來提高機(jī)器的側(cè)翻穩(wěn)定性）或日本豐田公司的主動(dòng)安全系統(tǒng)（SAS）。在SAS系統(tǒng)中，基于來自傳感器的數(shù)據(jù)以電子方式進(jìn)行控制，例如負(fù)載的高度，機(jī)器的速度和旋轉(zhuǎn)角度。一旦任何參數(shù)的值或其組合達(dá)到臨界值，系統(tǒng)就報(bào)警。

如今的電纜連接也具有根本不同的外觀。由于電子領(lǐng)域的新發(fā)展，已經(jīng)使用了串行通信方案。在20世紀(jì)末，這導(dǎo)致了Can-bus數(shù)據(jù)總線的創(chuàng)建，在該總線中，代替了通常的多芯電纜線，只有兩根用于通信和傳輸數(shù)字信息的電線以及兩根用于供電的電線（使用外部電源時(shí)）。數(shù)據(jù)由叉車的電子系統(tǒng)接收，并通過通信通道進(jìn)行數(shù)字傳輸。每個(gè)數(shù)據(jù)包都有其自己的，不變的地址代碼，該地址代碼由“智能”外部站識別，從而使信息到達(dá)所需的裝載機(jī)系統(tǒng)或單元，在此打開燈，提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。

這些數(shù)據(jù)總線已成為全面的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在ICE叉車上使用電子設(shè)備的典型示例是基于Can-bus系統(tǒng)和電子控制的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，這是重型叉車的標(biāo)準(zhǔn)配置。

叉車底盤

阿基米德說：“如果給我一個(gè)支點(diǎn)，我將撬動(dòng)地球。”確實(shí)，支點(diǎn)是任何關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)，這同樣適用于叉車：其負(fù)載能力和最大允許負(fù)載直接取決于其正面和側(cè)面穩(wěn)定性。如果設(shè)計(jì)叉車底盤和上部結(jié)構(gòu)，使叉車的車輪始終與路面接觸，則可以達(dá)到必要的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。這需要最大的軸距和最低的重心。因此，與以前的型號相比，現(xiàn)代叉車一些型號具有相同底盤。電動(dòng)叉車，其中的電池直接位于軸距中間的底盤上。它們的重心非常低，因此具有很高的穩(wěn)定性。1990年代后期的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，與叉車作業(yè)相關(guān)的所有死亡中，約有25.3％是由于傾覆造成的，而由于貨物下降而造成的死亡只有14.4％。這就是為什么歐盟制定的叉車標(biāo)準(zhǔn)（EN 1726）對制造商提出了非常嚴(yán)格的要求的原因：為了減少正常操作期間，側(cè)面和正面翻倒的風(fēng)險(xiǎn)，叉車必須通過標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性測試，并且不得永久發(fā)生變形。

永恒力柴油叉車EFG 400驅(qū)動(dòng)橋

安全性最高的要求是用于在空曠地區(qū)工作的重型叉車。對于他們來說，剛性焊接的一體式底盤是必不可少的標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和差速器應(yīng)安裝得盡可能低。裝備了豐田第七系列叉車的SAS（主動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)）主動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng)，在確保叉車的穩(wěn)定性方面已經(jīng)取得了重大進(jìn)展。SAS會在叉車面臨側(cè)向、向前或向后傾斜的情況下主動(dòng)工作。

SAS系統(tǒng)使用來自傳感器的信號，分析叉車是否處于潛在危險(xiǎn)狀態(tài)，并在必要時(shí)激活安全功能。用于測量車向側(cè)面的偏差的觸摸傳感器的工作原理與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相同。

可充電電池

在改進(jìn)電動(dòng)叉車的過程中，叉車制造商開始為其配備更重的電池，目的是為了提高了容量。因此，隨著每種新型號的問世，機(jī)器的性能也在不斷提高。前幾代叉車配備了容量為200 Ah的電池，如今，配備了容量為600至750 Ah的可充電電池的叉車很常見。這增加了叉車的承載能力和長時(shí)間工作而無需充電。關(guān)于傳統(tǒng)的鉛酸電池的工作原理，到目前為止也沒有特殊的突破。但是，電池本身變得更大，功能更強(qiáng)大。可以注意到在減少充電時(shí)間和組織電池中液體循環(huán)方面所取得的進(jìn)展。電子設(shè)備用于電池預(yù)防性監(jiān)控，可讓監(jiān)控電池溫度，電池的液位，電池故障和電量。

自1990年代以來，酸循環(huán)電池就已經(jīng)投放市場。由于電池修復(fù)技術(shù)的進(jìn)步，叉車現(xiàn)在可以運(yùn)行更長的時(shí)間。因此，現(xiàn)在電池可以工作8個(gè)小時(shí)。早在1980年代，斯蒂爾（Still）創(chuàng)造了一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將叉車制動(dòng)期間釋放的能量返回電池。因此，可以節(jié)省相當(dāng)部分的電池電量。

1970年代初，全球第一家叉車制造商Clark意識到了電動(dòng)叉車的兩個(gè)電壓值之間的選擇。如果操作員選擇最大功率模式或能耗降低的節(jié)能模式，則可以根據(jù)需要來移動(dòng)。

自2000年以來，以鋰電電池、氫燃料電池等為主的新能源動(dòng)力電池進(jìn)行叉車行業(yè)，隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，叉車未來朝著新能源方向發(fā)展。