随着全球气候变暖以及环境污染愈加严重,我国出台碳达峰与碳中和的政策,对于化石能源的使用而产生大量碳排放需要严格管控,并要求新生产的非道路移动机械于2020年达到“国四”的排放要求。叉车是物流行业最常用的搬运机械,因国家排放要求与市场需求,零排放、低振动、无污染的电动叉车越加受到消费者的青睐。然而,传统低压电动叉车存在以下瓶颈:在作业时,系统会产生较大电流变化率,使得功率元器件、连接器、电缆与电机产生较高热损;电机控制器中的功率模块满足电压大电流需要功率模块并联实现逆变功率需求,参数差异影响可靠性;低电压电机的瞬时功率会受到电压的限制,而且电流变化率高,容易产生电蚀现象;低压电池组较难实现快速充电,充电电流越大,其热损越大,降低充电效率。对此,本文提出以高压锂电池作为储能单元的高压锂电电动叉车动力总成方案。为了充分发挥高压锂电电动叉车的优势,有必要对其动力总成组成以及对应控制策略进行研究。首先,对不同电动叉车驱动系统进行对比分析,确定高压锂电电动叉车的驱动系统采用电机控制简单、经济性好、具有良好操控性以及容易的装配难度的单驱动电机系统。结合叉车作业确定高压锂电电动叉车动力总成的基本组成,其储能单位为高压锂电池提供,通过电池管理系统与高压管理单元,分为驱动电机、举升电机、DC/DC三路输出,实现高压锂电电动叉车的行走驱动、液压系统工作与低压控制系统的工作。分析高压锂电电动叉车三路能量流的分配,并提出整车上下电流程的动力总成控制。其次,根据高压锂电电动叉车动力总成的组成,确定以3吨电动叉车为研究对象,探究其动力总成参数。对比分析并选择以高压磷酸铁锂电池为整车储能单元,根据叉车使用工况确认电池参数。综合考虑3吨电动叉车的安装空间,确定叉车变速箱采用固定传动比的横置式减速器。根据3吨电动叉车的极限工况的功率需求、最大扭矩、最大转速的计算分析,分别确定驱动电机与举升电机采用永磁同步电机以及具体参数。再对电机控制器、DC/DC以及高压管理单元进行参数选型,完成3吨高压锂电电动叉车动力总成参数匹配。再者,对高压锂电电动叉车行走动力总成进行控制策略研究。对叉车处在水平路段与斜坡路段进行整车动力学受力分析,推导出电机输出扭矩与车速间的数学关系。根据叉车使用工况制定整车行走控制策略,确定驱动电机控制器使用转矩模式控制叉车行走,并探究基准扭矩与油门踏板开度的关系。利用模糊推理规则,实现对驾驶员油门踏板开度控制的意图识别,使用补偿扭矩快速达到驾驶员操作意图。通过MATLAB/Simulink仿真软件验证高压电电动叉车行走动力总成控制策略的可行性。最后,依据所提出的高压锂电电动叉车动力总成方案与参数匹配,搭建3吨高压锂电电动叉车试验样机,并对试验样机的软件编程、数据采集平台进行设计与编写。制定样机平均能耗试验方法与强化试验方法,根据能耗数据估算样机的用户作业时长,平均能耗试验为8.89～13.34小时,强化试验为11.87～17.80小时,都满足每班工作时长的蓄电池参数设计要求,并分析了每种工况的能耗占比情况。通过长时间连续高负荷作业让样机快速达到热平衡状态,得到样机热平衡温度数值为电机控制器正常工作温度范围内,保证了样机能长时间可靠地工作。