قد يتعطل نظام إدارة البطارية الذي يعمل بكفاءة تامة في دراجة كهربائية أو مركبة ترفيهية في رافعة شوكية، ليس بسبب رداءة النظام نفسه، بل لأن دورات تشغيل الرافعة الشوكية تفرض متطلبات لا تواجهها تطبيقات الليثيوم القياسية. فالتيار العالي المستمر، وارتفاعات الكبح التجديدي، والتشغيل المتواصل على مدار الساعة بنظام المناوبات المتعددة، والتكامل مع نظام التحكم في الشاحنة، كلها عوامل تدفع نظام إدارة البطارية إلى مستويات لم تُصمم معظم الأنظمة العامة للأغراض العامة لمواجهتها.

لهذا السبب، تتطلب أنظمة بطاريات الليثيوم في الرافعات الشوكية عادةً بنية نظام إدارة بطاريات (BMS) مختلفة عن تلك المستخدمة في تطبيقات الليثيوم القياسية منخفضة الطاقة. يشرح هذا الدليل ما يميز دورات تشغيل الرافعات الشوكية، وكيف تُترجم هذه المتطلبات الهندسية إلى متطلبات محددة لنظام إدارة البطاريات.

ما الذي يجعل دورات تشغيل الرافعات الشوكية مختلفة؟

تُشكّل ثماني خصائص لتشغيل الرافعة الشوكية متطلبات محددة على نظام إدارة المباني (BMS). وتُفسّر هذه الخصائص مجتمعةً سبب حاجة الرافعة الشوكية إلى بنية مصممة خصيصًا لهذا الغرض، وليس إلى لوحة عامة مُعاد استخدامها.

المطالب الثلاثة التي تُعطّل أنظمة إدارة البطاريات ذات الأغراض العامة

1تيار مستمر، وليس تيار ذروة

قد يبلغ متوسط ​​استهلاك الرافعة الشوكية 150 أمبير خلال نوبة العمل، ولكنها تحتاج إلى تحمل سحب تيار أعلى عند بدء عملية الرفع. يكمن الخطأ في تصميم نظام إدارة البطارية (BMS) بناءً على هذا المتوسط؛ إذ أن اللوحة المصممة لتحمل تيارًا قريبًا من المتوسط ​​ستسخن بشدة وتقل كفاءتها تحت الحمل المستمر. يجب تصميم نظام إدارة البطارية للرافعة الشوكية لتحمل تيارًا عاليًا مستمرًا مع هامش أمان، كما يجب أن يكون غلافها قادرًا على تبديد الحرارة الناتجة طوال نوبة العمل.

2تكامل وحدات التحكم المتعددة

قد تربط رافعة شوكية حديثة تعمل ببطاريات الليثيوم نظام إدارة البطارية (BMS) بوحدة التحكم في الحركة، وشاشة العرض، وشاحن أو وحدة الاتصالات عن بُعد. عندما يتطلب نظام إدارة البطارية التفاعل مع عدة مكونات من هذه المكونات في آنٍ واحد وبشكل مستقل، يمكن لقنوات اتصال إضافية تبسيط البنية وتقليل تعقيد تعدد إرسال البروتوكولات عبر واجهة مشتركة واحدة. يعتمد عدد القنوات المطلوبة على تصميم النظام؛ إذ تستخدم العديد من الرافعات الشوكية ناقل CAN كناقل رئيسي، مع استخدام UART للخدمة أو العرض.

3الثبات الحراري عبر نوبات العمل

يعني العمل بنظام المناوبات المتعددة أن البطارية نادرًا ما تبرد تمامًا بين دورات الشحن والتفريغ. وبالإضافة إلى إمكانية الشحن عند الحاجة، فإن هذا يجعل إدارة الحرارة - وليس مجرد الحماية الحرارية - مطلبًا أساسيًا. يجب على نظام إدارة البطارية مراقبة درجة الحرارة باستمرار، ويجب تصميم المكونات المادية لتبديد الحرارة تحت الحمل المستمر.

كيف تُترجم هذه المتطلبات إلى بنية نظام إدارة المباني

بمجرد تحديد متطلبات الرافعات الشوكية، يتم تصميم البنية التحتية. عمليًا، تغطي أساطيل الرافعات الشوكية نطاقًا واسعًا من الأحمال، لذا عادةً ما يتم تصنيف خط نظام إدارة مباني الرافعات الشوكية حسب التيار والتشغيل:

خفيف إلى متوسطرافعات شوكية 200-400 أمبير

تتراوح متطلبات التيار المستمر بين 200 و400 أمبير للشاحنات الكهربائية من الفئة الثالثة، وشاحنات الممرات الضيقة، وشاحنات انتقاء الطلبات، والشاحنات الأخف وزنًا من الفئة الأولى. تغطي شركة DALY هذا النطاق بوحدتي Mini-Red AM (200 أمبير) وAS (250/300/400 أمبير). أما بالنسبة لأسطول البطاريات عالي الاستخدام الذي يعمل بنظام الورديات المتعددة، حيث يُعد انحراف الخلايا مصدر قلق، فإنّ طرازات التوازن النشط TM (200 أمبير) / TS (250-400 أمبير) توفر توازنًا نشطًا بقدرة 1000 مللي أمبير. يعتمد أداء التوازن أثناء التشغيل على تكوين النظام - حجم البطارية، وتجانس الخلايا، وتفاوت درجة الحرارة، ونطاق حالة الشحن - لذا تتوفر بيانات تكوين محدد من الفريق الهندسي عند الطلب. توفر وحدتا AM/AS منفذي UART، بينما توفر وحدتا TM/TS منفذ UART واحدًا. جميعها مزودة بمنفذي RS485 وCAN.

ثقيلرافعات شوكية وآلات بناء بقدرة 400-800 أمبير

تتطلب شاحنات التوازن من الفئة الأولى ومعدات البناء الثقيلة تيارًا مستمرًا عاليًا. صُممت سلسلة D من DALY خصيصًا لهذا الغرض: نطاق تيار مستمر من 400 إلى 800 أمبير، وبطاريات LFP من 8/15/16/26/30/32 خلية تغطي نطاق جهد من 24 فولت إلى 96 فولت فأكثر، بالإضافة إلى 3 منافذ UART وRS485 وCAN لتوصيل وحدة تحكم المحرك والشاشة والشاحن/نظام الاتصالات عن بُعد. تعتمد قيم التيار المستمر على الظروف الحرارية وتدفق الهواء وتصميم الغلاف، لذا يجب التأكد من القيمة المُستخدمة لأي تركيب مع فريق الهندسة، وذلك بمراعاة ظروف التبريد ودرجة الحرارة المحيطة. يوفر الغلاف الصناعي حجمًا مناسبًا لتشتيت الحرارة ودعمًا ميكانيكيًا كافيًا لتحمل الأحمال الثقيلة والاهتزازات الصناعية؛ ويبلغ الحد الأقصى للتيار المتوازي 2 أمبير.

تغطية الجهد والتكوين

تتفاوت أنظمة الرافعات الشوكية في نطاق الجهد الكهربائي بشكل كبير حسب الفئة والمنطقة:

أخطاء شائعة في تصميم أنظمة إدارة المباني للرافعات الشوكية

• يتم تحديد الحجم بناءً على الحمل المتوسط، وليس الحمل المستمر.— مجلس الإدارة يخفض الأجور في منتصف نوبة العمل أثناء أداء الواجب الفعلي
• استخدام نظام إدارة المباني (BMS) أحادي المنفذ UART لتكامل الأنظمة الفرعية المتعددةيؤدي تعدد إرسال البروتوكولات عبر وحدة التحكم والشاشة ونظام الاتصالات عن بعد إلى نقاط فشل
• التعامل مع الكبح التجديدي كفكرة ثانويةيجب التعامل مع التيار ثنائي الاتجاه من خلال التصميم، وليس افتراضه.
• تجاهل احتياجات الموازنة لشحن الفرصيؤدي الشحن الجزئي عالي التردد إلى انحراف الخلايا الذي قد لا تتمكن عملية الموازنة السلبية من مواكبته.

الأسئلة الشائعة

Q1هل يمكن لعائلة واحدة من أنظمة إدارة المباني (BMS) أن تغطي كلاً من أجهزة المشي من الفئة الثالثة والشاحنات الثقيلة من الفئة الأولى؟

نعم، من خلال بنية ثنائية الطبقات. تتعامل سلسلة Mini-Red AM/AS مع تيارات تتراوح بين 200 و400 أمبير (من أجهزة المشي من الفئة الثالثة إلى الفئة الأولى الأخف وزنًا)، بينما تتعامل سلسلة D مع تيارات تتراوح بين 400 و800 أمبير (من أجهزة التوازن الثقيلة من الفئة الأولى إلى آلات البناء). يتيح هذا للمصنّع الحصول على النطاق الكامل من عائلة واحدة لأنظمة إدارة البطاريات.

Q2لماذا يزن نظام إدارة المباني (BMS) الخاص بالرافعة الشوكية الثقيلة أكثر بكثير من اللوح القياسي؟

تستخدم سلسلة D غلافًا أكبر من اللوحة القياسية، لأن التيار المستمر العالي يتطلب حجمًا أكبر لمشتت الحرارة لتبديدها، كما أن الاستخدام الصناعي الشاق يتطلب تعزيزًا ميكانيكيًا لمقاومة الاهتزازات والصدمات. يعكس الحجم الهندسة الحرارية والإنشائية للغرض المطلوب، وليس هدفًا بحد ذاته؛ فالسؤال المهم عند الاختيار هو أداء التبريد والاهتزازات في مكان التركيب، وهو ما يمكن لفريق الهندسة توضيحه بالتفصيل.

Q3هل تحتاج رافعة شوكية تعمل بالليثيوم إلى اتصال CAN؟

نعم، في معظم الرافعات الشوكية الحديثة. يقوم نظام إدارة البطارية (BMS) بإرسال تقارير الحالة إلى وحدة التحكم في الحركة، وغالبًا إلى الشاشة والشاحن. تستفيد الشاحنات الثقيلة ذات الأنظمة الفرعية المتعددة من قنوات متعددة (توفر سلسلة D ثلاثة منافذ UART بالإضافة إلى RS485 وCAN) لتجنب استخدام واجهة واحدة عبر عدة أنظمة.

Q4ما هي الشهادات ذات الصلة ببطاريات الليثيوم المستخدمة في رافعات الشوكة؟

تشمل معايير الامتثال CE وRoHS وFCC وEAC. أما معايير السلامة الخاصة بالشاحنات الصناعية، مثل UL 2580 وEN 1175، فتُصدّق على نظام البطارية أو المركبة بالكامل، وليس على نظام إدارة البطارية (BMS) بشكل منفصل. بالنسبة لمشاريع تصنيع المعدات الأصلية (OEM) التي تستهدف هذه المعايير، تُقدّم DALY الوثائق الداعمة والتعاون الهندسي على مستوى البطارية. يُرجى التأكد من المتطلبات الخاصة بسوقك المستهدف مع الفريق الهندسي.

حول دالي

تقوم شركة DALY بتصميم وتصنيع أنظمة إدارة بطاريات الليثيوم لمصنعي المعدات الأصلية، ومصنعي البطاريات، ومكاملين الأنظمة، وتُستخدم منتجاتها في أكثر من 130 دولة. تأسست DALY عام 2015، وتعمل وفقًا لمعايير ISO 9001 وISO 14001، مع امتثالها لمعايير CE وRoHS. صُممت منتجات سلسلة R لتلبية معايير UL، كما أن خط تخزين الطاقة معتمد من UL على مستوى المكونات. بالنسبة لتطبيقات الرافعات الشوكية ومناولة المواد، تغطي سلسلتا Mini-Red وD من DALY نطاقًا من 200 أمبير إلى 800 أمبير ضمن عائلة منتجات واحدة.

هل تقوم بتصميم أو تحويل نظام بطاريات رافعة شوكية؟

إذا كنت تقوم ببناء حزم بطاريات الليثيوم للرافعات الشوكية أو تحويل أسطول من بطاريات الرصاص الحمضية، فيمكن لفريق الهندسة في DALY مساعدتك في مطابقة بنية نظام إدارة البطارية مع دورة التشغيل الخاصة بك - التيار المستمر، وقنوات الاتصال، واستراتيجية الموازنة، والتصميم الحراري.

• شاركنا فئة الرافعة الشوكية، وجهد النظام، والتيار المستمر، واحتياجات التكامل الخاصة بك
• بريد إلكتروني:dalybms@dalyelec.com

صفحة منتج نظام إدارة المباني عالي التيار:https://www.dalybms.com/high-current-bms-products/