التحديات التي تواجهها رافعات شوكية تعمل ببطاريات الليثيوم أيون في بيئات التخزين الباردة التي تبلغ درجة حرارتها -20 درجة مئوية أو أقل، تركز بشكل أساسي على المدى المحدود، وكفاءة الشحن المنخفضة، وصعوبة صيانة البطارية. ويتطلب حل هذه المشكلات تحسينًا شاملاً عبر ثلاثة أبعاد: التكنولوجيا، والأجهزة، واستراتيجيات الإدارة

فيما يلي الحلول الرئيسية لرافعات الشوكة التي تعمل ببطاريات الليثيوم أيون في بيئات التخزين البارد: حلول رافعات الشوكة التي تعمل ببطاريات الليثيوم أيون في بيئات التخزين البارد

1. حل مشكلة تدهور المدى (أداء التفريغ في درجات الحرارة المنخفضة) يُعد انخفاض درجة الحرارة السبب الرئيسي لانخفاض كفاءة تفريغ بطاريات الليثيوم أيون. والحل الأمثل هو الإدارة الحرارية الفعّالة.

دمج نظام التدفئة النشط:

قم بدمج غشاء تسخين PTC أو نظام تبريد/حراري سائل داخل حزمة البطارية.

من خلال التحكم الدقيق بواسطة نظام إدارة البطارية (BMS)، يتم تسخين خلايا البطارية مسبقًا إلى نطاق درجة حرارة التشغيل الأمثل (على سبيل المثال، 15 درجة مئوية ~ 35 درجة مئوية) قبل دخول الرافعة الشوكية إلى منطقة درجات الحرارة المنخفضة أو أثناء التشغيل.

النتائج: يضمن نشاط البطارية، مما يحسن بشكل كبير من سعة التفريغ والمدى في درجات الحرارة المنخفضة

استخدام خلايا مخصصة لدرجات الحرارة المنخفضة: باستخدام إلكتروليتات مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة وهياكل خلايا مصممة خصيصًا، مثل خلايا فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) المخصصة لدرجات الحرارة المنخفضة أو خلايا النيكل الثلاثية عالية النيكل (NCM) التي يقدمها بعض المصنعين.

الفوائد: يحسن أداء مواد البطارية في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة

تكوين السعة الأمثل: بالنظر إلى فقدان السعة الناتج عن درجات الحرارة المنخفضة، يتم تكوين حزم البطاريات ذات السعة الزائدة الأكبر وفقًا لاحتياجات التشغيل الفعلية لضمان وقت تشغيل كافٍ لكل وردية

٢ معالجة انخفاض كفاءة الشحن (سلامة الشحن في درجات الحرارة المنخفضة):
يؤدي الشحن في درجات الحرارة المنخفضة بسهولة إلى ترسب الليثيوم الشجري، مما يضر بأداء البطارية وعمرها الافتراضي. لذا، فإن استراتيجية الشحن الآمنة أمر بالغ الأهمية

التسخين المسبق الذكي والشحن بدرجة حرارة ثابتة:

التسخين المسبق قبل الشحن: تقوم محطة الشحن أو نظام البطارية أولاً بتنشيط وظيفة التسخين لرفع درجة حرارة البطارية إلى درجة حرارة شحن آمنة (عادةً ما تكون أعلى من 0 درجة مئوية).

درجة حرارة ثابتة أثناء الشحن: أثناء عملية الشحن، يعمل نظام التسخين باستمرار لضمان بقاء درجة حرارة البطارية ضمن نطاق الشحن الأمثل.

الفوائد: يعمل على تحسين قبول الشحن بشكل كبير، ويقلل من وقت الشحن، ويضمن سلامة الشحن.

استراتيجية الشحن متعددة المراحل بتيار ثابت (التحكم بنظام إدارة البطارية): يقوم نظام إدارة البطارية (BMS) بضبط تيار الشحن ديناميكيًا بناءً على المراقبة الآنية لأدنى درجة حرارة لكل خلية من خلايا البطارية. خلال فترات انخفاض درجة الحرارة، يُستخدم الشحن البطيء النبضي أو منخفض التيار لتجنب ارتفاعات التيار المفاجئة التي قد تُلحق الضرر بالبطارية.

التأثير: يُحسّن كفاءة الشحن مع ضمان السلامة.

وضع "تبديل/شحن البطارية في الغرفة الدافئة": يتم إنشاء محطة شحن يتم التحكم بدرجة حرارتها أو غرفة تبديل بطاريات سريعة خارج منطقة التخزين البارد أو بجوارها.

تعود الرافعة الشوكية إلى منطقة درجة الحرارة المحيطة لشحن البطارية أو استبدالها ببطارية مشحونة بالكامل.

التأثير: يتجنب تمامًا مشاكل الشحن في درجات الحرارة المنخفضة؛ وضع تبديل البطارية مناسب بشكل خاص لمرافق التخزين البارد التي تتطلب تشغيلًا مستمرًا لمدة 24 ساعة

3. حل تحديات صيانة البطاريات وعمرها الافتراضي:
تفرض تغيرات درجة الحرارة والرطوبة في بيئات التخزين الباردة متطلبات أعلى على الحماية المادية لحزم البطاريات

تصميم ذو تصنيف حماية عالٍ: يجب أن تتمتع حزم البطاريات بتصنيف حماية IP أعلى (على سبيل المثال، IP67)، باستخدام مواد مانعة للتسرب وعزل خاصة لمنع التكثيف وتراكم الصقيع أثناء الدخول والخروج من التخزين البارد، مما قد يتسبب في حدوث دوائر قصر أو تآكل موصلات البطارية والمكونات الإلكترونية.

التأثير: يحسن متانة وسلامة نظام البطارية.

نظام إدارة المباني الذكي للمراقبة العميقة والصيانة التنبؤية: يحتاج نظام إدارة البطارية إلى تقييم حالة الصحة (SOH) وحالة الشحن (SOC) بدقة أكبر في درجات الحرارة المنخفضة لمنع التفريغ العميق للبطارية.

باستخدام تقنية إنترنت الأشياء، يتم تحليل بيانات البطارية لتحقيق الصيانة التنبؤية (PdM)، مما يتيح الكشف عن الحالات الشاذة ومعالجتها في الوقت المناسب، ومنع تصعيد الأعطال، وإطالة عمر البطارية.

إدارة العمليات الموحدة: تم وضع إجراءات تشغيل صارمة لتجنب فترات التوقف الطويلة وتعطل الرافعات الشوكية في التخزين البارد

يتم تطبيق نظام "الشحن في غرفة دافئة" إلزامي لضمان إجراء صيانة البطارية وتجديد الطاقة في درجات حرارة مناسبة.

من خلال التطبيق الشامل للتقنيات وأساليب الإدارة المذكورة أعلاه، يمكن لرافعات الشوكة التي تعمل ببطاريات الليثيوم أن تحقق تشغيلاً آمناً وفعالاً ومستقراً في بيئات التخزين الباردة ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية.