تعمل كل حزمة بطاريات ليثيوم أيون في مركبة كهربائية تجارية ضمن نطاق حراري ضيق. أقل من 0 درجة مئوية، ينخفض قبول الشحن بنسبة 30-40٪ وترتفع المقاومة الداخلية. فوق 45 درجة مئوية، تتدهور طبقة الواجهة الصلبة للإلكتروليت (SEI)، مما يسرع من تلاشي السعة. وفقًا للأبحاث المنشورة في مجلة مصادر الطاقة (Journal of Power Sources)، يمكن أن يؤدي كل ارتفاع بمقدار 10 درجات مئوية فوق 35 درجة مئوية إلى تقليل عمر الدورة بنسبة 50٪ تقريبًا (J. Power Sources، المجلد 412، 2019، الصفحات 146-154).
نظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) هو الحل الهندسي الذي يحافظ على درجة حرارة البطارية ضمن هذه النافذة في ظل ظروف التشغيل الواقعية - من شتاء شمالي بارد بدرجة حرارة -30 درجة مئوية إلى موقع تعدين مشمس بدرجة حرارة +50 درجة مئوية.
تغطي هذه المقالة مبدأ العمل والمكونات الأساسية وتجربة النشر العملية مع سلسلة Newbase BTMS المبردة بالماء بقدرة 5 كيلوواط - 16 كيلوواط، والتي تم نشرها عبر أكثر من 200 شاحنة ثقيلة كهربائية، وأكثر من 80 حافلة مدينة، وأكثر من 40 خزانة تخزين طاقة في الصين وجنوب شرق آسيا وأوروبا منذ عام 2023.
تم أيضًا اختبار سلسلة Newbase BTMS للامتثال لمتطلبات أسواق أمريكا الشمالية وأستراليا، بما في ذلك رش الملح (ASTM B117، 720 ساعة)، والتشغيل في الرطوبة العالية (95٪ RH، 500 ساعة)، ودورات التكييف المسبق في المناخات الباردة الشمالية حتى -35 درجة مئوية، كما هو مفصل في أقسام الامتثال الإقليمي أدناه.
ينظم نظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) درجة حرارة حزمة البطارية بنشاط باستخدام دائرة سائل تبريد سائل ودورة تبريد بالضغط البخاري.
على عكس سيارات الركاب الكهربائية، تواجه المركبات التجارية ثلاث تحديات حرارية فريدة:
يعالج نظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) جميع الثلاثة من خلال ثلاث وظائف:
بالنسبة لمصنع شاحنات تعدين أوروبي، قمنا بتخصيص اتصالات CAN لوحدة 16 كيلوواط من J1939 إلى CANopen، وضبطنا نقطة ضبط قدرة التبريد من 16 كيلوواط إلى 14 كيلوواط (لمطابقة بطاريتهم البالغة 450 كيلوواط ساعة)، وأضفنا حلقة سائل تبريد ثانوية لتبريد المحرك. كانت دورة الهندسة حسب الطلب (ETO) 9 أسابيع من توقيع المواصفات إلى تسليم العينة. خلال نشر نظام Newbase BTMS بقدرة 12 كيلوواط في شتاء عام 2024 على أسطول من 30 شاحنة ثقيلة كهربائية في شينجيانغ، الصين، انخفضت درجات الحرارة المحيطة إلى -28 درجة مئوية في الساعة 6 صباحًا. رفع سخان PTC للنظام (خرج 12 كيلوواط) درجة حرارة سائل التبريد من -28 درجة مئوية إلى +25 درجة مئوية في 14 دقيقة، مما سمح لحزمة البطارية البالغة 423 كيلوواط ساعة بقبول شحن بقدرة 180 كيلوواط دون ترسب الليثيوم. بدون تسخين BTMS، كانت نفس الحزمة ستتطلب 90 دقيقة من التسخين الذاتي المقاوم، مما يستهلك 18 كيلوواط ساعة من الطاقة المخزنة قبل بدء الشحن.
ملاحظة حول التكيف الشمالي: في اختبار منفصل للتحقق من صحة المناخ البارد يحاكي ظروف الشتاء النرويجي (درجة حرارة محيطة -35 درجة مئوية، 50٪ سائل تبريد إيثيلين جلايكول)، حقق سخان PTC بقدرة 12 كيلوواط ارتفاعًا في درجة الحرارة من -35 درجة مئوية إلى +20 درجة مئوية في 18 دقيقة - ضمن نافذة التكييف المسبق التي تبلغ 20 دقيقة المطلوبة من قبل العديد من مصنعي الحافلات الأوروبيين. ظلت لزوجة سائل التبريد عند -35 درجة مئوية ضمن نطاق تشغيل المضخة، وتم تأكيد ذلك من خلال اختبار منحنى المضخة في مختبر Newbase لدرجات الحرارة المنخفضة.
يتبع مبدأ العمل دورة تبريد بالضغط البخاري من أربع مراحل، تم تكييفها للاستخدام في المركبات:
المرحلة 1 - الضغط
يسحب الضاغط (من النوع الحلزوني في وحدات Newbase) بخار المبرد منخفض الضغط (R134a، 350-500 جرام حسب الطراز) ويضغطه إلى حالة عالية الضغط وعالية الحرارة. يتم تشغيل الضاغط بواسطة ناقل DC عالي الجهد للمركبة (400-750 فولت تيار مستمر لطرازات 8-16 كيلوواط، 220-350 فولت تيار مستمر لطراز 5 كيلوواط).
المرحلة 2 - التكثيف
يدخل بخار المبرد عالي الضغط إلى المكثف، حيث تزيل الهواء القسري من المروحة المدمجة الحرارة. يتكثف المبرد إلى سائل عالي الضغط. في وحدات Newbase بقدرة 12 كيلوواط و 16 كيلوواط، تم تصميم المكثف بمساحة وجه أكبر بنسبة 25٪ من خط الأساس الصناعي للحفاظ على رفض الحرارة عند درجة حرارة محيطة 50 درجة مئوية.
المرحلة 3 - التمدد
يمر سائل المبرد عبر صمام تمدد، حيث يتسبب انخفاض الضغط المفاجئ في تبريد سريع. تستخدم الوحدات بقدرة 8-16 كيلوواط صمام تمدد إلكتروني (EEV) للتحكم الدقيق في التدفق، مقابل صمام تمدد حراري (TXV) ذي فتحة ثابتة موجود في الأنظمة الأبسط.
المرحلة 4 - التبخر
يدخل المبرد البارد إلى مبادل حراري لوحي، حيث يمتص الحرارة من سائل التبريد العائد (محلول 50/50 إيثيلين جلايكول/ماء). يتبخر المبرد ويعود إلى الضاغط لتكرار الدورة.
من جانب سائل التبريد، تقوم مضخة كهربائية (رأس 20 متر / 2000 لتر/ساعة في وحدة 8 كيلوواط، 17.5 متر / 2880 لتر/ساعة في وحدة 10 كيلوواط، و >=5 لتر/دقيقة عند 180 كيلو باسكال في وحدات 12 كيلوواط/16 كيلوواط) بتدوير سائل التبريد عبر ألواح التبريد لحزمة البطارية.
ملاحظة عملية: أثناء تركيب وحدة بقدرة 10 كيلوواط على حافلة كهربائية بطول 40 قدمًا في بانكوك، لاحظنا أن رأس المضخة البالغ 17.5 مترًا كان كافيًا للتغلب على انخفاض الضغط لـ 12 لوح تبريد متصلة على التوالي (إجمالي طول الدائرة: 18 مترًا). ومع ذلك، عندما تم تركيب نفس الوحدة لاحقًا في حافلة مفصلية بطول 60 قدمًا مع 18 لوح تبريد، اضطررنا إلى الترقية إلى مضخة وحدة 12 كيلوواط (>=5 لتر/دقيقة عند 180 كيلو باسكال) للحفاظ على تدفق كافٍ. تحقق دائمًا من منحنى المضخة مقابل انخفاض ضغط النظام - عدم التطابق هو الخطأ الأكثر شيوعًا في التركيب الذي نراه في الميدان.
ميزة التصميم الخاصة: تستخدم وحدة تحكم Newbase BTMS خوارزمية PID تكيفية تتعلم الاستجابة الحرارية لحزمة البطارية المحددة خلال أول 10 دورات تشغيل. هذا يقلل من تجاوز درجة الحرارة المستهدفة من 3.5 درجة مئوية (PID ثابت الكسب) إلى 1.2 درجة مئوية، مما يحسن متوسط معامل الأداء (COP) بنسبة 8٪ - وهي ميزة تم تأكيدها في اختبارات الدورة الداخلية عبر 50 تكوينًا لحزمة البطارية.
رش الملح والحماية من التآكل: للتطبيقات الساحلية والبحرية (معدات الموانئ، السفن البحرية، تخزين الطاقة في مزارع الرياح الساحلية)، تقدم Newbase طلاءًا اختياريًا لجميع تجميعات لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) (متوافق مع IPC-CC-830) ووصلات سائل تبريد من الفولاذ المقاوم للصدأ (304L) كترقية مقاومة للتآكل. اجتازت الوحدة القياسية اختبار رش الملح لمدة 720 ساعة وفقًا لـ ASTM B117 دون تدهور وظيفي (تقرير الاختبار رقم CTI-COR-2024-089). هذا مهم بشكل خاص لمشغلي الموانئ في جنوب شرق آسيا وعمليات التعدين الساحلية الأسترالية حيث يتجاوز تركيز الملح المحمول جوًا 50 ميكروجرام/متر مكعب.
| المعلمة | وحدة 5 كيلوواط | وحدة 8 كيلوواط | وحدة 10 كيلوواط | وحدة 12 كيلوواط | وحدة 16 كيلوواط |
|---|---|---|---|---|---|
| قدرة التبريد (كيلوواط) | 5 | 8 | 10 | 12 | 16 |
| معامل الأداء (COP) | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 |
| معدل تدفق سائل التبريد | >=80 لتر/دقيقة | 2000 لتر/ساعة (رأس 20 متر) | 2880 لتر/ساعة (رأس 17.5 متر) | >=5 لتر/دقيقة @ 180 كيلو باسكال | >=5 لتر/دقيقة @ 180 كيلو باسكال |
| مستوى الضوضاء | <=75 ديسيبل (أ) | <=75 ديسيبل (أ) | <=75 ديسيبل (أ) | <=80 ديسيبل (أ) | <=75 ديسيبل (أ) |
| نطاق درجة حرارة التشغيل | -30 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية | -30 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية | -30 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية | -30 درجة مئوية إلى +60 درجة مئوية | -30 درجة مئوية إلى +60 درجة مئوية |
| مدخل الجهد العالي | 220-350 فولت تيار مستمر | 400-750 فولت تيار مستمر | 400-750 فولت تيار مستمر | 400-750 فولت تيار مستمر | 400-750 فولت تيار مستمر |
| الوزن | >=80 كجم | 50+/-2 كجم | >=8 كجم | >=5 كجم | >=10 كجم |
| الأبعاد (طول × عرض × ارتفاع مم) | مدمج | 820x575x285 | 960x603x291 | 1158x604x355 | 1155x604x450 |
| المبرد | R134a (350+/-5 جرام) | R134a | R134a | R134a (600+/-5 جرام) | R134a |
| سخان PTC (اختياري) | 6-14 كيلوواط | متوفر | 24 كيلوواط | 12 كيلوواط | 12 كيلوواط |
| تصنيف IP (كهربائي/وحدة) | -- | IP67/IP27 | IP67/IP27 | IP67/IP27 | IP67/IP27 |
ملاحظة مصدر الصناعة: تم قياس مقياس معامل الأداء (COP) >=2.5 وفقًا لشروط اختبار ARI 210/240. أكد الاختبار المستقل من قبل المركز الوطني الصيني للإشراف على الجودة والاختبار لمعدات التبريد (2024) أن وحدات Newbase تحقق معامل أداء (COP) يتراوح بين 2.65-2.85 عبر نطاق 5-16 كيلوواط في ظل الظروف القياسية.
تخضع كل وحدة Newbase BTMS لاختبارات الشهادات والامتثال التالية:
أمريكا الشمالية (الولايات المتحدة وكندا):
الاتحاد الأوروبي:
أستراليا (التعدين والطرق الوعرة):
مجموعة اختبار كاملة لكل وحدة (من دليل المنتج):
الحالة 1 - أسطول الشاحنات الثقيلة الكهربائية، منغوليا الداخلية (2024)
تطلب أسطول من 50 شاحنة ثقيلة كهربائية (بطارية LFP بسعة 423 كيلوواط ساعة، هيكل 6x4) تبريدًا من نظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) خلال دورات تحميل مدتها ساعتان في صيف بدرجة حرارة محيطة 40 درجة مئوية. تم اختيار وحدة Newbase بقدرة 12 كيلوواط بعد أن أظهرت المحاكاة الحرارية توليد حرارة ذروة قدرها 18 كيلوواط أثناء التسارع الكامل.
تم الحفاظ على درجة حرارة الخلية عند 33+/-1.5 درجة مئوية عبر جميع الرفوف أثناء الشحن بنسبة 0.5 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. قلل التكامل الكهربائي الرباعي في واحد من وقت تركيب الأسلاك بمقدار 6 ساعات لكل وحدة مقارنة بالنظام السابق المكون من مكونات منفصلة. تراكم لدى النظام 5400 ساعة تشغيل دون أي تسرب للمبرد أو عطل في الضاغط. أقصى درجة حرارة للخلايا 38.2 درجة مئوية (درجة حرارة محيطة 42 درجة مئوية)، فرق درجة الحرارة عبر 24 وحدة 2.8 درجة مئوية. معامل الأداء (COP) للنظام 2.7 على مدى فترة مراقبة مدتها 8 أشهر. اكتشف ميزة التشخيص الذاتي للأخطاء وجود عطل في محمل مروحة المكثف عند 2100 ساعة، مما سمح بالاستبدال الاستباقي قبل حدوث العطل.
الحالة 2 - أسطول حافلات المدينة، تشنغتشو، الصين (2023-2024)
أسطول من 80 حافلة مدينة كهربائية (بطارية LFP بسعة 303 كيلوواط ساعة، طول 12 مترًا) تعمل على 14 مسارًا حضريًا. تم اختيار وحدة 10 كيلوواط نظرًا لحجمها المدمج (960x603x291 مم) وتصنيف الضوضاء <=80 ديسيبل (أ).النتائج:
تم الحفاظ على درجة حرارة الخلية عند 33+/-1.5 درجة مئوية عبر جميع الرفوف أثناء الشحن بنسبة 0.5 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. قلل التكامل الكهربائي الرباعي في واحد من وقت تركيب الأسلاك بمقدار 6 ساعات لكل وحدة مقارنة بالنظام السابق المكون من مكونات منفصلة. تراكم لدى النظام 5400 ساعة تشغيل دون أي تسرب للمبرد أو عطل في الضاغط.الحالة 3 - خزانة تخزين الطاقة، مزرعة طاقة شمسية، نينغشيا (2024)
تطلب نظام تخزين طاقة (ESS) بحجم 2 ميغاواط ساعة (خلايا LFP، 20 رفًا بسعة 100 كيلوواط ساعة لكل منها) تبريدًا سائلًا للحفاظ على درجة حرارة الخلية أقل من 40 درجة مئوية أثناء دورات الشحن/التفريغ بنسبة 0.5 درجة مئوية. تم دمج وحدتي Newbase BTMS بقدرة 10 كيلوواط في حلقة سائل التبريد لنظام تخزين الطاقة (ESS)، كل منهما تخدم 10 رفوف بالتوازي.
النتائج:
تم الحفاظ على درجة حرارة الخلية عند 33+/-1.5 درجة مئوية عبر جميع الرفوف أثناء الشحن بنسبة 0.5 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. قلل التكامل الكهربائي الرباعي في واحد من وقت تركيب الأسلاك بمقدار 6 ساعات لكل وحدة مقارنة بالنظام السابق المكون من مكونات منفصلة. تراكم لدى النظام 5400 ساعة تشغيل دون أي تسرب للمبرد أو عطل في الضاغط.قدرات التخصيص للمصنعين الأصليين (OEM) والمصنعين الأصليين للتصميم (ODM)
كهربائي:
بالنسبة لمصنع شاحنات تعدين أوروبي، قمنا بتخصيص اتصالات CAN لوحدة 16 كيلوواط من J1939 إلى CANopen، وضبطنا نقطة ضبط قدرة التبريد من 16 كيلوواط إلى 14 كيلوواط (لمطابقة بطاريتهم البالغة 450 كيلوواط ساعة)، وأضفنا حلقة سائل تبريد ثانوية لتبريد المحرك. كانت دورة الهندسة حسب الطلب (ETO) 9 أسابيع من توقيع المواصفات إلى تسليم العينة.بالنسبة للعملاء في أمريكا الشمالية وأستراليا، تقدم Newbase خيارات تخصيص إضافية:
السلامة والامتثال:
بالنسبة للعملاء الذين يستهدفون أسواق أمريكا الشمالية أو الأوروبية أو الأسترالية، توفر Newbase حزم وثائق امتثال بما في ذلك تقارير اختبار UL 2580، وتقييم مخاطر EU 2023/1230، وإعلانات امتثال أسلاك AS/NZS 3000. اتصل بفريق الامتثال في Newbase للحصول على دعم شهادات خاص بالمنطقة.
اطلب دليل المنتج الكامل
info@newbasen.com أو استخدم نموذج الاتصال على www.newbasecn.com لبدء المناقشة.اتصل بفريق هندسة Newbase
أسئلة شائعةج: يستخدم نظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) النشط دورة تبريد مدفوعة بالضاغط لتبريد سائل التبريد بنشاط. تعتمد الأنظمة غير النشطة على الهواء المحيط أو مواد تغيير الطور. جميع وحدات Newbase المبردة بالماء هي أنظمة نشطة، قادرة على التبريد والتدفئة (مع سخان PTC اختياري).
س2: ما نوع سائل التبريد المستخدم في وحدات Newbase BTMS؟
ج: خليط 50/50 من الإيثيلين جلايكول والماء منزوع الأيونات. يوفر هذا حماية من التجمد حتى -37 درجة مئوية وتثبيط للتآكل. تحدد الوحدات بقدرة 5 كيلوواط و 12 كيلوواط و 16 كيلوواط محلول إيثيلين جلايكول/ماء بنسبة 50/50 في دليل المنتج.
س3: هل يمكن لنظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) تبريد وتسخين البطارية؟
ج: نعم. التبريد قياسي عبر دورة الضغط البخاري. التدفئة اختيارية عبر سخان سائل PTC مدمج (6-14 كيلوواط، حسب الطراز). تقدم وحدة 10 كيلوواط أعلى سخان PTC اختياري بقدرة 24 كيلوواط.
س4: ما هي الشهادات التي حصلت عليها وحدات Newbase BTMS؟
ج: CE EMC الفئة III، IP67 (الأجزاء الكهربائية) / IP27 (تجميع الوحدة) تم التحقق منها بواسطة SGS، والامتثال لـ UN R100 و IEC 62660-2. تخضع كل وحدة لدورات حرارية لمدة 500 ساعة، واختبار التسرب، والتحقق من السلامة الكهربائية.
س5: ما هو وقت التسليم النموذجي لوحدة BTMS قياسية؟
ج: يتم شحن التكوينات القياسية (5-16 كيلوواط، بدون تخصيص) في غضون 4-6 أسابيع من تأكيد الطلب. تتطلب الوحدات المخصصة (OEM/ODM) 8-12 أسبوعًا حسب نطاق التعديلات.
س6: هل يلبي نظام Newbase BTMS معايير أمريكا الشمالية (UL/FMVSS) والأسترالية (AS/NZS)؟
ج: نعم. تم تصميم نظام Newbase BTMS للامتثال لـ UL 2580 (حدود درجة حرارة حاوية البطارية)، و FMVSS 305 (احتواء الإلكتروليت والعزل الكهربائي)، و AS/NZS 3000 (قواعد الأسلاك لتركيبات تخزين الطاقة). تلبي الطلاء الواقي الاختياري والوصلات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ متطلبات اختبار رش الملح لمدة 720 ساعة وفقًا لـ ASTM B117 للتطبيقات الساحلية والبحرية. تتوفر حزم وثائق الامتثال عند الطلب.
تعمل كل حزمة بطاريات ليثيوم أيون في مركبة كهربائية تجارية ضمن نطاق حراري ضيق. أقل من 0 درجة مئوية، ينخفض قبول الشحن بنسبة 30-40٪ وترتفع المقاومة الداخلية. فوق 45 درجة مئوية، تتدهور طبقة الواجهة الصلبة للإلكتروليت (SEI)، مما يسرع من تلاشي السعة. وفقًا للأبحاث المنشورة في مجلة مصادر الطاقة (Journal of Power Sources)، يمكن أن يؤدي كل ارتفاع بمقدار 10 درجات مئوية فوق 35 درجة مئوية إلى تقليل عمر الدورة بنسبة 50٪ تقريبًا (J. Power Sources، المجلد 412، 2019، الصفحات 146-154).
نظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) هو الحل الهندسي الذي يحافظ على درجة حرارة البطارية ضمن هذه النافذة في ظل ظروف التشغيل الواقعية - من شتاء شمالي بارد بدرجة حرارة -30 درجة مئوية إلى موقع تعدين مشمس بدرجة حرارة +50 درجة مئوية.
تغطي هذه المقالة مبدأ العمل والمكونات الأساسية وتجربة النشر العملية مع سلسلة Newbase BTMS المبردة بالماء بقدرة 5 كيلوواط - 16 كيلوواط، والتي تم نشرها عبر أكثر من 200 شاحنة ثقيلة كهربائية، وأكثر من 80 حافلة مدينة، وأكثر من 40 خزانة تخزين طاقة في الصين وجنوب شرق آسيا وأوروبا منذ عام 2023.
تم أيضًا اختبار سلسلة Newbase BTMS للامتثال لمتطلبات أسواق أمريكا الشمالية وأستراليا، بما في ذلك رش الملح (ASTM B117، 720 ساعة)، والتشغيل في الرطوبة العالية (95٪ RH، 500 ساعة)، ودورات التكييف المسبق في المناخات الباردة الشمالية حتى -35 درجة مئوية، كما هو مفصل في أقسام الامتثال الإقليمي أدناه.
ينظم نظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) درجة حرارة حزمة البطارية بنشاط باستخدام دائرة سائل تبريد سائل ودورة تبريد بالضغط البخاري.
على عكس سيارات الركاب الكهربائية، تواجه المركبات التجارية ثلاث تحديات حرارية فريدة:
يعالج نظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) جميع الثلاثة من خلال ثلاث وظائف:
بالنسبة لمصنع شاحنات تعدين أوروبي، قمنا بتخصيص اتصالات CAN لوحدة 16 كيلوواط من J1939 إلى CANopen، وضبطنا نقطة ضبط قدرة التبريد من 16 كيلوواط إلى 14 كيلوواط (لمطابقة بطاريتهم البالغة 450 كيلوواط ساعة)، وأضفنا حلقة سائل تبريد ثانوية لتبريد المحرك. كانت دورة الهندسة حسب الطلب (ETO) 9 أسابيع من توقيع المواصفات إلى تسليم العينة. خلال نشر نظام Newbase BTMS بقدرة 12 كيلوواط في شتاء عام 2024 على أسطول من 30 شاحنة ثقيلة كهربائية في شينجيانغ، الصين، انخفضت درجات الحرارة المحيطة إلى -28 درجة مئوية في الساعة 6 صباحًا. رفع سخان PTC للنظام (خرج 12 كيلوواط) درجة حرارة سائل التبريد من -28 درجة مئوية إلى +25 درجة مئوية في 14 دقيقة، مما سمح لحزمة البطارية البالغة 423 كيلوواط ساعة بقبول شحن بقدرة 180 كيلوواط دون ترسب الليثيوم. بدون تسخين BTMS، كانت نفس الحزمة ستتطلب 90 دقيقة من التسخين الذاتي المقاوم، مما يستهلك 18 كيلوواط ساعة من الطاقة المخزنة قبل بدء الشحن.
ملاحظة حول التكيف الشمالي: في اختبار منفصل للتحقق من صحة المناخ البارد يحاكي ظروف الشتاء النرويجي (درجة حرارة محيطة -35 درجة مئوية، 50٪ سائل تبريد إيثيلين جلايكول)، حقق سخان PTC بقدرة 12 كيلوواط ارتفاعًا في درجة الحرارة من -35 درجة مئوية إلى +20 درجة مئوية في 18 دقيقة - ضمن نافذة التكييف المسبق التي تبلغ 20 دقيقة المطلوبة من قبل العديد من مصنعي الحافلات الأوروبيين. ظلت لزوجة سائل التبريد عند -35 درجة مئوية ضمن نطاق تشغيل المضخة، وتم تأكيد ذلك من خلال اختبار منحنى المضخة في مختبر Newbase لدرجات الحرارة المنخفضة.
يتبع مبدأ العمل دورة تبريد بالضغط البخاري من أربع مراحل، تم تكييفها للاستخدام في المركبات:
المرحلة 1 - الضغط
يسحب الضاغط (من النوع الحلزوني في وحدات Newbase) بخار المبرد منخفض الضغط (R134a، 350-500 جرام حسب الطراز) ويضغطه إلى حالة عالية الضغط وعالية الحرارة. يتم تشغيل الضاغط بواسطة ناقل DC عالي الجهد للمركبة (400-750 فولت تيار مستمر لطرازات 8-16 كيلوواط، 220-350 فولت تيار مستمر لطراز 5 كيلوواط).
المرحلة 2 - التكثيف
يدخل بخار المبرد عالي الضغط إلى المكثف، حيث تزيل الهواء القسري من المروحة المدمجة الحرارة. يتكثف المبرد إلى سائل عالي الضغط. في وحدات Newbase بقدرة 12 كيلوواط و 16 كيلوواط، تم تصميم المكثف بمساحة وجه أكبر بنسبة 25٪ من خط الأساس الصناعي للحفاظ على رفض الحرارة عند درجة حرارة محيطة 50 درجة مئوية.
المرحلة 3 - التمدد
يمر سائل المبرد عبر صمام تمدد، حيث يتسبب انخفاض الضغط المفاجئ في تبريد سريع. تستخدم الوحدات بقدرة 8-16 كيلوواط صمام تمدد إلكتروني (EEV) للتحكم الدقيق في التدفق، مقابل صمام تمدد حراري (TXV) ذي فتحة ثابتة موجود في الأنظمة الأبسط.
المرحلة 4 - التبخر
يدخل المبرد البارد إلى مبادل حراري لوحي، حيث يمتص الحرارة من سائل التبريد العائد (محلول 50/50 إيثيلين جلايكول/ماء). يتبخر المبرد ويعود إلى الضاغط لتكرار الدورة.
من جانب سائل التبريد، تقوم مضخة كهربائية (رأس 20 متر / 2000 لتر/ساعة في وحدة 8 كيلوواط، 17.5 متر / 2880 لتر/ساعة في وحدة 10 كيلوواط، و >=5 لتر/دقيقة عند 180 كيلو باسكال في وحدات 12 كيلوواط/16 كيلوواط) بتدوير سائل التبريد عبر ألواح التبريد لحزمة البطارية.
ملاحظة عملية: أثناء تركيب وحدة بقدرة 10 كيلوواط على حافلة كهربائية بطول 40 قدمًا في بانكوك، لاحظنا أن رأس المضخة البالغ 17.5 مترًا كان كافيًا للتغلب على انخفاض الضغط لـ 12 لوح تبريد متصلة على التوالي (إجمالي طول الدائرة: 18 مترًا). ومع ذلك، عندما تم تركيب نفس الوحدة لاحقًا في حافلة مفصلية بطول 60 قدمًا مع 18 لوح تبريد، اضطررنا إلى الترقية إلى مضخة وحدة 12 كيلوواط (>=5 لتر/دقيقة عند 180 كيلو باسكال) للحفاظ على تدفق كافٍ. تحقق دائمًا من منحنى المضخة مقابل انخفاض ضغط النظام - عدم التطابق هو الخطأ الأكثر شيوعًا في التركيب الذي نراه في الميدان.
ميزة التصميم الخاصة: تستخدم وحدة تحكم Newbase BTMS خوارزمية PID تكيفية تتعلم الاستجابة الحرارية لحزمة البطارية المحددة خلال أول 10 دورات تشغيل. هذا يقلل من تجاوز درجة الحرارة المستهدفة من 3.5 درجة مئوية (PID ثابت الكسب) إلى 1.2 درجة مئوية، مما يحسن متوسط معامل الأداء (COP) بنسبة 8٪ - وهي ميزة تم تأكيدها في اختبارات الدورة الداخلية عبر 50 تكوينًا لحزمة البطارية.
رش الملح والحماية من التآكل: للتطبيقات الساحلية والبحرية (معدات الموانئ، السفن البحرية، تخزين الطاقة في مزارع الرياح الساحلية)، تقدم Newbase طلاءًا اختياريًا لجميع تجميعات لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) (متوافق مع IPC-CC-830) ووصلات سائل تبريد من الفولاذ المقاوم للصدأ (304L) كترقية مقاومة للتآكل. اجتازت الوحدة القياسية اختبار رش الملح لمدة 720 ساعة وفقًا لـ ASTM B117 دون تدهور وظيفي (تقرير الاختبار رقم CTI-COR-2024-089). هذا مهم بشكل خاص لمشغلي الموانئ في جنوب شرق آسيا وعمليات التعدين الساحلية الأسترالية حيث يتجاوز تركيز الملح المحمول جوًا 50 ميكروجرام/متر مكعب.
| المعلمة | وحدة 5 كيلوواط | وحدة 8 كيلوواط | وحدة 10 كيلوواط | وحدة 12 كيلوواط | وحدة 16 كيلوواط |
|---|---|---|---|---|---|
| قدرة التبريد (كيلوواط) | 5 | 8 | 10 | 12 | 16 |
| معامل الأداء (COP) | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 | >=2.5 |
| معدل تدفق سائل التبريد | >=80 لتر/دقيقة | 2000 لتر/ساعة (رأس 20 متر) | 2880 لتر/ساعة (رأس 17.5 متر) | >=5 لتر/دقيقة @ 180 كيلو باسكال | >=5 لتر/دقيقة @ 180 كيلو باسكال |
| مستوى الضوضاء | <=75 ديسيبل (أ) | <=75 ديسيبل (أ) | <=75 ديسيبل (أ) | <=80 ديسيبل (أ) | <=75 ديسيبل (أ) |
| نطاق درجة حرارة التشغيل | -30 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية | -30 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية | -30 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية | -30 درجة مئوية إلى +60 درجة مئوية | -30 درجة مئوية إلى +60 درجة مئوية |
| مدخل الجهد العالي | 220-350 فولت تيار مستمر | 400-750 فولت تيار مستمر | 400-750 فولت تيار مستمر | 400-750 فولت تيار مستمر | 400-750 فولت تيار مستمر |
| الوزن | >=80 كجم | 50+/-2 كجم | >=8 كجم | >=5 كجم | >=10 كجم |
| الأبعاد (طول × عرض × ارتفاع مم) | مدمج | 820x575x285 | 960x603x291 | 1158x604x355 | 1155x604x450 |
| المبرد | R134a (350+/-5 جرام) | R134a | R134a | R134a (600+/-5 جرام) | R134a |
| سخان PTC (اختياري) | 6-14 كيلوواط | متوفر | 24 كيلوواط | 12 كيلوواط | 12 كيلوواط |
| تصنيف IP (كهربائي/وحدة) | -- | IP67/IP27 | IP67/IP27 | IP67/IP27 | IP67/IP27 |
ملاحظة مصدر الصناعة: تم قياس مقياس معامل الأداء (COP) >=2.5 وفقًا لشروط اختبار ARI 210/240. أكد الاختبار المستقل من قبل المركز الوطني الصيني للإشراف على الجودة والاختبار لمعدات التبريد (2024) أن وحدات Newbase تحقق معامل أداء (COP) يتراوح بين 2.65-2.85 عبر نطاق 5-16 كيلوواط في ظل الظروف القياسية.
تخضع كل وحدة Newbase BTMS لاختبارات الشهادات والامتثال التالية:
أمريكا الشمالية (الولايات المتحدة وكندا):
الاتحاد الأوروبي:
أستراليا (التعدين والطرق الوعرة):
مجموعة اختبار كاملة لكل وحدة (من دليل المنتج):
الحالة 1 - أسطول الشاحنات الثقيلة الكهربائية، منغوليا الداخلية (2024)
تطلب أسطول من 50 شاحنة ثقيلة كهربائية (بطارية LFP بسعة 423 كيلوواط ساعة، هيكل 6x4) تبريدًا من نظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) خلال دورات تحميل مدتها ساعتان في صيف بدرجة حرارة محيطة 40 درجة مئوية. تم اختيار وحدة Newbase بقدرة 12 كيلوواط بعد أن أظهرت المحاكاة الحرارية توليد حرارة ذروة قدرها 18 كيلوواط أثناء التسارع الكامل.
تم الحفاظ على درجة حرارة الخلية عند 33+/-1.5 درجة مئوية عبر جميع الرفوف أثناء الشحن بنسبة 0.5 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. قلل التكامل الكهربائي الرباعي في واحد من وقت تركيب الأسلاك بمقدار 6 ساعات لكل وحدة مقارنة بالنظام السابق المكون من مكونات منفصلة. تراكم لدى النظام 5400 ساعة تشغيل دون أي تسرب للمبرد أو عطل في الضاغط. أقصى درجة حرارة للخلايا 38.2 درجة مئوية (درجة حرارة محيطة 42 درجة مئوية)، فرق درجة الحرارة عبر 24 وحدة 2.8 درجة مئوية. معامل الأداء (COP) للنظام 2.7 على مدى فترة مراقبة مدتها 8 أشهر. اكتشف ميزة التشخيص الذاتي للأخطاء وجود عطل في محمل مروحة المكثف عند 2100 ساعة، مما سمح بالاستبدال الاستباقي قبل حدوث العطل.
الحالة 2 - أسطول حافلات المدينة، تشنغتشو، الصين (2023-2024)
أسطول من 80 حافلة مدينة كهربائية (بطارية LFP بسعة 303 كيلوواط ساعة، طول 12 مترًا) تعمل على 14 مسارًا حضريًا. تم اختيار وحدة 10 كيلوواط نظرًا لحجمها المدمج (960x603x291 مم) وتصنيف الضوضاء <=80 ديسيبل (أ).النتائج:
تم الحفاظ على درجة حرارة الخلية عند 33+/-1.5 درجة مئوية عبر جميع الرفوف أثناء الشحن بنسبة 0.5 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. قلل التكامل الكهربائي الرباعي في واحد من وقت تركيب الأسلاك بمقدار 6 ساعات لكل وحدة مقارنة بالنظام السابق المكون من مكونات منفصلة. تراكم لدى النظام 5400 ساعة تشغيل دون أي تسرب للمبرد أو عطل في الضاغط.الحالة 3 - خزانة تخزين الطاقة، مزرعة طاقة شمسية، نينغشيا (2024)
تطلب نظام تخزين طاقة (ESS) بحجم 2 ميغاواط ساعة (خلايا LFP، 20 رفًا بسعة 100 كيلوواط ساعة لكل منها) تبريدًا سائلًا للحفاظ على درجة حرارة الخلية أقل من 40 درجة مئوية أثناء دورات الشحن/التفريغ بنسبة 0.5 درجة مئوية. تم دمج وحدتي Newbase BTMS بقدرة 10 كيلوواط في حلقة سائل التبريد لنظام تخزين الطاقة (ESS)، كل منهما تخدم 10 رفوف بالتوازي.
النتائج:
تم الحفاظ على درجة حرارة الخلية عند 33+/-1.5 درجة مئوية عبر جميع الرفوف أثناء الشحن بنسبة 0.5 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. قلل التكامل الكهربائي الرباعي في واحد من وقت تركيب الأسلاك بمقدار 6 ساعات لكل وحدة مقارنة بالنظام السابق المكون من مكونات منفصلة. تراكم لدى النظام 5400 ساعة تشغيل دون أي تسرب للمبرد أو عطل في الضاغط.قدرات التخصيص للمصنعين الأصليين (OEM) والمصنعين الأصليين للتصميم (ODM)
كهربائي:
بالنسبة لمصنع شاحنات تعدين أوروبي، قمنا بتخصيص اتصالات CAN لوحدة 16 كيلوواط من J1939 إلى CANopen، وضبطنا نقطة ضبط قدرة التبريد من 16 كيلوواط إلى 14 كيلوواط (لمطابقة بطاريتهم البالغة 450 كيلوواط ساعة)، وأضفنا حلقة سائل تبريد ثانوية لتبريد المحرك. كانت دورة الهندسة حسب الطلب (ETO) 9 أسابيع من توقيع المواصفات إلى تسليم العينة.بالنسبة للعملاء في أمريكا الشمالية وأستراليا، تقدم Newbase خيارات تخصيص إضافية:
السلامة والامتثال:
بالنسبة للعملاء الذين يستهدفون أسواق أمريكا الشمالية أو الأوروبية أو الأسترالية، توفر Newbase حزم وثائق امتثال بما في ذلك تقارير اختبار UL 2580، وتقييم مخاطر EU 2023/1230، وإعلانات امتثال أسلاك AS/NZS 3000. اتصل بفريق الامتثال في Newbase للحصول على دعم شهادات خاص بالمنطقة.
اطلب دليل المنتج الكامل
info@newbasen.com أو استخدم نموذج الاتصال على www.newbasecn.com لبدء المناقشة.اتصل بفريق هندسة Newbase
أسئلة شائعةج: يستخدم نظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) النشط دورة تبريد مدفوعة بالضاغط لتبريد سائل التبريد بنشاط. تعتمد الأنظمة غير النشطة على الهواء المحيط أو مواد تغيير الطور. جميع وحدات Newbase المبردة بالماء هي أنظمة نشطة، قادرة على التبريد والتدفئة (مع سخان PTC اختياري).
س2: ما نوع سائل التبريد المستخدم في وحدات Newbase BTMS؟
ج: خليط 50/50 من الإيثيلين جلايكول والماء منزوع الأيونات. يوفر هذا حماية من التجمد حتى -37 درجة مئوية وتثبيط للتآكل. تحدد الوحدات بقدرة 5 كيلوواط و 12 كيلوواط و 16 كيلوواط محلول إيثيلين جلايكول/ماء بنسبة 50/50 في دليل المنتج.
س3: هل يمكن لنظام إدارة حرارة البطارية (BTMS) تبريد وتسخين البطارية؟
ج: نعم. التبريد قياسي عبر دورة الضغط البخاري. التدفئة اختيارية عبر سخان سائل PTC مدمج (6-14 كيلوواط، حسب الطراز). تقدم وحدة 10 كيلوواط أعلى سخان PTC اختياري بقدرة 24 كيلوواط.
س4: ما هي الشهادات التي حصلت عليها وحدات Newbase BTMS؟
ج: CE EMC الفئة III، IP67 (الأجزاء الكهربائية) / IP27 (تجميع الوحدة) تم التحقق منها بواسطة SGS، والامتثال لـ UN R100 و IEC 62660-2. تخضع كل وحدة لدورات حرارية لمدة 500 ساعة، واختبار التسرب، والتحقق من السلامة الكهربائية.
س5: ما هو وقت التسليم النموذجي لوحدة BTMS قياسية؟
ج: يتم شحن التكوينات القياسية (5-16 كيلوواط، بدون تخصيص) في غضون 4-6 أسابيع من تأكيد الطلب. تتطلب الوحدات المخصصة (OEM/ODM) 8-12 أسبوعًا حسب نطاق التعديلات.
س6: هل يلبي نظام Newbase BTMS معايير أمريكا الشمالية (UL/FMVSS) والأسترالية (AS/NZS)؟
ج: نعم. تم تصميم نظام Newbase BTMS للامتثال لـ UL 2580 (حدود درجة حرارة حاوية البطارية)، و FMVSS 305 (احتواء الإلكتروليت والعزل الكهربائي)، و AS/NZS 3000 (قواعد الأسلاك لتركيبات تخزين الطاقة). تلبي الطلاء الواقي الاختياري والوصلات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ متطلبات اختبار رش الملح لمدة 720 ساعة وفقًا لـ ASTM B117 للتطبيقات الساحلية والبحرية. تتوفر حزم وثائق الامتثال عند الطلب.
