Hệ thống quản lý pin (BMS) hoạt động hoàn hảo trên xe đạp điện hoặc xe nhà di động có thể bị lỗi trên xe nâng hàng — không phải vì đó là một BMS tồi, mà vì chu kỳ hoạt động của xe nâng hàng đặt ra những yêu cầu mà các ứng dụng pin lithium tiêu chuẩn không bao giờ gặp phải. Dòng điện cao liên tục, sự tăng đột biến khi phanh tái tạo năng lượng, hoạt động nhiều ca liên tục suốt ngày đêm và tích hợp với hệ thống điều khiển của xe nâng hàng đều đẩy hệ thống quản lý pin vào phạm vi mà hầu hết các thiết kế đa năng không được thiết kế để đáp ứng.

Đây là lý do tại sao hệ thống pin lithium cho xe nâng thường yêu cầu kiến ​​trúc BMS khác so với các ứng dụng lithium công suất thấp tiêu chuẩn. Hướng dẫn này giải thích điều gì làm cho chu kỳ hoạt động của xe nâng trở nên đặc biệt — và làm thế nào những yêu cầu kỹ thuật đó được chuyển đổi thành các yêu cầu BMS cụ thể.

Điều gì làm cho chu kỳ làm việc của xe nâng khác biệt?

Tám đặc điểm của hoạt động xe nâng hàng đều tạo ra những yêu cầu cụ thể đối với hệ thống quản lý pin (BMS). Chúng cùng nhau giải thích tại sao xe nâng hàng cần một kiến ​​trúc được thiết kế chuyên dụng, chứ không phải là một bo mạch công nghiệp thông dụng được tái sử dụng:

Ba yêu cầu làm hỏng hệ thống quản lý pin đa năng (BMS).

1Dòng điện duy trì, không phải dòng điện đỉnh.

Xe nâng có thể tiêu thụ trung bình 150A trong suốt ca làm việc nhưng phải xử lý dòng điện cao hơn trong quá trình khởi động nâng. Sai lầm là chọn kích thước BMS dựa trên mức trung bình — một bo mạch có công suất định mức gần với dòng điện trung bình sẽ bị nóng và giảm hiệu suất khi chịu tải liên tục. BMS cho xe nâng phải được thiết kế để chịu được dòng điện cao liên tục với khả năng dự phòng, và vỏ máy phải tản nhiệt hiệu quả trong suốt ca làm việc.

2Tích hợp nhiều bộ điều khiển

Xe nâng lithium hiện đại có thể kết nối hệ thống quản lý pin (BMS) với bộ điều khiển chuyển động, màn hình hiển thị và bộ sạc hoặc bộ điều khiển từ xa. Trong trường hợp BMS phải giao tiếp đồng thời và độc lập với nhiều thiết bị này, các kênh truyền thông bổ sung có thể đơn giản hóa kiến ​​trúc và giảm độ phức tạp của việc ghép kênh giao thức trên một giao diện dùng chung duy nhất. Số lượng kênh cần thiết phụ thuộc vào thiết kế hệ thống — nhiều xe nâng sử dụng CAN làm bus chính với UART cho dịch vụ hoặc hiển thị.

3Độ ổn định nhiệt trong suốt các ca làm việc

Việc vận hành nhiều ca khiến bộ pin hiếm khi được làm mát hoàn toàn giữa các chu kỳ. Kết hợp với việc sạc bổ sung, điều này làm cho quản lý nhiệt – chứ không chỉ bảo vệ nhiệt – trở thành yêu cầu cốt lõi. Hệ thống quản lý pin (BMS) phải liên tục giám sát nhiệt độ và phần cứng phải được thiết kế để tản nhiệt dưới tải liên tục.

Những yêu cầu này được thể hiện như thế nào trong kiến ​​trúc hệ thống quản lý tòa nhà (BMS)?

Khi nhu cầu sử dụng xe nâng đã được xác định rõ, kiến ​​trúc hệ thống sẽ được thiết kế theo đó. Trên thực tế, các đội xe nâng có phạm vi tải trọng rất rộng, vì vậy hệ thống quản lý pin (BMS) cho xe nâng thường được phân cấp theo dòng điện và tải trọng:

Nhẹ đến trung bìnhXe nâng 200-400A

Xe nâng hàng loại III, xe nâng hàng lối đi hẹp và xe nâng hàng chọn hàng, cùng với xe nâng hàng loại I nhẹ hơn nằm trong phạm vi dòng điện liên tục 200-400A. DALY đáp ứng điều này với Mini-Red AM (200A) và AS (250/300/400A); đối với các đội xe hoạt động nhiều ca với cường độ cao, nơi mà sự trôi lệch của cell pin là một vấn đề đáng quan tâm, các biến thể cân bằng chủ động TM (200A) / TS (250-400A) cung cấp khả năng cân bằng chủ động 1000mA. Hiệu suất cân bằng trong vận hành phụ thuộc vào cấu hình hệ thống — kích thước bộ pin, độ ổn định của cell, biên độ nhiệt độ và phạm vi SOC — vì vậy dữ liệu cho một cấu hình cụ thể có sẵn từ nhóm kỹ thuật theo yêu cầu. AM/AS cung cấp UART x2; TM/TS cung cấp UART x1; tất cả đều bao gồm RS485 và CAN.

NặngXe nâng và máy móc xây dựng 400-800A

Xe nâng đối trọng loại I đến các thiết bị xây dựng hạng nặng đòi hỏi dòng điện liên tục cao. Dòng sản phẩm D của DALY được thiết kế cho phân khúc này: dải định mức liên tục 400-800A, pin LFP 8/15/16/26/30/32S bao phủ điện áp từ 24V đến 96V+, và UART x3 + RS485 + CAN để kết nối bộ điều khiển động cơ, màn hình hiển thị và bộ sạc/hệ thống viễn thông. Định mức dòng điện liên tục phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, luồng không khí và thiết kế vỏ máy, vì vậy định mức sử dụng được cho một hệ thống lắp đặt cụ thể cần được xác nhận với nhóm kỹ sư dựa trên điều kiện làm mát và nhiệt độ môi trường xung quanh. Vỏ máy công nghiệp cung cấp thể tích tản nhiệt và gia cố cơ học cần thiết cho hoạt động liên tục trong điều kiện tải nặng và rung động công nghiệp; giới hạn dòng điện song song là 2A.

Phạm vi điện áp và cấu hình

Hệ thống điện cho xe nâng có dải điện áp rộng tùy thuộc vào loại và khu vực:

Những lỗi thường gặp về kiến ​​trúc hệ thống quản lý tòa nhà (BMS) khi lựa chọn xe nâng.

• Kích thước được tính toán cho tải trọng trung bình, không phải tải trọng duy trì.— Hội đồng quản trị giảm điểm giữa ca làm việc trong thời gian thực tế
• Sử dụng BMS một UART duy nhất để tích hợp nhiều hệ thống con— Việc ghép kênh giao thức giữa bộ điều khiển, màn hình và hệ thống viễn thông tạo ra các điểm lỗi.
• Coi phanh tái tạo năng lượng như một tính năng bổ sung không cần thiết.— Dòng điện hai chiều phải được xử lý ngay từ khâu thiết kế, chứ không phải là giả định.
• Bỏ qua nhu cầu cân bằng phí cơ hội— Việc sạc một phần ở tần số cao gây ra hiện tượng trôi lệch dung lượng pin mà cơ chế cân bằng thụ động có thể không theo kịp.

Câu hỏi thường gặp

Q1Liệu một bộ hệ thống BMS có thể bao gồm cả xe đẩy hàng hạng III và xe tải hạng nặng hạng I không?

Đúng vậy, thông qua kiến ​​trúc hai tầng. Mini-Red AM/AS xử lý dòng điện 200-400A (từ máy cầm tay loại III đến loại I nhẹ hơn), và dòng D xử lý dòng điện 400-800A (từ máy đối trọng loại I hạng nặng đến máy móc xây dựng). Điều này cho phép nhà sản xuất cung cấp toàn bộ dải dòng sản phẩm từ một hệ thống quản lý pin duy nhất.

Q2Tại sao một bo mạch BMS cho xe nâng hạng nặng lại nặng hơn nhiều so với một bo mạch tiêu chuẩn?

Dòng D sử dụng vỏ lớn hơn so với bo mạch tiêu chuẩn vì dòng điện liên tục cao đòi hỏi thể tích tản nhiệt lớn hơn để tản nhiệt, và điều kiện hoạt động công nghiệp nặng đòi hỏi gia cố cơ học chống rung và va đập. Kích thước phản ánh kỹ thuật nhiệt và kết cấu phù hợp với điều kiện hoạt động, chứ không phải là mục tiêu tự thân; câu hỏi quan trọng khi lựa chọn là hiệu suất nhiệt và chống rung cho hệ thống lắp đặt của bạn, điều mà đội ngũ kỹ thuật có thể cung cấp chi tiết.

Q3Xe nâng dùng pin lithium có cần giao tiếp CAN không?

Trong hầu hết các xe nâng hiện đại, câu trả lời là có. Hệ thống quản lý pin (BMS) báo cáo trạng thái cho bộ điều khiển chuyển động và thường cả màn hình hiển thị và bộ sạc. Xe nâng hạng nặng với nhiều hệ thống con sẽ được hưởng lợi từ nhiều kênh (dòng D cung cấp UART x3 cộng với RS485 và CAN) để tránh việc ghép kênh một giao diện trên nhiều hệ thống khác nhau.

Q4Những chứng nhận nào phù hợp với pin lithium dùng cho xe nâng hàng?

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn bao gồm CE, RoHS, FCC và EAC. Các tiêu chuẩn an toàn cho xe nâng công nghiệp như UL 2580 và EN 1175 chứng nhận toàn bộ hệ thống pin hoặc xe, chứ không phải chỉ riêng hệ thống quản lý pin (BMS); đối với các dự án OEM nhắm đến các tiêu chuẩn này, DALY cung cấp tài liệu hỗ trợ và hợp tác kỹ thuật ở cấp độ bộ pin. Hãy xác nhận yêu cầu cụ thể cho thị trường mục tiêu của bạn với đội ngũ kỹ thuật.

Giới thiệu về DALY

DALY thiết kế và sản xuất hệ thống quản lý pin lithium cho các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM), nhà sản xuất bộ pin và các nhà tích hợp, với sản phẩm được sử dụng tại hơn 130 quốc gia. Được thành lập vào năm 2015, DALY hoạt động theo hệ thống ISO 9001 / ISO 14001 với chứng nhận CE và RoHS; các sản phẩm dòng R được thiết kế để đáp ứng tiêu chuẩn UL, và dòng sản phẩm lưu trữ năng lượng được UL chứng nhận ở cấp độ linh kiện. Đối với các ứng dụng xe nâng và thiết bị xử lý vật liệu, dòng sản phẩm Mini-Red và D của DALY bao gồm các dòng điện từ 200A đến 800A từ một dòng sản phẩm duy nhất.

Thiết kế hoặc chuyển đổi hệ thống ắc quy xe nâng?

Nếu bạn đang chế tạo bộ pin lithium cho xe nâng hoặc chuyển đổi hệ thống xe nâng từ ắc quy chì-axit, đội ngũ kỹ sư của DALY có thể giúp bạn lựa chọn kiến ​​trúc BMS phù hợp với chu kỳ hoạt động của mình — bao gồm dòng điện liên tục, kênh truyền thông, chiến lược cân bằng và thiết kế tản nhiệt.

• Hãy chia sẻ loại xe nâng, điện áp hệ thống, dòng điện duy trì và nhu cầu tích hợp của bạn.
• E-mail:dalybms@dalyelec.com

Trang sản phẩm BMS dòng điện cao:https://www.dalybms.com/high-current-bms-products/