Un BMS che funziona perfettamente in una e-bike o in un camper può fallire in un carrello elevatore, non perché sia ​​un BMS difettoso, ma perché i cicli di lavoro dei carrelli elevatori impongono sollecitazioni che le normali applicazioni al litio non raggiungono mai. Corrente elevata continua, picchi di frenata rigenerativa, funzionamento continuo su più turni e 24 ore su 24, e integrazione con il sistema di controllo del carrello, spingono il sistema di gestione della batteria in un territorio per il quale la maggior parte dei sistemi generici non è mai stata progettata.

Ecco perché i sistemi di batterie al litio per carrelli elevatori richiedono in genere un'architettura BMS diversa rispetto alle applicazioni standard a bassa potenza con batterie al litio. Questa guida spiega cosa rende speciali i cicli di lavoro dei carrelli elevatori e come queste esigenze ingegneristiche si traducono in requisiti BMS specifici.

Cosa rende diversi i cicli di lavoro dei carrelli elevatori?

Otto caratteristiche del funzionamento del carrello elevatore creano ciascuna una specifica esigenza per il sistema di gestione degli edifici (BMS). Insieme, spiegano perché un carrello elevatore necessita di un'architettura progettata appositamente, e non di una scheda industriale generica riadattata:

Le tre esigenze che mettono fuori uso i BMS generici

1Corrente costante, non di picco

Un carrello elevatore può assorbire in media 150 A durante un turno, ma deve gestire assorbimenti maggiori durante la fase di avvio del sollevamento. L'errore consiste nel dimensionare un BMS per la corrente media: una scheda con una potenza nominale vicina alla corrente media si surriscalderà e la sua capacità si ridurrà sotto carico prolungato. Il BMS del carrello elevatore deve essere dimensionato per correnti elevate e costanti con un margine di sicurezza, e l'involucro deve dissipare il calore risultante per l'intera durata del turno.

2Integrazione multi-controller

Un moderno carrello elevatore a litio può collegare il BMS al controllore di movimento, al display e a un caricabatterie o a un'unità telematica. Laddove il BMS debba interfacciarsi simultaneamente e in modo indipendente con diversi di questi dispositivi, canali di comunicazione aggiuntivi possono semplificare l'architettura e ridurre la complessità della multiplazione di protocollo su un'unica interfaccia condivisa. Il numero di canali necessari dipende dalla progettazione del sistema: molti carrelli elevatori utilizzano il CAN come bus principale, con UART per i servizi o la visualizzazione.

3Stabilità termica durante i turni

Il funzionamento su più turni implica che il pacco batterie raramente si raffreddi completamente tra un ciclo e l'altro. In combinazione con la ricarica rapida, questo rende la gestione termica, e non solo la protezione termica, un requisito fondamentale. Il BMS deve monitorare la temperatura in modo continuo e l'hardware deve essere progettato per dissipare il calore sotto carico continuo.

Come queste esigenze si traducono in architettura BMS

Una volta chiariti i requisiti dei carrelli elevatori, si procede con l'architettura. In pratica, le flotte di carrelli elevatori coprono un'ampia gamma di carichi, quindi una linea BMS per carrelli elevatori è solitamente suddivisa in livelli in base alla corrente e al tipo di utilizzo:

Da leggero a medioCarrelli elevatori da 200-400A

I walkie-talkie di Classe III, i carrelli elevatori a corridoio stretto e i commissionatori, nonché i carrelli elevatori di Classe I più leggeri, rientrano nell'intervallo di corrente continua 200-400 A. DALY copre questo intervallo con i modelli Mini-Red AM (200 A) e AS (250/300/400 A); per le flotte multi-turno ad alto utilizzo in cui la deriva delle celle rappresenta un problema, le varianti con bilanciamento attivo TM (200 A) / TS (250-400 A) forniscono un bilanciamento attivo di 1000 mA. Le prestazioni di bilanciamento in servizio dipendono dalla configurazione del sistema: dimensioni del pacco, consistenza delle celle, intervallo di temperatura e finestra SOC; pertanto, i dati per una configurazione specifica sono disponibili su richiesta presso il team di ingegneri. I modelli AM/AS forniscono 2 porte UART; i modelli TM/TS forniscono 1 porta UART; tutti includono RS485 e CAN.

PesanteCarrelli elevatori e macchine edili da 400-800A

I carrelli elevatori controbilanciati di Classe I e le macchine edili pesanti richiedono elevate correnti continue. La serie D di DALY è progettata per questo livello: un intervallo di corrente continua nominale da 400 a 800 A, 8/15/16/26/30/32S LFP che coprono da 24 V a 96 V+ e 3 interfacce UART + RS485 + CAN per il collegamento di controller motore, display e caricabatterie/telematica. I valori nominali di corrente continua dipendono dalle condizioni termiche, dal flusso d'aria e dalla progettazione dell'involucro, pertanto il valore nominale utilizzabile per una data installazione deve essere confermato con il team di progettazione in base al raffreddamento e alla temperatura ambiente di implementazione. L'involucro industriale fornisce il volume del dissipatore di calore e il rinforzo meccanico necessari per le sollecitazioni industriali e le vibrazioni prolungate; la limitazione della corrente in parallelo è di 2 A.

Copertura di tensione e configurazione

I sistemi dei carrelli elevatori coprono un'ampia gamma di tensioni a seconda della classe e della regione:

Errori architetturali comuni nella selezione dei sistemi BMS per carrelli elevatori

• Dimensionamento per carico medio, non per carico costante— il consiglio riduce la tariffa a metà turno durante il servizio effettivo
• Utilizzo di un BMS a singola UART per l'integrazione di più sottosistemi— La multiplazione dei protocolli tra controller, display e telematica crea punti di guasto
• Considerare la frenata rigenerativa come un ripensamento— la corrente bidirezionale deve essere gestita in fase di progettazione, non data per scontata
• Ignorando le esigenze di bilanciamento della tariffazione delle opportunità— la carica parziale ad alta frequenza provoca una deriva delle celle che il bilanciamento passivo potrebbe non riuscire a gestire

Domande frequenti

Q1Un singolo sistema BMS può coprire sia i walkie-talkie di Classe III che i camion pesanti di Classe I?

Sì, tramite un'architettura a due livelli. Mini-Red AM/AS gestisce correnti da 200 a 400 A (dai walkie-talkie di Classe III ai dispositivi più leggeri di Classe I), mentre la Serie D gestisce correnti da 400 a 800 A (dai dispositivi di contrappeso di Classe I più pesanti ai macchinari edili). Questo permette a un produttore di reperire l'intera gamma da un'unica famiglia di BMS.

Q2Perché un BMS per carrelli elevatori pesanti pesa molto di più di un pannello standard?

La serie D utilizza un involucro più grande rispetto a una scheda standard perché l'elevata corrente continua richiede un volume maggiore del dissipatore di calore per dissipare il calore, e le applicazioni industriali gravose richiedono un rinforzo meccanico contro vibrazioni e urti. Le dimensioni riflettono le esigenze di ingegneria termica e strutturale per l'applicazione specifica, piuttosto che essere un obiettivo fine a se stesso; la questione rilevante per la selezione è la prestazione termica e di vibrazione per la vostra installazione, che il team di ingegneri può illustrarvi in ​​dettaglio.

Q3Un carrello elevatore a litio necessita di comunicazione CAN?

Nella maggior parte dei carrelli elevatori moderni, sì. Il BMS segnala lo stato al controllore di movimento e spesso anche al display e al caricabatterie. I carrelli pesanti con più sottosistemi traggono vantaggio da più canali (la serie D offre UART x3 più RS485 e CAN) per evitare di multiplexare un'unica interfaccia su diversi sistemi.

Q4Quali certificazioni sono rilevanti per le batterie al litio per carrelli elevatori?

La conformità standard include CE, RoHS, FCC e EAC. Gli standard di sicurezza per i veicoli industriali, come UL 2580 e EN 1175, certificano l'intero sistema di batterie o il veicolo, non il BMS in isolamento; per i progetti OEM che mirano a questi standard, DALY fornisce la documentazione di supporto e la collaborazione ingegneristica a livello di pacco batterie. Confermate i requisiti specifici per il vostro mercato di riferimento con il team di ingegneri.

Informazioni su DALY

DALY progetta e produce sistemi di gestione di batterie al litio per OEM, produttori di pacchi batteria e integratori, con prodotti utilizzati in oltre 130 paesi. Fondata nel 2015, DALY opera secondo i sistemi ISO 9001 / ISO 14001 con conformità CE e RoHS; i prodotti della serie R sono progettati per soddisfare gli standard UL e la linea di accumulo di energia è riconosciuta UL a livello di componente. Per applicazioni su carrelli elevatori e movimentazione materiali, le serie Mini-Red e D di DALY coprono correnti da 200A a 800A con un'unica famiglia di prodotti.

Progettazione o conversione di un sistema di batterie per carrelli elevatori?

Se state costruendo pacchi batteria al litio per carrelli elevatori o convertendo una flotta da batterie al piombo-acido, il team di ingegneri DALY può aiutarvi ad adattare l'architettura del BMS al vostro ciclo di lavoro: corrente continua, canali di comunicazione, strategia di bilanciamento e progettazione termica.

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• E-mail:dalybms@dalyelec.com

Pagina del prodotto BMS ad alta corrente:https://www.dalybms.com/high-current-bms-products/