متطلبات اختبار بطاريات السيارات الكهربائية والتحديات التي تواجه الصناعة
قبل بدء الإنتاج بكميات كبيرة، تخضع بطاريات السيارات الكهربائية لاختبارات صارمة للتحقق من إدارة الحرارة. تُخضع هذه البطاريات لاختبارات الصدمات الحرارية، ودورات درجات الحرارة، واختبارات الاستقرار على المدى الطويل، وذلك ضمن نطاق يتراوح بين -40 درجة مئوية و+150 درجة مئوية، وقد يصل في بعض الحالات القصوى إلى ما بين -60 درجة مئوية و+200 درجة مئوية. تؤثر هذه الاختبارات بشكل مباشر على سلامة البطارية، وعمرها الافتراضي، وأدائها في الاستخدام الفعلي.
تتعرض وسائط التدوير المستخدمة في الاختبار - الزيت الحراري، أو محلول الإيثيلين جليكول، أو الماء منزوع الأيونات - لتغيرات كبيرة في اللزوجة مع تغير درجة الحرارة. ففي درجات الحرارة المنخفضة، قد تصل اللزوجة إلى عدة آلاف من السنتي بواز، بينما تنخفض في درجات الحرارة المرتفعة إلى مستويات قريبة من مستويات الماء. ويُشكل هذا التذبذب الكبير في اللزوجة ضغطًا كبيرًا على قدرة المضخة على التكيف.
تواجه المضخات الصناعية التقليدية العديد من المشاكل في ظل هذه الظروف القاسية. تتعطل موانع التسرب الميكانيكية نتيجة التمدد والانكماش الحراري المتكرر، مما يُسبب مخاطر التسرب. يتذبذب معدل التدفق مع تغير درجة الحرارة، مما يؤثر سلبًا على دقة الاختبار. تُصدر مضخات التروس والمضخات الطاردة المركزية ضوضاءً مفرطة عند اللزوجة العالية، مما يُخل ببيئة الاختبار. بعض المضخات ببساطة لا تستطيع التعامل مع التغيرات السريعة في درجة الحرارة، مما يؤدي إلى توقف المعدات لفترات طويلة.
التحديات الأساسية
نطاق درجات الحرارة القصوى للتشغيل
التعامل مع السوائل عالية اللزوجة
متطلبات عدم التسرب
استقرار التشغيل المستمر
تشغيل منخفض الضوضاء
متطلبات المضخات الحرجة لاختبارات الحرارة لبطاريات السيارات الكهربائية
قدرة تحمل درجات الحرارة القصوى: من -60 درجة مئوية إلى +250 درجة مئوية
تتطلب غرف اختبار البطاريات مضخات ذات أداء مستقر خلال دورات درجات الحرارة المنخفضة والعالية دون تدهور في أداء موانع التسرب أو فقدان في التدفق. وهذا يعني ضرورة مطابقة مواد جسم المضخة، وهياكل منع التسرب، وأنظمة المحامل مع نطاق واسع من درجات الحرارة.
أولانك مضخة تروس MDC-K تغطي هذه السلسلة نطاق درجات حرارة من -60 درجة مئوية إلى +250 درجة مئوية. تُصنع أجسام المضخات من الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك خاصة. صُممت هياكل منع التسرب لمقاومة التمدد والانكماش الحراري. في الجزء البارد، تمنع أكمام العزل الخزفية ومكونات PEEK الهشاشة. أما في الجزء الساخن، فتضمن مكونات Hastelloy وأختام ميكانيكية عالية الحرارة استمرار التشغيل الموثوق على المدى الطويل.
التعامل مع اللزوجة العالية: 1-20000 سنتي بواز
تُغيّر السوائل الحرارية لزوجتها بمقادير كبيرة عبر نطاق درجات الحرارة. وتفقد المضخات الطاردة المركزية كفاءتها بشكل حاد عند اللزوجة العالية، حتى أن بعضها لا يبدأ بالعمل. مضخات التروس ذات الإزاحة الموجبة تشكل حجرات محكمة الإغلاق من خلال تعشيق التروس، مما يؤدي إلى دفع حجم ثابت لكل دورة بغض النظر عن اللزوجة.
تتعامل مضخة التروس MDC-K مع لزوجة تتراوح من 1 إلى 20000 سنتي بواز. حتى عندما تصل لزوجة الوسط إلى 8000 سنتي بواز في الظروف الباردة، تحافظ المضخة على تدفق ثابت، سواء كان الوسط عالي اللزوجة باردًا أو منخفض اللزوجة ساخنًا. هذا الثبات يضمن التحكم الدقيق في تدفق دورة الاختبار.
تصميم مانع للتسرب ومزدوج الختم
تحتوي وسائط الاختبار غالبًا على الإيثيلين جليكول أو الزيت الحراري أو مواد كيميائية أخرى. وتتضمن بعض التطبيقات استخدام وسائط قابلة للاشتعال أو سامة. أي تسرب يُشكل مخاطر على السلامة والبيئة. تتعطل المضخات ذات الختم الواحد تحت ضغط درجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة، ولا يمكنها تلبية متطلبات منع التسرب تمامًا.
تستخدم مضخة التروس MDC-K بنية مانعة للتسرب مزدوجة: مانع تسرب ميكانيكي أساسي كحاجز أولي، وحجرة مانع تسرب ثانوية كاحتياط. حتى في حال حدوث تسرب طفيف من مانع التسرب الأساسي تحت درجات حرارة قصوى، يحافظ مانع التسرب الثانوي على احتواء السائل. ولمستويات أمان أعلى، توفر شركة أولانك أيضًا إصدارات تعمل بمحرك مغناطيسي تنقل عزم الدوران عبر وصلة مغناطيسية، مما يمنع اختراق العمود تمامًا ويضمن عدم وجود أي تسرب.
مستوى ضوضاء منخفض: ≤70 ديسيبل
تُجرى الاختبارات عادةً في مختبرات أو ورش عمل ذات حدود واضحة للضوضاء. وتُصدر مضخات التروس التقليدية ضوضاءً عاليةً عند تعشيق التروس، مما يؤثر على بيئة الاختبار وعلى المشغلين.
تستخدم مضخة التروس MDC-K تقنية التروس الحلزونية. ينتقل تعشيق التروس من نقطة تلامس إلى خط تلامس، مما يجعل عملية التعشيق أكثر سلاسة ويقلل النبضات والضوضاء بشكل ملحوظ. وبفضل أنظمة المحامل المُحسّنة وتصميم تخميد الاهتزازات، يبقى مستوى ضوضاء المضخة الإجمالي عند 70 ديسيبل أو أقل. وقد سجلت بعض الطرازات مستويات ضوضاء منخفضة تصل إلى 68 ديسيبل، مما يجعلها مناسبة لمواقع الاختبار الحساسة للصوت.
حل مضخة التروس Aulunk MDC-K لاختبار المركبات الكهربائية
المواصفات الفنية
نطاق التدفق: 4~630 مل/دورة
نطاق اللزوجة: 1~20000 سنتي بواز
نطاق درجة الحرارة: من -60 درجة مئوية إلى +250 درجة مئوية
الضغط: حتى 35 بار
مستوى الضوضاء: ≤70 ديسيبل
التقنيات الرئيسية
تقنية التروس الحلزونية
تُقلل التروس الحلزونية من النبضات والضوضاء من خلال تعشيقها بزاوية مستمرة. وبالمقارنة مع التعشيق الفوري للتروس المستقيمة، فإن تعشيق التروس الحلزونية يكون أكثر سلاسة وتدريجية. وتبقى منحنيات تدفق الخرج أقرب إلى الثبات، مما يقلل من تقلبات ضغط النظام. وهذا أمر بالغ الأهمية، خاصةً في اختبارات دورات درجة الحرارة حيث يكون التدفق المستقر ضروريًا.
تصميم مزدوج الختم
يستخدم مانع التسرب الميكانيكي الأساسي مكونات دقيقة مستوردة، مع معالجة خاصة لأسطح مانع التسرب لتحمل تغيرات درجات الحرارة. تحتوي حجرة مانع التسرب الثانوي على صمام أمان داخلي يُخفف الضغط تلقائيًا عند ارتفاع ضغط النظام، مما يحمي بنية مانع التسرب من التلف. يحافظ نظام الحماية ثنائي الطبقات على احتواء السوائل حتى في ظل الصدمات الحرارية، والتسخين والتبريد السريع، وغيرها من الظروف القاسية.
مطابقة المواد ذات نطاق واسع من درجات الحرارة
تُصنع أجسام المضخات من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ السبائكي المتخصص. وتُصنع التروس من فولاذ 42CrMo المتخصص مع معالجة سطحية للتصليد، حيث تتوافق صلابته ومقاومته للتآكل مع المعايير الصناعية. أما المكونات الحيوية، مثل أكمام العزل، فتُصنع من مواد خزفية، بينما تُصنع المراوح من بلاستيك PEEK الهندسي، ويُستخدم هاستيلوي في الأجزاء الملامسة للمواد المسببة للتآكل. تحافظ هذه التركيبات من المواد على المضخة من التكسر عند درجة حرارة -60 درجة مئوية أو التشوه الحراري عند درجة حرارة +250 درجة مئوية، مما يضمن استقرارها الهيكلي خلال التشغيل طويل الأمد.
قدرة النقل المختلط للغاز والسائل
أثناء الاختبار، قد يتولد ضغط سلبي في النظام نتيجة التبريد السريع، أو قد يتسرب الغاز من تبخر الوسط. تتعرض المضخات التقليدية للتجويف بسهولة في ظروف اختلاط الغاز والسائل، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في التدفق أو توقفه تمامًا. تعمل مضخة التروس MDC-K على تحسين خلوص التروس وتصميم حجرة المضخة للحفاظ على نقل مستقر في ظروف وجود الغاز، مما يقلل من خطر التجويف. تتميز المضخة بقدرة عالية على التحضير الذاتي في ظل الضغط السلبي، وموثوقية عالية عند بدء التشغيل.
التصميم الإنشائي وفقًا لمعايير معهد البترول الأمريكي
يتميز جسم المضخة بتصميم معياري بأبعاد توصيل تتوافق مع معايير معهد البترول الأمريكي (API)، مما يُسهّل دمجه في أنظمة معدات الاختبار. ويمكن تعديل الحواف ووصلات الأنابيب وتركيب المحرك وفقًا لتصميم معدات العميل، مما يُقلل وقت التركيب في الموقع. وأثناء الصيانة، يمكن فكّ واستبدال موانع التسرب أو التروس بسرعة، مما يُقلل وقت التوقف.
حالة تطبيقية: معدات اختبار الطاقة الجديدة في قطاع السيارات
تطلّب خط اختبار بطاريات إحدى الشركات الرائدة في تصنيع السيارات الكهربائية معدات اختبار قادرة على تحمّل الصدمات الحرارية ودورات درجات الحرارة من -40 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية. وكان وسط التدوير عبارة عن محلول إيثيلين جليكول ذي لزوجة متغيرة على نطاق واسع. وحدّد العميل ثلاثة متطلبات أساسية: انعدام التسريب، وانخفاض مستوى الضوضاء، واستقرار التشغيل المستمر.
حل
قامت شركة أولانك بتوريد العديد من مضخات التروس MDC-K المصممة خصيصًا لنطاق درجات حرارة موسع بناءً على ظروف التشغيل الفعلية. صُنع جسم المضخة من الفولاذ المقاوم للصدأ. وقد ساهم تصميمها ذو الختم المزدوج في منع أي تسرب. كما حافظ تصميم التروس الحلزونية على مستوى ضوضاء التشغيل المستمر أقل من 68 ديسيبل، ما يفي بمتطلبات بيئة المختبر.
بعد التركيب والتشغيل، عملت المضخات بشكل متواصل ومستقر لأكثر من 12 شهرًا، متجاوزة آلاف دورات درجات الحرارة دون أي تسريب أو توقف. سجل الصيانة: صفر. أشارت ملاحظات العملاء إلى أن استقرار التدفق وموثوقيته فاقا بشكل ملحوظ المنتجات المستوردة التي استخدموها سابقًا.
لماذا تختار أولانك لحلول مضخات اختبار المركبات الكهربائية؟
17 عامًا من هندسة المضخات الصناعية
تأسست شركة أولانك في عام 2008، وتركز على البحث والتطوير والتصنيع في مجال المضخات الصناعية، ولديها خبرة واسعة في ظروف التشغيل القاسية.
قدرة مثبتة على تحمل درجات الحرارة القصوى
تغطي مجموعة المنتجات نطاق تشغيل يتراوح من -196 درجة مئوية إلى +400 درجة مئوية. وقد تم التحقق من صحة المسار التكنولوجي على المدى الطويل مع ضمان الموثوقية.
قدرة التخصيص من قبل الشركة المصنعة الأصلية
بالنسبة لبروتوكولات الاختبار المحددة، وخصائص الوسائط، ومتطلبات مساحة التركيب، فإننا نقدم تخصيصًا للجهد/التردد، وتصنيفات مقاومة الانفجار، وتكوين المواد، ومعايير الأداء.
الدعم الفني في الموقع
دعم فني شامل يتضمن التركيب والتشغيل والتدريب على الاستخدام وحل المشكلات. استجابة سريعة.
