توافق محدد السرعة مع المركبات الكهربائية والهجينة

يتسارع التحوّل الكهربائي للمركبات التجارية. تنتقل الشاحنات الخفيفة الكهربائية والشاحنات الهجينة والحافلات الكهربائية بالكامل من برامج تجريبية إلى نشر تيار رئيسي في الأسطول. بالنسبة لمشغّلي الأساطيل ومديري النقل المسؤولين عن الامتثال لمحدد السرعة، يُثير هذا سؤالاً مُلحّاً: هل تعمل تقنيات محدد السرعة الحالية مع محركات دفع الكهربائية والهجينة، وماذا يتغير حين لا يعود المحرك الاحتراقي الداخلي مصدر الدفع الأساسي؟

الجواب هو أن محددات السرعة لا تعمل فحسب مع المركبات الكهربائية والهجينة — بل إن التكامل في عدة جوانب أكثر أناقة من المركبات التقليدية ذات المحركات الاحتراقية. لكنه يتطلب فهم كيفية التحكم في محركات الدفع الكهربائي، والاعتبارات الأمنية الخاصة التي تُدخلها الأنظمة ذات الجهد العالي.

كيف تُتحكَّم محركات الدفع الكهربائية

في المركبة التقليدية ذات المحرك الاحتراقي الداخلي، يتحكم محدد السرعة في نهاية المطاف في مخرجات المحرك — إما بتقييد فتح الخانق، أو تحديد توصيل الوقود، أو تحديد عزم الدوران عبر وحدة إدارة المحرك. المحرك هو مصدر طاقة الحركة، وتحديد المحرك يُحدد سرعة المركبة.

في المركبة الكهربائية بالكامل، لا يوجد محرك. تأتي طاقة الحركة من محرك كهربائي واحد أو أكثر، مدفوعة بعاكس يُحوّل طاقة DC من بطارية الطاقة إلى الموجات AC التي تدفع المحرك. تُتحكَّم سرعة المركبة بواسطة وحدة التحكم بالمحرك — النظام الإلكتروني الذي يُدير عزم دوران المحرك وسرعته استجابةً لطلب السائق.

دواسة الوقود في المركبة الكهربائية لا تتحكم في الخانق؛ إنها تُرسل إشارة طلب إلكترونية إلى وحدة التحكم بالمحرك. إشارة الطلب هذه — التي قد تكون جهداً تناظرياً بسيطاً من 0 إلى 5 فولت، أو إشارة PWM، أو رسالة ناقل CAN حسب بنية المركبة — هي ما تُترجمه وحدة التحكم بالمحرك إلى عزم دوران المحرك.

بالنسبة لمحدد السرعة، هذا هيكلياً مشابه جداً للمركبة ذات المحرك الاحتراقي الداخلي بنظام Drive-By-Wire. تقنية محدد السرعة Drive-By-Wire المستخدمة في System 80 تعترض إشارة طلب الدواسة وتُعدّلها عند اقتراب المركبة من حد سرعتها المبرمج. سواء ذهبت إشارة الطلب إلى وحدة التحكم الإلكترونية للمحرك أو وحدة تحكم المحرك الكهربائي، فإن مبدأ التدخل هو نفسه.

تكامل ناقل CAN مع منصات المركبات الكهربائية

تستخدم المركبات التجارية الكهربائية الحديثة شبكات ناقل CAN تحمل بيانات خاصة بالمركبات الكهربائية جنباً إلى جنب مع بيانات المركبة الأكثر تقليدية. تم توسيع معيار J1939 الأساسي المستخدم للمركبات التجارية الثقيلة لاستيعاب معاملات المركبات الكهربائية، بما في ذلك:

• حالة شحن البطارية
• طلب عزم دوران وحدة التحكم بالمحرك وعزم الدوران الفعلي
• سرعة المحرك ودرجة حرارته
• حالة الكبح التجديدي
• حالة نظام الجهد العالي ورموز الأعطال

بالنسبة لمحدد السرعة بناقل CAN، مصدر بيانات السرعة في المركبة الكهربائية يعادل وظيفياً المركبة ذات المحرك الاحتراقي الداخلي — سرعة المركبة متاحة كمعامل ناقل CAN (عادةً من وحدة التحكم بالمحرك أو أجهزة استشعار سرعة العجلة) بنفس الدقة ومعدل التحديث. يمكن استخدام أمر التحكم في السرعة (TSC1 لمركبات J1939) لطلب حد عزم دوران من وحدة التحكم بالمحرك الكهربائي بنفس الطريقة التي يطلب بها حد عزم الدوران من وحدة التحكم الإلكترونية للمحرك الديزل، شريطة تهيئة وحدة التحكم بالمحرك لقبوله.

لا تقبل جميع وحدات التحكم بالمحرك الكهربائي طلبات التحكم في السرعة TSC1 الخارجية — يتباين هذا حسب الشركة المصنّعة وطراز المركبة. يتحقق مهندسو AutoKontrol من قدرة التحكم عبر ناقل CAN لكل منصة مركبة كهربائية جديدة تُضاف إلى قاعدة بيانات توافق System 80. حيث لا يكون TSC1 مدعوماً، يُستخدم النهج البديل — اعتراض إشارة طلب الدواسة قبل وصولها إلى وحدة التحكم بالمحرك.

للاطلاع على خلفية تفصيلية حول تكامل ناقل CAN، راجع دليلنا حول واجهة ناقل CAN لمحدد السرعة.

اعتبارات المركبات الهجينة

تُقدّم المركبات التجارية الهجينة — بما في ذلك الهجينة الخفيفة والهجينة الكاملة والهجينة القابلة للشحن — تعقيداً إضافياً لأنها تجمع محركات دفع ICE وكهربائية. يجب على محدد السرعة إدارة سرعة المركبة بصرف النظر عن منظومة الدفع التي تُسهم في طاقة الحركة في أي لحظة.

في هجينة كاملة تعمل في وضع كهربائي خالص، يجب تطبيق التحكم في السرعة على وحدة التحكم بالمحرك الكهربائي. في وضع ICE أو الوضع الهجين، قد يحتاج التحكم إلى تطبيقه على وحدة التحكم الإلكترونية للمحرك، أو وحدة التحكم بالمحرك الكهربائي، أو كليهما في وقت واحد. تُنسّق وحدة التحكم الهجينة (HCU) توزيع الطاقة بين منظومتَي الدفع وهي نقطة التكامل المناسبة لمحدد السرعة في البنى الهجينة المعقدة.

تستخدم بعض المركبات التجارية الهجينة — ولا سيما الهجينة الخفيفة — المحرك الكهربائي أساساً لدعم عزم الدوران عند السرعات المنخفضة ووظائف بدء/إيقاف المحرك. عند السرعات التي يكون فيها تحديد السرعة ذا صلة (عادةً فوق 50 كم/ساعة)، تعمل هذه المركبات أساساً بالمحرك الاحتراقي الداخلي، مما يجعل التكامل مباشراً.

الكبح التجديدي وتفاعل محدد السرعة

الكبح التجديدي سمة محدِّدة للمركبات الكهربائية والهجينة. عند رفع السائق قدمه عن دواسة الوقود، تعكس وحدة التحكم بالمحرك دور المحرك — يعمل كمولد، يُحوّل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية ويُبطّئ المركبة.

بالنسبة لمحدد السرعة، هذا التفاعل مفيد عموماً في القطاعات الصاعدة — يُضيف الكبح التجديدي إلى التأثير المُبطّئ عند تقليل طلب الخانق. في القطاعات الهابطة، ينطبق تمييز مهم: محدد السرعة يتحكم في سرعة المركبة بتحديد طاقة الحركة، لا بتطبيق الفرامل. هذا صحيح بالقدر نفسه لمحددات سرعة المركبات الكهربائية ومحركات ICE.

إذا كانت المركبة تسير في منحدر هابط والجاذبية تُسرّعها إلى ما هو أبعد من حد السرعة، فلا يستطيع محدد السرعة التقليدي ولا محدد سرعة المركبة الكهربائية منع ذلك بالتحكم في الخانق/المحرك وحده. قد تُطبّق وحدة التحكم بالمحرك في المركبة الكهربائية الكبح التجديدي تلقائياً للحفاظ على سرعة محددة — تتضمن بعض منصات المركبات الكهربائية هذا كميزة أصلية — لكن هذه وظيفة نظام التحكم الخاص بالمركبة الكهربائية، لا محدد السرعة.

اعتبارات سلامة الجهد العالي

تحتوي المركبات الكهربائية والهجينة على أنظمة ذات جهد عالٍ — عادةً 400 فولت أو 800 فولت DC في المركبات التجارية الكهربائية الحديثة. هذه الأنظمة مُنفصلة تماماً عن نظام الكهرباء المساعد الـ 12 فولت أو 24 فولت الذي يتصل به محدد السرعة. الاتصال المباشر بمكونات الجهد العالي يُشكّل خطراً قاتلاً محتملاً.

يتبع تركيب محدد السرعة في المركبات الكهربائية والهجينة بروتوكولات صارمة:

• التحقق من عزل الجهد العالي قبل بدء أي عمل — تأكيد عدم نشاط نظام الجهد العالي وعزله قبل العمل في مناطق قريبة من مكونات الجهد العالي
• العمل داخل نظام الكهرباء المساعد الـ 12/24 فولت فحسب — يتصل محدد السرعة حصراً بالشبكة الكهربائية المساعدة منخفضة الجهد، لا بأي مكونات ذات جهد عالٍ
• الوعي بتوجيه كبل الجهد العالي — لا يجوز إزعاج الكابلات ذات الغلاف البرتقالي للجهد العالي أو الحفر بها أو توجيهها بالقرب منها. يُخطَّط لتوجيه أسخام التركيب لتجنب جميع مسارات الكابلات ذات الجهد العالي
• الأشخاص المؤهلون — يحمل مهندسو SGH Connect العاملون في تركيبات المركبات الكهربائية أو يعملون نحو الحصول على المؤهلات ذات الصلة للعمل على أو بالقرب من الأنظمة الكهربائية ذات الجهد العالي (مثل جائزة IMI المستوى 3 في إصلاح واستبدال أنظمة المركبات الكهربائية/الهجينة)

سوق المركبات التجارية الكهربائية المتنامي

يتنامى سوق المركبات التجارية الكهربائية بسرعة. Ford Pro E-Transit وMercedes-Benz eSprinter وRenault Master E-Tech وStellantis e-Ducato/e-Boxer/e-Relay وVolkswagen eBurago باتت في استخدام واسع النطاق في الأسطول. الشاحنات الثقيلة الكهربائية من DAF وVolvo وMercedes-Benz (eActros) وMAN وScania تدخل الخدمة مع الأساطيل الرائدة في اعتماد التقنيات المبكرة. الحافلات الكهربائية من Alexander Dennis وWrightbus وغيرهما تعمل في المدن البريطانية.

كل هذه المنصات لها بنية وحدة تحكم بالمحرك الخاصة بها وتطبيق ناقل CAN وخصائص إشارة طلب الدواسة. يعمل فريق هندسة AutoKontrol بفاعلية على توسيع قاعدة بيانات توافق System 80 للمركبات الكهربائية، مُتواصلاً مباشرةً مع الشركات المصنّعة للمركبات للحصول على وثائق الواجهة المطلوبة للتكامل الصحيح والمتوافق.

TrackSpeed للأساطيل الكهربائية

يدمج حل TrackSpeed المدمج لمحدد السرعة وتتبع GPS تحديد سرعة System 80 مع تتبع ScorpionTrack Fleet. لمشغّلي الأساطيل الكهربائية، يُقدّم TrackSpeed قيمة إضافية:

• السرعة المشتقة من GPS كمرجع متقاطع مستقل عن تقارير السرعة الخاصة بالمركبة الكهربائية
• بيانات الموقع الحي وسرعة المركبة في بوابة ScorpionTrack Fleet
• إدارة حد السرعة عن بُعد للأساطيل الكهربائية الموزعة جغرافياً
• مراقبة سلوك السائق — ذات أهمية خاصة حيث تُتيح محركات الدفع الكهربائية تسارعاً سريعاً جداً

لمناقشة توافق محدد السرعة لأسطولك من المركبات التجارية الكهربائية أو الهجينة، احصل على عرض سعر من فريق AutoKontrol.