صيانة البطاريات وتدابير منع تجمد نظام الوقود للحافلات التجارية في المناطق الباردة

يمثل فصل الشتاء في المناطق الباردة تحديات جسيمة لأنظمة الحافلات التجارية المختلفة. فدرجات الحرارة المنخفضة تجعل المواد هشة، وتبطئ التفاعلات الكهروكيميائية، وتزيد من لزوجة مواد التشحيم، مما يؤثر بشكل مباشر على أداء بدء تشغيل المركبة، وثبات القيادة، والموثوقية العامة. في المناطق الباردة، وخاصة خلال فصل الشتاء، من الضروري التخطيط المسبق والتنفيذ الدقيق لاستراتيجيات الصيانة الشتوية عند استخدام الحافلات التجارية لضمان التشغيل الآمن والفعال. تتناول هذه المقالة بالتفصيل الجوانب التقنية من بُعدين أساسيين: إدارة البطاريات ومنع تجمد نظام الوقود.

1. أداء البطاريات والمشاكل في البيئات الباردة

في درجات الحرارة المنخفضة للغاية، ينخفض معدل التفاعل الكيميائي لبطاريات الطاقة التقليدية والحديثة بشكل ملحوظ. بالنسبة لبطاريات الرصاص الحمضية، تتسبب درجات الحرارة المنخفضة في انخفاض كبير في سعة البطارية وتيار بدء التشغيل، ليصل إلى حوالي نصف قيمته في درجة حرارة الغرفة. وهذا يؤدي مباشرة إلى صعوبات في بدء التشغيل البارد أو خطر عدم القدرة على بدء التشغيل نهائيًا. بالنسبة لبطاريات الطاقة (مثل بطاريات الليثيوم أيون في الحافلات التجارية الكهربائية)، تزداد لزوجة الإلكتروليت الداخلي، وتزداد المقاومة الداخلية، وتنخفض كفاءة التفريغ بشكل ملحوظ، مما يقلل من مدى القيادة. يجب أن تبدأ الصيانة الأساسية للبطارية بما يلي:

فحص وتنظيف منافذ التوصيل:

قد تؤدي أطراف البطارية والموصلات والأسلاك المغطاة بالصقيع أو الثلج أو الملح إلى زيادة مقاومة التوصيلات الكهربائية. هذا يحد من تيار بدء التشغيل، مما يجعل بدء التشغيل في الأجواء الباردة أكثر صعوبة. لذلك، يُعد تنظيف منافذ البطارية بانتظام والتأكد من إحكام التوصيلات أمرًا ضروريًا.

مراقبة درجة الحرارة وتقييم حالة البطارية:

راقب جهد البطارية وتيارها وسعتها المتبقية (حالة الشحن)، خاصةً قبل وبعد بدء التشغيل في ظروف البرد القارس. يمكن استخدام نظام التشخيص المدمج (OBD) لفحص حالة البطارية، مما يساعد في الكشف عن أي تدهور محتمل.

استراتيجية الصيانة أثناء إيقاف التشغيل:

إذا كانت المركبة ستُركن لفترة طويلة (عدة أيام أو أكثر)، يُنصح بفصل الطرف السالب للبطارية لمنع التفريغ الذاتي وتجنب فقدان الشحن الزائد الذي يؤدي إلى ضعف بدء التشغيل.

٢. إرشادات صيانة البطاريات في فصل الشتاء

في فصل الشتاء، تتطلب البطاريات عزلًا وصيانةً أكثر فعالية. بالنسبة للحافلات التجارية، يُمكن لتجهيزها بنظام إدارة حرارية يعمل في درجات الحرارة المنخفضة أن يُحسّن أداء البطارية بشكل ملحوظ. تستخدم هذه الأنظمة سخانات تعمل بالوقود وسخانات كهربائية من نوع PTC لتدفئة البطارية والحفاظ عليها، مما يُبقيها ضمن نطاق درجة حرارة التشغيل الأمثل، وبالتالي يُحسّن أداء بدء التشغيل والمدى.

٢.١ النقاط الرئيسية لصيانة بطاريات الرصاص الحمضية

التحكم في انخفاض السعة: مع كل انخفاض في درجة الحرارة بمقدار درجة مئوية واحدة، تنخفض السعة القابلة للاستخدام بنسبة ٠.٨٪ تقريبًا. عند درجة حرارة -١٠ درجة مئوية، تبلغ السعة الفعلية القابلة للاستخدام لبطارية ٦٠ أمبير/ساعة حوالي ٤٨ أمبير/ساعة فقط، وينخفض تيار بدء التشغيل البارد (CCA) بأكثر من ٤٠٪.

إدارة الشحن:

تجنب التفريغ العميق؛ يجب إعادة الشحن عندما تكون حالة الشحن (SOC) أقل من ٣٠٪.

يجب أن تكون درجة حرارة بيئة الشحن أعلى من ٥ درجات مئوية؛ يُفضل الشحن في مكان مغلق أو في غرفة تخزين مُدفأة.

في فصل الشتاء، يمكن تمديد وقت الشحن إلى 10-12 ساعة لتجنب الشحن السريع الذي قد يُسبب ترسبات الكبريتات على الألواح.

صيانة الأسلاك: افحص أطراف البطارية شهريًا للتأكد من خلوها من أكسيد الرصاص الأبيض (بلورات كبريتات الرصاص). نظّفها بمحلول من بيكربونات الصوديوم بتركيز 10%، ثم ضع عليها مُنتجًا مُخصصًا لحماية البطارية أو الفازلين لمنع الصدأ.

الركن لفترات طويلة: إذا رُكنت السيارة لأكثر من 7 أيام، افصل الطرف السالب أو استخدم شاحنًا ذكيًا للحفاظ على مستوى شحن البطارية بين 50% و70% لمنع ترسبات الكبريتات على الألواح.

2.2 نقاط الصيانة الرئيسية لبطاريات الليثيوم أيون (ليثيوم/هيدروجين كحول كهربائي)

استراتيجية الشحن:

التوقيت الأمثل: اشحن البطارية فورًا بعد الاستخدام للاستفادة من الحرارة المتبقية لتحسين كفاءة الشحن؛

تفعيل التسخين المسبق: فعّل وظيفة التسخين المسبق للبطارية عن بُعد عبر تطبيق المركبة (مثل طرازات Yutong وBYD) لرفع درجة حرارة البطارية إلى أكثر من 15 درجة مئوية، مما يزيد من قدرة الشحن السريع بأكثر من ثلاثة أضعاف.

نطاق حالة الشحن: يُنصح في فصل الشتاء بالحفاظ على حالة الشحن بين 20% و80% لتجنب الشحن الكامل أو التفريغ الكامل، وبالتالي إطالة عمر البطارية.

بيئة الشحن: يُفضل استخدام مواقف السيارات تحت الأرض أو محطات الشحن الداخلية. ركّب أغطية مانعة للتجمد على منافذ الشحن لمنع تراكم الجليد الذي قد يعيق فصل القابس.

صيانة موازنة البطارية: قم بإجراء دورة شحن وتفريغ كاملة من 0% إلى 100% مرة واحدة على الأقل شهريًا لتفعيل موازنة خلايا نظام إدارة البطارية (BMS) ومنع انحرافات الجهد المتراكمة.

ملاحظة: يمكن للحافلة الكهربائية التي تعمل بالميثانول والهيدروجين قطع مسافة تزيد عن 600 كيلومتر حتى في درجة حرارة -25 درجة مئوية. يعمل محرك الميثانول على تسخين نظام البطارية باستمرار، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة لإدارة الحرارة.

٣. مشاكل ومخاطر مانع تجمد نظام الوقود

بالنسبة للحافلات التجارية التي تعمل بالوقود، يُعد نظام الوقود بنفس أهمية البطارية، خاصةً في المناطق الباردة شتاءً. يميل وقود الديزل إلى التجمد في درجات الحرارة المنخفضة، مما يؤدي إلى زيادة حادة في لزوجته، بل وانسداد الأنابيب والفلاتر، مسببًا ضعفًا في إمداد الوقود، وصعوبة في التشغيل، أو حتى توقف المحرك.

علاوة على ذلك، قد تتسبب الرطوبة في خزان الوقود في تكوّن بلورات جليدية داخل نظام الوقود، مما يزيد من انسداد الممرات الصغيرة.

اختر وقودًا منخفض نقطة الانسكاب وأضف مانع تجمد: في فصل الشتاء، يُنصح باستخدام وقود ديزل ذي نقطة انسكاب أقل بكثير من درجة الحرارة المحيطة. في الظروف شديدة البرودة، أضف مواد مانعة للتجمد أو إضافات وقود شتوية متخصصة لمنع تجمد الوقود وتجمده بشكل فعال.

3.1 اختيار درجة أكسيد الديزل

نطاق درجة الحرارة	نوع الديزل الموصى به	متطلبات نقطة الانسكاب
من -5درجة مئويةإلى 0درجة مئوية	ديزل رقم 0	≤0درجة مئوية
من -10درجة مئويةإلى -5درجة مئوية	-10# ديزل	≤-10درجة مئوية
من -20درجة مئويةإلى -10درجة مئوية	-20 رطل ديزل	≤-20درجة مئوية
-30درجة مئويةأو أقل	-35# أو -50#	≤-35درجة مئويةأو -50درجة مئوية

في التشغيل الفعلي، يُنصح بتغيير رقم الأوكتان قبل 3-5 أيام وفقًا لتوقعات الطقس المحلية لتجنب انسداد الفلتر الناتج عن تغيير الوقود في اللحظات الأخيرة.

3.2 تكوين نظام تسخين الوقود

سخان الوقود: يُنصح باستخدام سخانات الوقود الكهربائية أو سخانات الوقود التي تعمل بتسخين حرارة المحرك. يجب ضبط درجة حرارة التسخين بين 15 و25 درجة مئوية لمنع تكوّن بلورات الشمع.

عزل الفلتر: قم بتركيب أكمام عازلة على فلتر الوقود. بعض الطرازات مزودة بعناصر تسخين في الفلتر، مما يُؤخر الانسداد بشكل فعال.

مادة مانعة للتجمد:

استخدم مانع تجمد للديزل مطابقًا لمعيار GB/T 23804، بنسبة 1:1000-1:2000 (نسبة حجمية).

لا تستخدم الكحول أو البنزين للتخفيف، فقد يُؤدي ذلك إلى تلف موانع التسرب في نظام الوقود.

3.3 دورة صيانة فلتر الوقود

استبدل فلتر الوقود كل 15,000 كم أو قبل حلول فصل الشتاء.

تحقق من مؤشر فرق ضغط الفلتر أسبوعيًا. في حال إضاءة ضوء التحذير، استبدل الفلتر فورًا.

يجب إجراء الاستبدال في منطقة تخزين مُدفأة لتجنب انسداد عنصر الفلتر الجديد ببلورات الشمع نتيجة انخفاض درجات الحرارة.

4. عملية التسخين المسبق والتشغيل المتكاملة

خطوة	محتوى العملية	احتياطات
1	الفحوصات قبل بدء التشغيل	تأكد من أن جهد البطارية ≥12.6 فولت (حمض الرصاص) أو أن نظام إدارة البطارية يعرض "قابل للتشغيل"؛ تحقق مما إذا كان سخان الوقود يعمل بشكل صحيح.
2	نظام التوجيه المُسخّن مسبقًا	بالنسبة للمركبات الكهربائية/الهجينة بالكامل، قم بتحرير فرامل اليد وقم بتدوير عجلة القيادة برفق أثناء التوقف لمدة 20 دقيقة لتسخين سائل التوجيه المعزز وتقليل الحمل على مضخة التوجيه المعزز.
3	قم بتشغيل المحرك	يجب ألا تتجاوز كل محاولة تشغيل 5 ثوانٍ، مع وجود فواصل زمنية لا تقل عن 15 ثانية. إذا لم يبدأ تشغيل المحرك بعد 3 محاولات، فيجب فحص نظام الوقود أو حالة البطارية.
4	عملية التسخين	بعد التشغيل، اتركه يعمل لمدة 3-5 دقائق حتى تصل درجة حرارة الماء إلى أكثر من 60درجة مئويةقبل بدء القيادة، لتجنب التآكل الناتج عن بدء التشغيل البارد.
5	اختبار النظام الذاتي	لاحظ ما إذا كان ضوء "مجفف الهواء" الأصفر الموجود على لوحة القيادة مضاءً (يشير هذا إلى أن المجفف في وضع التسخين العادي).

5. التحديات التقنية الحالية والتوصيات

تحدي	الوضع الراهن	اقتراح
مخاطر الشحن السريع لبطاريات الليثيوم في درجات الحرارة المنخفضة	قد يؤدي الشحن السريع في ظروف شديدة البرودة إلى ترسب الليثيوم بسهولة، مما يشكل خطراً على السلامة.	شجع على اتباع استراتيجية "التسخين المسبق + الشحن البطيء" واحظر استخدام الشحن السريع تحت درجة حرارة -15درجة مئوية.
تتميز السخانات التي تعمل بالوقود باستهلاكها العالي للطاقة.	تمثل السخانات الكهربائية ما بين 15% و20% من إجمالي استهلاك الطاقة في السيارة.	تشجيع أنظمة التدفئة لاستعادة حرارة نفايات المحركات
معايير صيانة غير متسقة	لا يوجد دليل صيانة شتوي موحد بين مختلف العلامات التجارية.	يوصى بأن تتولى الجمعيات الصناعية زمام المبادرة في صياغة "معايير الصيانة الشتوية لمركبات نقل الركاب التجارية في المناطق الباردة".

6. الخلاصة

لا تقتصر صيانة المركبات الشتوية على نظام واحد، بل هي مشروع شامل يتضمن الكهرباء والوقود والتشحيم والإدارة الحرارية. يجب على الحافلات التجارية العاملة في المناطق الباردة وضع خطة صيانة شتوية والالتزام بها بدقة مسبقًا:

يجب أن تكون إدارة البطارية متكاملة، بدءًا من التنظيف والمراقبة والعزل وصولًا إلى التسخين المسبق؛ ويجب إدارة نظام الوقود بدقة متناهية، بدءًا من اختيار الوقود وإزالة الماء وصولًا إلى صيانة الفلتر وتدابير الإدارة الحرارية.

في كل عملية تشغيل أو بدء تشغيل في درجات حرارة منخفضة، ينبغي أن يكون مبدأ "الوقاية خير من العلاج" هو المبدأ الأساسي الذي يتبعه المهندس. خلال فصل الشتاء الطويل والبارد، تُعدّ استراتيجية الصيانة الشتوية المنهجية والموحدة حجر الزاوية لضمان التشغيل الآمن للحافلات التجارية.