نظام إطفاء الحريق في المركبة — طاقة احتياطية بمكثف فائق بدلاً من بطارية ليثيوم أيون

أرسلت شركة تركية رائدة في تصنيع المركبات العسكرية والمدرعة إلى TEDEG Defence المواصفة الفنية لوحدة الطاقة الاحتياطية لنظام إطفاء الحريق الآلي في مركباتها المدرعة 4×4 وطلبت عرض سعر. كانت مهمة الوحدة واضحة: عندما تخرج بطارية المركبة من الدارة أو يكون الإشعال مطفأً، يجب أن يبقى نظام الإطفاء مغذّى وأن تُفعَّل أسطوانات الإطفاء في اللحظة التي تُطلب فيها.

عرّفت المواصفة هذه الوحدة على أنها حل يعتمد على بطارية ليثيوم أيون. وأثناء مراجعتها ركّز مهندسو TEDEG على التفصيل الحرج في النظام: مفعِّلات أسطوانات الإطفاء بيروتقنية. يسحب المفعِّل البيروتقني تياراً قصيراً جداً لكنه عالٍ لحظة التفعيل. ومهمة المصدر الاحتياطي ليست إعطاء الطاقة لساعات، بل إعطاء ذلك التيار كاملاً في تلك اللحظة الواحدة بعد انتظار طويل. اقترحت TEDEG وحدة طاقة احتياطية تعتمد على المكثف الفائق بدلاً من البطارية المحددة، وعرضت مبرراتها على العميل في جدول مقارنة فني.

عدّدت مراجعة TEDEG للمواصفة النقاط التي تقصّر فيها بطارية الليثيوم أيون في هذه المهمة:

• الشحن في البرد: لا يمكن شحن خلايا الليثيوم أيون تحت 0 °C؛ وإذا شُحنت فقد تتضرر الخلية ضرراً دائماً. وفي مركبة عسكرية تقف أياماً في ظروف الشتاء كان المصدر الاحتياطي معرّضاً لأن يبقى بلا شحن.
• التيار اللحظي العالي: يحتاج المفعِّل البيروتقني إلى تيار لحظي عالٍ عند التفعيل. وقدرة بطارية الليثيوم أيون على التيار اللحظي محدودة، وينخفض أداؤها بشدة في درجات الحرارة المنخفضة.
• عمر الانتظار: يقضي نظام إطفاء الحريق معظم عمره منتظراً دون استخدام. وتفقد بطارية الليثيوم أيون سعتها مع الزمن حتى إن لم تُستخدم، فقد لا تكفي البطارية في نظام ينتظر طويلاً عند لحظة الحاجة تماماً.
• الاستبدال الدوري: بسبب فقدان السعة يجب استبدال البطارية على فترات، وهذا يعني متابعة صيانة وتكلفة متكررة على مستوى الأسطول.
• الأمان: وضع مصدر طاقة ينطوي على خطر الانفلات الحراري والحريق داخل نظام يحمي من الحريق كان تناقضاً من ناحية التصميم.
• معلومات الحالة: عندما لا تُبلَّغ إلكترونيات المركبة بحالة شحن المصدر الاحتياطي وصحته، لا يُعرف هل الوحدة جاهزة إلا أثناء الصيانة.

بعد هذه المراجعة قرر العميل أن تُبنى وحدة الطاقة الاحتياطية بتقنية المكثفات الفائقة.

سلّمت TEDEG Defence وحدة الطاقة الاحتياطية في صورة وحدة البطارية الإضافية PowerGuard EBB المعتمدة على المكثف الفائق. المكثف الفائق عنصر لتخزين الطاقة طُوّر للقدرة العالية قصيرة الأمد والشحن السريع والانتظار الطويل. ولهذا السبب نفسه تحتفظ أنظمة الأمان في السيارات، مثل وحدات التحكم في الوسائد الهوائية، بطاقة التفعيل في مكثفات.

لُبّيت وحدة الطاقة الاحتياطية لنظام إطفاء الحريق لدى العميل بـ PowerGuard EBB المعتمدة على المكثف الفائق بدلاً من بطارية الليثيوم أيون المحددة في المواصفة.

• المصدر الاحتياطي يُشحن في البرد أيضاً؛ وزال حدّ الشحن 0 °C.
• التيار اللحظي للتفعيل البيروتقني يأتي من خلايا مكثف فائق طُوّرت للقدرة النبضية العالية.
• لا حاجة إلى استبدال دوري للبطارية بسبب فقدان السعة.
• لا توجد داخل نظام الأمان بطارية تنطوي على خطر الانفلات الحراري.
• تُبلَّغ إلكترونيات المركبة لحظياً بحالة الشحن والصحة عبر CAN-Bus.
• بوزن لا يتجاوز 1 kg تشغل الوحدة حيزاً صغيراً جداً في المركبة.