Ličio{0}}jonų akumuliatoriai: elektrinių šakinių krautuvų akumuliatoriai

Perėjimas nuo švino{0}}rūgščių prie ličio{1}}jonų akumuliatorių sistemų elektrinių šakinių krautuvų įrenginiuose yra vienas reikšmingiausių technologinių pokyčių medžiagų krovimo įrangos srityje per pastarąjį dešimtmetį.Ličio geležies fosfatas (LiFePO4)chemija tapo dominuojančiu sprendimu, skirtu pramoninės varomosios jėgos taikymams, siūlant 120-180 Wh/kg energijos tankį, palyginti su 30–50 Wh/kg, būdingu tradicinėms švino rūgšties konfigūracijoms. Šis elektrocheminis pranašumas tiesiogiai reiškia veiklos efektyvumo padidėjimą, kurio sandėlių vadovai ir logistikos operatoriai negali sau leisti ignoruoti.

Štai apie šakinius krautuvus dauguma žmonių, nepriklausančių pramonei, nesuvokia: šios mašinos veikia nuolat. Mes kalbame 16, kartais 20 valandų per dieną dideliuose platinimo centruose. Senasis būdas -pakeisti sunkius švino-rūgšties akumuliatorius, išlaikyti specialias akumuliatorių patalpas su rūgštims-atspariomis grindimis ir vėdinimo sistemomis, technikų kas savaitę tikrinti vandens lygį-kad visa infrastruktūra pasensta dėl ličio technologijos.

Mačiau, kad įrenginiai išleidžia daugiau nei 50 000 USD vien akumuliatoriaus kambario statybai. Rūgščių garai, išsiliejimo ribojimas, akių plovimo stotelės, visa sąranka. Ličio pakuotėms tai nerūpi. Galite juos įkrauti savo sandėlio kampe. Nereikia specialaus kambario.

Lithium-ion Batteries

Ne visos ličio baterijos yra vienodos, ir tai yra svarbiau, nei dauguma pirkėjų supranta.

LFP (ličio geležies fosfatas)ne veltui dominuoja šakinių krautuvų rinkoje. Šiluminio pabėgimo slenkstis yra apie 270 laipsnių, palyginti su maždaug 150 laipsnių NCM cheminių medžiagų atveju. Kai dirbate su sunkiąja technika aplinkoje, kurioje daromas poveikis,-nes būkime atviri, šakinių krautuvų operatoriai susiduria su dalykais,-kurie saugos riba tampa neabejotina. Ciklo trukmė paprastai svyruoja nuo 2500 iki 4000 ciklų esant 80% iškrovimo gyliui.

NCM ir NCA baterijos pasirodo retkarčiais, dažniausiai specializuotose šaldymo patalpose, kur dėl puikių žemos{0}}temperatūros iškrovimo charakteristikų pateisinami papildomi rizikos valdymo reikalavimai. Bet jie yra išimtis.

LTO (ličio titanatas) nusipelno paminėjimo, nes kai kurie gamintojai ryžtasi itin greitam įkrovimui{0}}. Technologija veikia,-galite tikrai įkrauti šiuos paketus per 15-20 minučių, tačiau energijos tankis yra griežtas. Jūs žiūrite į maždaug 70 Wh/kg. Daugumos operacijų matematika nepasiteisina.

Akumuliatoriaus valdymo sistema gali būti labiausiai neįvertintas komponentas visame komplekte. Geras BMS padeda daugiau nei užkirsti kelią gaisrams.

Vien tik ląstelių balansavimas gali pailginti pakuotės tarnavimo laiką 20-30 proc. Atskiros modulio ląstelės neišvengiamai sensta šiek tiek skirtingu greičiu dėl gamybos pokyčių ir terminių gradientų veikimo metu. Be aktyvaus balansavimo jūsų silpniausia ląstelė tampa ribojančiu veiksniu visą paketą. Sistema iš esmės tampa grandine-tik tokia-stipri-, kiek-jos-silpniausia grandis.

Įkrovos būklės įvertinimas ličio chemijos pramonėje kelia tikrų techninių iššūkių. LFP elementų įtampos kreivė yra nepaprastai plokščia per vidurį 60% iškrovos ciklo. Negalite tiesiog išmatuoti įtampos ir gauti SOC taip, kaip tai darytumėte naudodami švino rūgštį. Šiuolaikinėse sistemose naudojamas kulonų skaičiavimas kartu su Kalmano filtravimu ir periodiniu perkalibravimu pagal žinomus atskaitos taškus (viso įkrovimo įtampa, iškrovos galiniai taškai).

Temperatūra stebima keliuose taškuose{0}}paprastai kas 8-12 langelių – su išjungimo protokolais, kurie suveikia, jei kuris nors jutiklis viršija ribines vertes. CAN magistralės ryšys nuolat perduoda šiuos duomenis pagrindiniam krautuvo valdikliui.

Čia viskas tampa įdomi ir mačiau, kad pirkimų komandos daro brangiai kainuojančias klaidas.

Pradinė ličio pakuotės pirkimo kaina yra maždaug 2,5–3 kartus didesnė už lygiaverčio švino -rūgšties akumuliatoriaus kainą. Tas skaičius gąsdina žmones. Neturėtų, bet taip yra.

Apsvarstykite tipišką 80 V / 500 Ah programą, veikiančią dviem pamainomis:

Švino{0}}rūgšties scenarijui reikalingi du akumuliatoriai (vienas įkraunamas, o vienas veikia), įkroviklis, akumuliatoriaus tvarkymo įranga ir anksčiau minėta akumuliatoriaus kambario infrastruktūra. Taip pat tas baterijas keičiate kas 4-5 metus. Darbo sąnaudos keičiant bateriją kasdien padidina 15–20 minučių per apsikeitimą du kartus per dieną, neatsižvelgiant į tai, koks jūsų darbo krūvis.

Tinkamai valdant ličio pakuotė tarnauja 8-10 metų. Jokio keitimo. Nėra baterijos patalpos. Galimybė įkrauti per pertraukas leidžia veikti neribotą laiką.

Atlikite TCO skaičiavimą 10 -metų horizonte ir paprastai ličio laimi 25-40 %, priklausomai nuo vietinių elektros tarifų ir darbo sąnaudų. Trijų pamainų operacijos atsipirks per 18–24 mėnesius. Vienos pamainos programos gali niekada neatsipirkti, todėl prieš ką nors rekomenduodamas visada klausiu apie naudojimo būdus.

Lithium-ion Batteries

Šaldiklio naudojimas žemiau -20 laipsnių kelia unikalių iššūkių, kuriuos verta aptarti atskirai.

Standartinių ličio paketų talpa smarkiai sumažėja esant žemai temperatūrai,{0}}kartais 30–40 % nuostolių esant -25 laipsniams. Elektrolito joninis laidumas smarkiai sumažėja. Didėja vidinis pasipriešinimas. Bandant įkrauti stipriai šaltą pakuotę, kyla pavojus, kad ant anodo bus padengtas ličio sluoksnis, kuris visam laikui sugadins elementus ir kelia pavojų saugai.

Tikslinės-šaldymo baterijose yra šildymo sistemos, kurios įsijungia prieš pradedant įkrovimą. Kai kuriose konstrukcijose naudojami varžiniai kaitinimo elementai; kiti cirkuliuoja pašildytą aušinimo skystį. Pakuotė nepriims įkrovimo, kol elementų temperatūra neviršys minimalios slenksčio, paprastai apie 0 laipsnių.

Tai padidina sudėtingumą, kainą ir galimų gedimų taškų. Tačiau alternatyva-pašildyti baterijas iki aplinkos temperatūros prieš įkraunant-negalioja eksploatacinių pranašumų, dėl kurių visų pirma buvo pateisinama investicija į litį.

„Plug{0}}and-play“ rinkodara nepasako visos istorijos.

Svorio paskirstymas yra labai svarbus atsvariniuose šakiniuose krautuvėse. Švino{1}}rūgšties akumuliatoriai veikia kaip pagrindinis balastas; sunkvežimis tiesiogine prasme suprojektuotas aplink tą masę. Ličio pakuotės sveria 50-70% mažiau. Daugelis gamintojų prideda plienines balastines plokštes, kad kompensuotų, tačiau tam reikia tinkamos inžinerijos. Mačiau prastai atliktas konversijas, kai sunkvežimiai tapo nestabilūs esant apkrovai.

Įkroviklio suderinamumas taip pat negarantuojamas. Švino-rūgščių įkrovikliuose naudojami iš esmės skirtingi įkrovimo profiliai-masinis, absorbcijos, išlyginimo etapai-, kurie sugadins ličio elementus. Jums reikia specialios ličio-įkrovimo įrangos su atitinkamomis CC-CV kreivėmis ir BMS ryšio galimybėmis.

Montavimo matmenys kartais pasiteisina, kartais – ne. Baterijų skyriaus modifikacijos nėra neįprastos.

Visiems, kurie perka baterijas, reglamentavimo aplinka apima:

UN38.3 dėl transportavimo saugos (privaloma gabenant)

IEC 62619, apimantis pramonines ličio baterijas

UL 2580 Šiaurės Amerikos rinkose

CE ženklas, skirtas diegti Europoje

Nepriimkite baterijų be tinkamų dokumentų. Tai ne tik atsakomybės apsauga,{1}}tai pagrindinis patikrinimas, ar kažkas iš tikrųjų išbandė produktą prieš jį parduodant.

Lithium-ion Batteries

Vienas iš tikrų privalumų: ličio pakuotėms beveik nereikia įprastinės priežiūros.

Jokio laistymo. Nėra išlyginimo įkrovimo. Nėra rūgščių neutralizavimo. Nėra valomo gnybtų korozijos. BMS balansavimą tvarko automatiškai.

Ką turėtumėte daryti: periodinė vizualinė apžiūra, ar nėra fizinių pažeidimų, jungties būklės patikrinimai ir stebėjimo sistemos duomenų peržiūra. Dauguma transporto priemonių parko valdymo programinės įrangos gali pažymėti langelius, rodančius neįprastą elgesį, kol jie netampa problemomis.

Stebėjimo dalis yra svarbesnė, nei žmonės supranta. Šios sistemos sukuria svarbius diagnostikos duomenis. Proaktyvus jo naudojimas prailgina pakuotės tarnavimo laiką; jo ignoravimas reiškia, kad baterijas reikia pakeisti anksčiau nei būtina.

Galimybės apmokestinimas iš esmės keičia tai, kaip įmonės galvoja apie įrangos valdymą.

Švino{0}}rūgšties akumuliatoriai teikia pirmenybę visiško iškrovimo{1}}įkrovimo ciklams. Dalinis įkrovimas sukuria atminties efektus ir stratifikacijos problemas. Iš esmės turite planuoti akumuliatoriaus naudojimą.

Ličio ląstelės teikia pirmenybę daliniams ciklams. Per pietų pertrauką įkrauti nuo 40 % iki 80 % yra gerai,{3}}iš tikrųjų naudinga. Išlaikant įkrovimo būseną nuo 20% iki 80%, ciklo tarnavimo laikas maksimaliai padidinamas. Nustojate galvoti apie akumuliatoriaus valdymą kaip apie atskirą operatyvinę užduotį ir pradedate ją laikyti nuolatine fonine veikla.

Taip įgalinamas tikras kelių{0}}pamainų veikimas nekeičiant baterijos. Viena pakuotė, vienas sunkvežimis, 24-valandos. Didelio našumo aplinkoje poveikis produktyvumui yra didelis.

Įprasti gedimų būdai, kuriuos verta suprasti:

BMS gedimaisudaro stebėtiną procentą pretenzijų dėl garantijos. Elektronika veikia atšiaurioje aplinkoje,{1}}vibracija, temperatūros svyravimai, variklio valdiklių elektrinis triukšmas. Kokybė tarp gamintojų labai skiriasi.
Kontaktorių suvirinimasįvyksta, kai pagrindinių maitinimo kontaktorių saugiklis užsidaro, dažniausiai dėl įjungimo srovės įvykių. Norint to išvengti, tinkamai suprojektuotose sistemose yra išankstinio įkrovimo{1} grandinės. Pigūs dizainai kartais ne.
Ryšio gedimaiTarp BMS ir šakinio krautuvo valdiklio sunkvežimiai gali įstrigti net tada, kai pats akumuliatorius puikiai veikia. CAN magistralės diegimo kokybė yra svarbi.

Elementų gedimų pasitaiko, bet tai gana retai pasitaiko gerbiamų gamintojų atveju. Kai jie atsiranda, modulinės pakuotės konstrukcijos leidžia pakeisti paveiktus modulius, o ne visą bateriją.

Lithium-ion Batteries

Kietojo kūno{0}}baterijoms automobiliams nuolat lieka „penkeri metai“, tačiau pramoninės varomosios jėgos technologijos terminas greičiausiai tęsiasi ilgiau. Dabartinės skystųjų elektrolitų sistemos veikia pakankamai gerai, todėl pakeitimo slėgis yra ribotas.

Įdomesni artimiausio -laiko laikotarpio pokyčiai apima silicio-anodo elementus, kurie gali padidinti energijos tankį iki 200 Wh/kg, ir nuolatinį sąnaudų mažinimą didėjant gamybos mastui. Akumuliatoriaus-kaip-paslaugų

Trajektorija aiški. Nauji šakiniai krautuvai vis dažniau parduodami pagal numatytuosius nustatymus pagal ličio konfigūraciją. Švino{2}}rūgštis neišnyksta per naktį-yra didžiulė įdiegta bazė, o technologija išlieka ekonomiškai tinkama mažo-naudojimo programoms-, tačiau perėjimas praėjo savo lūžio tašką.

Ar ši technologija tinka konkrečiai operacijai, visiškai priklauso nuo smulkmenų: naudojimo valandų, pamainų modelių, aplinkos sąlygų, kapitalo prieinamumo ir veiklos prioritetų. Nėra universalaus atsakymo. Tačiau suprasti, kaip šios sistemos iš tikrųjų veikia-neskaitant rinkodaros medžiagos-, yra būtinas pirmasis žingsnis siekiant priimti pagrįstą sprendimą.