Betri ya AGVMwongozo wa Uteuzi: Voltage, Uwezo na Mahitaji ya Kuchaji
Katika kipindi cha miaka mitatu iliyopita, tumeona miradi mingi ya AGV ikipata uteuzi wa betri vibaya kuliko sawa. Sio kwa sababu wateja hawana maarifa ya kiufundi, lakini kwa sababu karatasi maalum zinazotolewa na wasambazaji hazina maana katika kufanya maamuzi ya kweli. Betri mbili zote zimeandikwa 48V 100Ah, moja inagharimu mara tatu zaidi ya nyingine. Kuna tofauti gani? Hivi ndivyo mwongozo huu unahusu.
Uchaguzi wa Voltage
Muuzaji wako wa AGV anasema gari linahitaji 48V, kwa hivyo unakwenda kununua betri za 48V. Inaonekana moja kwa moja. Siyo.
Fizikia ya msingi kwanza.
Nguvu ni sawa na wakati wa sasa wa voltage. Ili kutoa 5000W, mfumo wa 48V huvuta 104A, mfumo wa 36V huvuta 139A, mfumo wa 24V huvuta 208A. Mkondo wa juu unamaanisha nyaya nene, uvaaji wa kontakt haraka, joto zaidi kwenye viunganishi. Kutumia 24V ambapo unaweza kutumia 48V kunauliza shida barabarani.
Lakini miradi halisi sio rahisi sana. Tulifanya mradi wa kuhifadhi baridi mwaka jana, awali ulitaja 48V LFP. Wakati wa majaribio, upinzani wa ndani uliongezeka katika halijoto ya baridi, ulinzi wa kuchaji uliendelea kuchochea. Imebadilishwa hadi 36V. Ufanisi mdogo kwenye karatasi, lakini inaaminika. Katika mazingira ya friji, kuegemea kunashinda ufanisi kila wakati.
Sheria zangu za uteuzi wa voltage:
24V
24V hufanya kazi kwa mizigo ya chini ya 500kg, chini ya mahitaji ya nguvu ya 2kW, bajeti finyu. Kusema kweli sisi mara chache tunapendekeza 24V tena isipokuwa wateja waiombe mahususi.
48V
48V inashughulikia AGV nyingi za ghala. Hushughulikia mizigo ya tani 1 hadi 2.5, miundombinu ya kuchaji iliyokomaa, uteuzi mpana zaidi wa wasambazaji. Chaguo-msingi ikiwa hakuna kitu maalum kinachoendelea.
72V+
72V na 80V kwa forklift nzito, vifaa vya bandari, wasafirishaji wa nje. Samsung SDI ilijenga mfumo wa 94V kwa forklift za umeme za tani 10 ambazo eti zinalingana na utendaji wa dizeli (hiyo ni kutoka kwa tovuti yao, sijaijaribu mwenyewe, lakini rekodi ya Samsung katika nafasi hii ni imara).
Uwezo: Kila Mtu Anajua Mfumo, Hakuna Anayejua Mahali pa Kupata Pembejeo
Mfumo
Uwezo (Ah)=Nguvu (W) × Muda wa Kuendesha (saa) ÷ Voltage (V) ÷ Ufanisi
Ufanisi: 0.95 kwa lithiamu, 0.85 kwa asidi ya risasi.
Shida ni nambari ya "nguvu". Wachuuzi wa AGV hukupa "hali za kawaida" kumaanisha sakafu tambarare, mizigo ya kawaida, hakuna kuanza mara kwa mara na kusimama. Ghala halisi zina njia panda, upakiaji mwingi, masaa ya kilele na operesheni inayoendelea. Droo halisi ya nishati inaweza kukimbia kwa 50% juu kuliko nambari maalum za laha.
Tunachofanya: muulize mchuuzi wa AGV kwa nambari tatu. Nguvu ya kusafiri iliyopakuliwa, nguvu ya kupanda mlima, nguvu ya kilele. Kisha ukadiria wastani wa uzani kulingana na njia halisi za mteja. Ikiwa muuzaji anaweza tu kutoa nambari moja isiyoeleweka ya "nguvu ya wastani", ninazidisha kwa 1.3 kabla ya kuhesabu.
Kwa marejeleo, JD Logistics ilichapisha data kwenye maghala mahiri ya Asia No.1. Dilang AGV zao hubeba kilo 500, hukimbia kwa saa 6 hadi 9 zikiwa zimepakiwa kwenye seli zilizoagizwa kutoka nje, zinaauni uchaji wa haraka wa 50A unaokamilika baada ya dakika 30 (chanzo: Nyaraka za kiufundi za JD Logistics). Kwa 48V, kuchaji 50A kunamaanisha uwezo wa betri mahali fulani kati ya 40Ah na 60Ah. Hiyo ni sawa kwa mtoa huduma wa kilo 500. Ikiwa gari lako linabeba zaidi au linaendesha njia ndefu, ongeza uwezo ipasavyo.
Kemia: LFP, NMC, LTO Kila Moja Ina Nafasi Yake
Kemia tatu za lithiamu zinatawala soko la AGV. Hapa kuna maoni yangu:
LFP (fosfati ya chuma ya lithiamu)
Chaguo sahihi kwa 90% ya miradi. Maisha ya mzunguko mrefu, wasifu mzuri wa usalama, gharama zimeshuka sana. CATL na BYD huunda seli za LFP zinazotegemeka na minyororo ya ugavi iliyokomaa. Isipokuwa una sababu maalum ya kuchagua kitu kingine, chaguo-msingi kwa LFP.
NMC (cobalt ya nikeli ya manganese)
Msongamano mkubwa wa nishati kuliko LFP, lakini maisha mafupi ya mzunguko na hatari ya juu ya kukimbia kwa mafuta. Zingatia NMC ikiwa tu sehemu ya betri yako ya AGV ni ndogo sana kutoshea kiasi cha LFP unachohitaji. Binafsi siipendi NMC katika mazingira ya ghala. Ukimbizi wa mafuta ukitokea, utapoteza orodha nzima ya thamani ya ghala, sio AGV pekee.
LTO (lithiamu titanate)
Kesi maalum. Msongamano wa nishati ni nusu ya LFP (chini kabisa), lakini kasi ya kuchaji ni ya kupita kiasi (5C haina tatizo, chaji kamili baada ya dakika 12), maisha ya mzunguko ni ya kupita kiasi (15000+ mizunguko), utendakazi wa hali ya hewa ya baridi umekithiri (hufanya kazi kwa chini ya digrii 30). Bei pia ni kali. Matukio mawili ambapo LTO inaeleweka: operesheni endelevu ya 24/7 yenye madirisha ya kuchaji ya dakika 10 hadi 15 pekee, au mazingira ya msururu wa baridi yenye joto kali la chini{11}}zero. Ikiwa mradi wako unalingana na hali yoyote, bei ya malipo ya LTO inahesabiwa haki.
| Aina | Msongamano wa Nishati | Mizunguko | Vipimo |
|---|---|---|---|
| LFP | 90 hadi 160 Wh/kg | 2000 hadi 5000 | Hushughulikia faini ya 1C ya kuchaji, inafanya kazi chini hadi digrii 20, gharama ya wastani. |
| NMC | 150 hadi 220 Wh/kg | 1000 hadi 2000 | Kuwa mwangalifu juu ya malipo ya 1C, utendaji wa wastani wa baridi, gharama ya juu. |
| LTO | 50 hadi 80 Wh/kg | 15000 hadi 20000 | Hushughulikia kuchaji 5C, hufanya kazi kwa digrii minus 30, gharama kubwa zaidi. |
Kemia Sawa ya LFP, Uwezo Tofauti: Jinsi ya Kuchagua
Watu wanauliza hivi sana. Wasambazaji wengi hawaelezi vizuri kwa sababu wanataka ununue kubwa zaidi (zaidi ya juu).
Kubwa ni bora kila wakati? Hapana.
Matatizo makubwa ya uwezo
Kwanza, uzito.Kifurushi cha 100Ah LFP kina uzani wa karibu 45kg, 200Ah uzani wa 85kg. Kilo hicho cha ziada cha 40kg kinaweza kupunguza uwezo wa kupakia au kuongeza matumizi ya nishati kwa kila safari.
Pili, wakati wa malipo.Kwa 0.5C, 100Ah inachukua saa 2, 200Ah inachukua saa 4.
Tatu,ikiwa kila zamu hutumia tu 30% ya uwezo wa betri, 70% ya seli hizo hukaa katika hali ya juu ya chaji kila siku, na hivyo kuharakisha kuzeeka kwa kalenda.
Matatizo ya uwezo mdogo
Matatizo madogo ya uwezo ni dhahiri: muda mfupi wa kukimbia, hatari ya magari kufa katikati ya-kuhama ikiwa ratiba ya kuchaji itateleza.
Kanuni yangu ya saizi
Tambua ni kiasi gani cha nishati ambacho gari hutumia kati ya fursa za kuchaji, kisha chagua uwezo ili utumie 60% hadi 70% ya pakiti kila mzunguko. Sio kina cha kutosha kusisitiza seli, sio kina cha kutosha kupoteza pesa kwa uwezo usiotumika.
Mfano: AGV inaweza kuchaji kila baada ya saa 4, wastani wa matumizi ya nishati 800W. Saa nne kwa 800W ni 3200Wh. Kwa 48V hiyo ni 67Ah. Kifurushi cha 100Ah kinamaanisha matumizi ya 67% kwa kila mzunguko. Hapo ndipo pazuri. Kifurushi cha 150Ah kitatumia tu 45% kwa kila mzunguko, na kupoteza mtaji kwa seli ambazo hazipati mapato yake.
DOD na Maisha ya Mzunguko: Maarifa Haya Yatakuokoa Pesa
DOD ina maana ya kina cha kutokwa. Athari zake kwa maisha ya betri ni kubwa kuliko watu wengi wanavyotambua.
Chuo Kikuu cha Battery (batteryuniversity.com) kilichapisha data ya majaribio nitanukuu moja kwa moja:
Seli za LFP zinazozunguka kwa 100% DOD hufikia uwezo wa 80% karibu na mizunguko 600. Seli zile zile zinazozungushwa kwa 40% DOD hudumu zaidi ya mizunguko 3000. Betri sawa, kuendesha baiskeli kwa kina kirefu huleta nguvu mara kadhaa zaidi ya matumizi katika maisha yake kuliko kuendesha baiskeli kwa kina.
Je, hii ina maana gani kivitendo? Afadhali kununua uwezo mkubwa kidogo na utumie nusu yake tu kuliko kununua kile unachohitaji na kuimaliza kila mzunguko. Njia ya pili inaonekana ya bei nafuu hapo awali lakini utabadilisha betri mara nyingi zaidi.
Usanidi wetu wa kawaida sasa: sakafu ya SOC kwa 20% hadi 25%, dari kwa 80% hadi 85%, magari hufanya kazi ndani ya dirisha hili. Ikiunganishwa na fursa ya kuchaji, muda wa matumizi ya betri hudumu mara mbili hadi tatu ikilinganishwa na baiskeli ya kuchaji/kutoa chaji.
Dhana moja potofu ya kawaida
Watu wengi wanafikiri betri za lithiamu zinahitaji kutokwa mara kwa mara ili "kurekebisha." Hiyo ni nikeli cadmium kufikiri, makosa kabisa kwa lithiamu. Utoaji wa kina huharibu muundo wa electrode. BMS ya kisasa hutumia kuhesabu coulomb kwa ukadiriaji wa SOC, haihitaji mizunguko tupu kwa urekebishaji.
Mbinu ya Kuchaji: Kuchaji Fursa au Kubadilisha Betri
Mbinu zote mbili zina nafasi yake. Wala ni asili "ya hali ya juu zaidi."
Kuchaji fursa
Hufanya kazi wakati matumizi ya AGV yanakaa chini ya 75%. Gharama za gari wakati wa kusubiri kazi, kupanga foleni, kupakia/kupakua. Kila somo huchukua dakika 15 hadi 30. Huongeza hadi muda wa kutosha wa utekelezaji siku nzima. Hakuna uingiliaji kati wa binadamu unaohitajika. LFP ikiwa na uwezo wa kuchaji 1C, dakika 15 huongeza uwezo wa takriban 25%, ya kutosha kwa saa nyingine au mbili za operesheni.
Kubadilishana kwa betri
Inafanya kazi wakati utumiaji unazidi 95% na magari hayawezi kusimama. Gari huingia kwenye kituo cha kubadilishana, betri hubadilishwa baada ya dakika 2 hadi 5, mara moja kurudi kazini. Punguzo{{5}: kila gari linahitaji betri 2 hadi 3, vifaa maalum vya kubadilishana, waendeshaji kufanya mabadilishano.
Kesi ya DHL inafaa kuzingatia. Vituo vyao vya usambazaji vya kimataifa vinatumia roboti shirikishi za Locus Robotics na kuchaji fursa. Ufanisi wa kuchagua uliboresha 50% hadi 70%, majeraha mahali pa kazi yalipungua 15% (chanzo: tovuti ya DHL na chanjo ya Logistics Viewpoints). Mafanikio hayo ya ufanisi sio tu kutoka kwa roboti zenyewe. Uchaji wa fursa huwezesha utendakazi wa kweli wa saa 24 bila rubani. Uokoaji wa gharama ya kazi ni kubwa.
Mitego ya Mazingira ya Baridi
Ikiwa ghala lako lina sehemu za friji au friji, uteuzi wa betri unahitaji uangalifu wa ziada.
Betri za lithiamu zina matatizo mawili katika baridi. Kwanza, uwezo hupungua: kwa kiwango cha chini cha 10, LFP huhifadhi uwezo wa 85%; kwa minus 20 digrii labda 70%. Pili, vikwazo vya malipo: malipo ya lithiamu chini ya kufungia husababisha uwekaji wa lithiamu kwenye anode. Huo ni uharibifu wa kudumu pamoja na hatari ya usalama. BMS nyingi hukataa chaji ya sasa halijoto ya seli inaposhuka chini ya digrii 0 .
Suluhu za vitendo: ama weka kanda za kuchaji nje ya eneo baridi (magari hutoka ili kuchaji, kurudi yakimaliza), au tumia mifumo ya betri iliyo na upashaji joto (seli zenye joto zaidi ya kuganda kabla ya kukubali chaji ya sasa).
Ikiwa AGVs zako zitafanya kazi kwa muda mrefu chini ya digrii 25, LFP ya kawaida labda haitaipunguza. Zingatia LTO au betri maalum za mnyororo baridi. Seli za LMFP za SVOLT zinadai operesheni katika digrii minus 30 . Wamejenga nafasi nzuri katika vifaa vya mnyororo baridi. Inastahili kuchunguzwa kwa programu za friji.
Kuendesha Nambari
Takwimu za zege. 48V AGV moja,-uendeshaji wa zamu mbili (saa 16 kila siku), upeo wa macho wa miaka mitano-.
Njia ya asidi ya risasi
Betri (2 kwa mzunguko):$4,000
Chaja:$1,500
Umeme wa kila mwaka (miaka 5): $9,000
Matengenezo ya kila mwaka (miaka 5): $3,000
Uingizwaji (Mwaka 3):$4,000
Hasara za wakati wa kupumzika (miaka 5): $ 12,000
Miaka mitano-:jumla $33,500
Mbinu ya LFP
Betri (moja pekee):$12,000
Chaja ya haraka: $3,500
Umeme wa kila mwaka (miaka 5): $5,750
Matengenezo:$0
Uingizwaji:$0
Hasara za wakati wa kupumzika (miaka 5): $ 2,000
Miaka mitano-:jumla $23,250
Akiba: $10,250, takriban 31%
Hii haihesabu hata gharama za utupaji wa asidi ya risasi au thamani ya mabaki ya lithiamu baada ya miaka mitano.
Lini lithiamu haina maana? Operesheni ya zamu moja (chini ya masaa 8 kila siku), matumizi ya chini. Gharama ya awali ya asidi ya risasi huchukua miaka 7 hadi 8 kushinda. Ikiwa upeo wa upeo wa mradi wako ni miaka 3 hadi 5 pekee na unaendesha zamu moja tu, asidi ya risasi inaweza kutoa penseli vizuri zaidi.
BMS: Zaidi ya Mizunguko ya Ulinzi
Watu wengi huchukulia BMS kama mizunguko ya ulinzi tu. Kata betri wakati wa chaji kupita kiasi,{1}}kutoka,{2}}kwa sasa, juu-joto. Kazi imekamilika. BMS ya kisasa hufanya mengi zaidi.
Ukadiriaji wa SOC
BMS nzuri hupata usahihi ndani ya kuongeza au kuondoa 1% hadi 3% (hati za kiufundi za Infineon zinadai kuongeza au kuondoa 1% kwa masuluhisho yake). Kwa nini usahihi ni muhimu? Mfumo wako wa kutuma unaweza kugawa kazi kulingana na malipo halisi ya kila gari iliyosalia. Magari{{5}ya malipo ya juu hupata-jukumu la umbali mrefu,{7}magari ya malipo ya chini hupata mbio fupi au kwenda kwenye chaji. Ikiwa hitilafu ya makadirio ya SOC ni 10%, uboreshaji huu hauwezekani.
Ufuatiliaji wa SOH
Ufuatiliaji wa hali ya afya. BMS nzuri hufuatilia mikondo ya uharibifu wa uwezo kwa kila betri, huonya miezi kadhaa mbele wakati kifurushi kinashindwa. Afadhali kuliko kungoja gari lililokufa na kushughulika na wakati wa dharura.
Usimamizi wa joto
Ufuatiliaji-halisi katika sehemu nyingi kwenye kifurushi. Matangazo maeneo ya moto mapema, hupunguza nguvu kabla ya matatizo kuongezeka.
Kiolesura cha mawasiliano
Basi la CAN au RS485 linalounganisha kwenye mfumo wako wa usimamizi wa ghala. Huruhusu WMS kuona hali ya betri kwa kila gari.
Usipate bei nafuu kwenye BMS. Tumeona wateja wakiokoa dola mia chache kwenye bajeti ya vitengo vya BMS, kisha kugundua hitilafu za makadirio ya SOC hivyo kuwa ni kubwa sana mfumo wa utumaji hauwezi kutumia data hata kidogo. Huenda pia usiwe na kipengele.
Vyeti: Sio Karatasi Tu
Vyeti viwili muhimu zaidi: UN38.3 na IEC 62619.
UN38.3
Inashughulikia usalama wa usafiri. Hujaribu uigaji wa mwinuko, baiskeli ya halijoto, mtetemo, mshtuko, mzunguko mfupi wa umeme, chaji kupita kiasi, kutokwa kwa lazima. Inahitajika kwa kuvuka mipaka ya betri ya lithiamu. Hapana UN38.3, kampuni za vifaa hazitaigusa.
IEC 62619
Inashughulikia usalama wa matumizi ya betri ya lithiamu ya viwandani. Vipengee vya majaribio vinapishana na UN38.3 lakini vinazingatia zaidi matukio ya uendeshaji: kupenya kwa misumari, kupima kushuka, uthibitishaji wa utendakazi wa BMS. IEC 62619 inaunda msingi wa kiufundi wa kuweka alama za CE barani Ulaya, uthibitishaji wa AS/NZS nchini Australia, idhini ya PSE nchini Japani.
Jambo muhimu: vyeti vinatumika kwa mifano maalum ya bidhaa, si kwa wazalishaji. Watengenezaji wengine huidhinisha modeli moja kisha hupiga cheti kwenye kila kitu wanachouza. Unaponunua, thibitisha nambari ya muundo wa cheti inalingana na kile unachonunua. Vyeti visivyolingana havina thamani.
Vidokezo vya Wasambazaji
Wachache tumeshughulika nao:
Miongoni mwa wauzaji wa China, BYD inamiliki sehemu kubwa ya soko katika betri za lithiamu za forklift za umeme, zinazoripotiwa karibu 60% nchini China. Betri zao za blade huja na dhamana ya miaka 10. CATL na Hangcha ziliunda JV inayoitwa Pengcheng New Energy mahsusi kwa forklift na betri za AGV. Ikiwa tayari unatumia magari ya Hangcha, chaneli hiyo inaweza kuwa laini zaidi.
Miongoni mwa wasambazaji wa Magharibi, mfululizo wa EnerSys NexSys ni thabiti. Mfumo wao wa kuchaji bila waya wa NexSys AIR unaauni asidi ya risasi, TPPL, na lithiamu kwenye miundombinu sawa. Inatumika ikiwa meli yako inabadilika kutoka asidi ya risasi hadi lithiamu na ungependa kulinda uwekezaji wako wa vifaa vya kuchaji.
Maswali ya kuuliza wakati wa kutathmini wauzaji:
Ni mtengenezaji gani wa seli, daraja gani (A-daraja au B-daraja)? Je, zinaweza kutoa data ya majaribio ya maisha ya mzunguko kwa vifurushi, sio seli tupu tu? Je, uwezo wa kifuniko cha udhamini hufifia au kutofaulu kabisa? Je, wanashughulikiaje madai ya udhamini (betri za usafirishaji kimataifa ni ghali na polepole)?
Mawazo ya Mwisho
Uchaguzi wa betri si uamuzi wa ununuzi wa mara moja-. Unachochagua leo huamua gharama za uendeshaji na utata wa matengenezo kwa miaka 5 hadi 10 ijayo. Usiangalie tu bei ya awali ya ununuzi. Hesabu- TCO ya miaka mitano kabla ya kuamua.
Iwapo una mradi mahususi katika kazi na unahitaji kuthibitisha vipimo vya betri yako, tuma juu ya vigezo vya uendeshaji, masafa ya bajeti, mahitaji maalum (hifadhi baridi,{0}}inayoweza kulipuka, vipimo visivyo vya kawaida). Tumewahi kukanyaga baadhi ya mabomu haya ya ardhini hapo awali na tunaweza kukusaidia kuyaepuka.
