Yangiliklar

Er osti konlarida elektromobillikka o'tishda e'tiborga olinishi kerak bo'lgan bir nechta akkumulyator va zaryadlash texnologiyalari mavjud.

Akkumulyatorli kon mashinalari er osti konlarini qazib olish uchun juda mos keladi.Ular chiqindi gazlarni chiqarmagani uchun sovutish va ventilyatsiya talablarini kamaytiradi, issiqxona gazlari (GHG) chiqindilarini va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini kamaytiradi va mehnat sharoitlarini yaxshilaydi.

Bugungi kunda deyarli barcha er osti kon uskunalari dizel yoqilg'isi bilan ishlaydi va chiqindi gazlarni hosil qiladi.Bu ishchilar xavfsizligini ta'minlash uchun keng qamrovli shamollatish tizimlariga bo'lgan ehtiyojni keltirib chiqaradi.Bundan tashqari, bugungi kon operatorlari ruda konlariga kirish uchun 4 km (13123,4 fut) chuqurlik qazishayotgani sababli, bu tizimlar eksponent ravishda kattalashadi.Bu ularni o'rnatish va ishlatish uchun qimmatroq bo'ladi va ko'proq energiya talab qiladi.

Shu bilan birga, bozor o'zgarmoqda.Hukumatlar atrof-muhitni muhofaza qilish maqsadlarini belgilamoqda va iste'molchilar kamroq uglerod izini ko'rsatishi mumkin bo'lgan yakuniy mahsulotlar uchun mukofot to'lashga tobora ko'proq tayyor.Bu konlarni karbonsizlantirishga ko'proq qiziqish uyg'otmoqda.

Yuklash, tashish va tashlash (LHD) mashinalari buni amalga oshirish uchun ajoyib imkoniyatdir.Ular kon bo'ylab odamlar va asbob-uskunalarni ko'chirishda er osti konlarini qazib olish uchun energiya talabining taxminan 80% ni tashkil qiladi.

Akkumulyatorli transport vositalariga o‘tish qazib olishni karbonsizlantirishi va shamollatish tizimlarini soddalashtirishi mumkin.

Buning uchun yuqori quvvatli va uzoq umrga ega batareyalar talab qilinadi - bu avvalgi texnologiyaning imkoniyatlaridan tashqarida edi.Biroq, so'nggi bir necha yil davomida olib borilgan tadqiqotlar va ishlanmalar to'g'ri ishlash darajasi, xavfsizligi, arzonligi va ishonchliligi bilan lityum-ion (Li-ion) batareyalarning yangi turini yaratdi.

Besh yillik kutish

Operatorlar LHD mashinalarini sotib olayotganda, ular og'ir sharoitlar tufayli eng ko'p 5 yil umr ko'rishadi.Mashinalar namlik, chang va toshlar, mexanik zarba va tebranishlar bilan notekis sharoitlarda kuniga 24 soat og'ir yuklarni tashishlari kerak.

Quvvat haqida gap ketganda, operatorlar mashinaning ishlash muddatiga mos keladigan batareya tizimlariga muhtoj.Batareyalar tez-tez va chuqur zaryadlash va tushirish davrlariga ham bardosh berishi kerak.Shuningdek, ular avtomobilning mavjudligini maksimal darajada oshirish uchun tez zaryadlash imkoniyatiga ega bo'lishi kerak.Bu yarim kunlik smena rejimiga mos keladigan bir vaqtning o'zida 4 soat xizmat ko'rsatishni anglatadi.

Batareyani almashtirish va tez zaryadlash

Bunga erishishning ikkita varianti sifatida batareyani almashtirish va tez zaryadlash paydo bo'ldi.Batareyani almashtirish ikkita bir xil batareyalar to'plamini talab qiladi - biri avtomobilni quvvatlantiradi, ikkinchisi esa zaryadlangan.4 soatlik smenadan so'ng, sarflangan batareya yangi zaryadlangan batareyaga almashtiriladi.

Afzalligi shundaki, buning uchun yuqori quvvatli quvvat talab etilmaydi va odatda konning mavjud elektr infratuzilmasi tomonidan quvvatlanishi mumkin.Biroq, o'zgartirish ko'tarish va ishlov berishni talab qiladi, bu esa qo'shimcha vazifani yaratadi.

Boshqa yondashuv - pauzalar, tanaffuslar va smenani o'zgartirish vaqtida taxminan 10 daqiqa ichida tez zaryadlash imkoniyatiga ega bo'lgan bitta batareyadan foydalanish.Bu batareyalarni almashtirish zaruratini yo'q qiladi, hayotni soddalashtiradi.

Biroq, tez zaryadlash yuqori quvvatli tarmoq ulanishiga tayanadi va kon operatorlari o'zlarining elektr infratuzilmasini yangilashlari yoki yo'lda energiya saqlashni o'rnatishlari kerak bo'lishi mumkin, ayniqsa, bir vaqtning o'zida zaryadlanishi kerak bo'lgan kattaroq flotlar uchun.

Batareyani almashtirish uchun Li-ion kimyosi

O'zgartirish va tez zaryadlash o'rtasidagi tanlov qaysi turdagi batareya kimyosidan foydalanishni ma'lum qiladi.

Li-ion - bu keng ko'lamli elektrokimyoni qamrab oluvchi umumiy atama.Ulardan alohida foydalanish yoki kerakli aylanish muddati, kalendar muddati, energiya zichligi, tez zaryadlash va xavfsizlikni ta'minlash uchun foydalanish mumkin.

Ko'pgina Li-ion batareyalar salbiy elektrod sifatida grafit bilan ishlab chiqariladi va lityum nikel-marganets-kobalt oksidi (NMC), lityum nikel-kobalt alyuminiy oksidi (NCA) va lityum temir fosfat (LFP) kabi ijobiy elektrod kabi turli xil materiallarga ega. ).

Ulardan NMC va LFP ikkalasi ham etarli quvvat ko'rsatkichi bilan yaxshi energiya mazmunini ta'minlaydi.Bu ulardan birini batareyani almashtirish uchun ideal qiladi.

Tez zaryadlash uchun yangi kimyo

Tez zaryadlash uchun jozibali muqobil paydo bo'ldi.Bu NMC dan ijobiy elektrodga ega bo'lgan lityum titanat oksidi (LTO).Grafit o'rniga uning salbiy elektrodi LTO ga asoslangan.

Bu LTO batareyalariga boshqa ishlash profilini beradi.Ular juda yuqori quvvatli zaryadlashni qabul qilishlari mumkin, shuning uchun zaryadlash vaqti 10 daqiqagacha bo'lishi mumkin.Ular, shuningdek, Li-ion kimyosining boshqa turlariga qaraganda uch-besh baravar ko'proq zaryadlash va tushirish davrlarini qo'llab-quvvatlashi mumkin.Bu taqvim muddatini uzaytiradi.

Bunga qo'shimcha ravishda, LTO juda yuqori o'ziga xos xavfsizlikka ega, chunki u chuqur zaryadsizlanish yoki qisqa tutashuvlar kabi elektr tokini suiiste'mol qilish, shuningdek mexanik shikastlanishga bardosh bera oladi.

Batareyani boshqarish

OEMlar uchun yana bir muhim dizayn omili elektron monitoring va nazoratdir.Ular avtomobilni batareyani boshqarish tizimi (BMS) bilan birlashtirishi kerak, bu esa butun tizim bo'ylab xavfsizlikni himoya qiladi.

Yaxshi BMS, shuningdek, doimiy haroratni saqlash uchun alohida hujayralarni zaryadlash va tushirishni nazorat qiladi.Bu barqaror ishlashni ta'minlaydi va batareyaning ishlash muddatini maksimal darajada oshiradi.Shuningdek, u zaryad holati (SOC) va salomatlik holati (SOH) haqida fikr-mulohazalarni taqdim etadi.Bu batareyaning ishlash muddatining muhim ko'rsatkichlari bo'lib, SOC operatorning smenada transport vositasini qancha vaqt ishlatishini ko'rsatadi, SOH esa qolgan kalendar muddati ko'rsatkichidir.

Plug-and-play imkoniyati

Avtoulovlar uchun akkumulyator tizimlarini belgilash haqida gap ketganda, modullardan foydalanish juda mantiqiy.Bu akkumulyator ishlab chiqaruvchilardan har bir avtomobil uchun maxsus batareya tizimlarini ishlab chiqishni so'rashning muqobil yondashuvi bilan taqqoslanadi.

Modulli yondashuvning katta foydasi shundaki, OEMlar bir nechta avtomobillar uchun asosiy platformani ishlab chiqishi mumkin.Keyin ular har bir model uchun kerakli kuchlanishni ta'minlaydigan qatorlarni qurish uchun batareya modullarini ketma-ket qo'shishlari mumkin.Bu quvvat chiqishini boshqaradi.Keyin ular kerakli energiyani saqlash hajmini yaratish va kerakli davomiylikni ta'minlash uchun ushbu satrlarni parallel ravishda birlashtirishi mumkin.

Er osti konlarini qazib olishda og'ir yuklar transport vositalarining yuqori quvvatni etkazib berishini anglatadi.Bu 650-850V kuchlanishli batareya tizimlarini talab qiladi.Yuqori kuchlanishlarga ko'tarilish yuqori quvvatni ta'minlasa-da, bu tizimning yuqori xarajatlariga olib keladi, shuning uchun tizimlar yaqin kelajakda 1000V dan past bo'lib qoladi deb ishoniladi.

4 soatlik uzluksiz ishlashga erishish uchun dizaynerlar odatda 200-250 kVt / soat energiya saqlash quvvatini izlaydilar, garchi ba'zilariga 300 kVt yoki undan ko'p kerak bo'ladi.

Ushbu modulli yondashuv OEMlarga ishlab chiqarish xarajatlarini nazorat qilishda yordam beradi va turdagi testlarga bo'lgan ehtiyojni kamaytirish orqali bozorga chiqish vaqtini qisqartiradi.Shuni yodda tutgan holda, Saft NMC va LTO elektrokimyolarida mavjud bo'lgan qo'shish va ishga tushirish batareyasi yechimini ishlab chiqdi.

Amaliy taqqoslash

Modullarni qanday taqqoslashini his qilish uchun batareyani almashtirish va tez zaryadlashga asoslangan oddiy LHD avtomobili uchun ikkita muqobil stsenariyni ko'rib chiqishga arziydi.Ikkala stsenariyda ham avtomobilning og'irligi 45 tonna yuksiz va 60 tonna to'liq yuklangan holda 6-8 m3 (7,8-10,5 yd3) yuk ko'tarish qobiliyatiga ega.O'xshash taqqoslashni yoqish uchun Saft o'xshash og'irlikdagi (3,5 tonna) va hajmdagi (4 m3 [5,2 yd3]) batareyalarni ko'rsatdi.

Batareyani almashtirish stsenariysida batareya NMC yoki LFP kimyosiga asoslangan bo'lishi mumkin va o'lcham va vazn konvertidan 6 soatlik LHD o'zgarishini qo'llab-quvvatlaydi.400 Ah sig‘imli 650V kuchlanishli ikkita akkumulyator avtomobilni almashtirganda 3 soatlik zaryad talab qiladi.Har biri 3-5 yillik umumiy kalendar muddati davomida 2500 tsikl davom etadi.

Tez zaryadlash uchun bir xil o'lchamdagi bitta bortdagi LTO batareyasi 250 Ah sig'imga ega 800V quvvatga ega bo'lib, 15 daqiqalik ultra tez zaryad bilan 3 soat ishlash imkonini beradi.Kimyo yana ko'p tsikllarga bardosh bera olganligi sababli, u 5-7 yil kutilgan kalendar muddati bilan 20 000 tsiklni etkazib beradi.

Haqiqiy dunyoda avtomobil dizayneri mijozning afzalliklarini qondirish uchun ushbu yondashuvdan foydalanishi mumkin.Masalan, energiya saqlash hajmini oshirish orqali smenaning davomiyligini uzaytirish.

Moslashuvchan dizayn

Oxir oqibat, kon operatorlari batareyani almashtirishni yoki tez zaryadlashni afzal ko'rishlarini tanlaydilar.Va ularning tanlovi har bir saytida mavjud bo'lgan elektr quvvati va bo'sh joyga qarab farq qilishi mumkin.

Shuning uchun, LHD ishlab chiqaruvchilari ularga tanlashda moslashuvchanlikni ta'minlashi muhimdir.