AGV bateriaHautaketa Gida: Tentsioa, Edukiera eta Karga-baldintzak
Azken hiru urteetan, AGV proiektu gehiagok bateria aukeraketa gaizki egiten dutela ikusi dugu. Ez bezeroek ezagutza teknikorik ez dutelako, baizik eta hornitzaileek ematen dituzten fitxa teknikoak funtsean alferrikakoak direlako benetako erabakiak hartzeko. Bi bateria biak 48V 100Ah etiketatuta, bata bestea baino hiru aldiz gehiago kostatzen da. Zein da aldea? Hori da gida hau.
Tentsioaren hautaketa
Zure AGV saltzaileak dio ibilgailuak 48 V behar duela, beraz, 48 V-ko bateriak erostera zoaz. Zuzena dirudi. Ez da.
Oinarrizko fisika lehenik.
Potentzia tentsioa aldiz korrontea berdina da. 5000W irteteko, 48V-ko sistema batek 104A ateratzen du, 36V-ko sistema batek 139A, 24V-ko sistema batek 208A. Korronte handiagoak kable lodiagoak, kontaktoreen higadura azkarragoak eta konektoreetan bero gehiago esan nahi du. 48V erabil ditzakezun 24V erabiltzeak arazoak eskatzen ditu errepidean.
Baina benetako proiektuak ez dira hain sinpleak. Iaz hotzeko biltegiratze proiektu bat egin genuen, hasieran 48V LFP zehazten zuena. Probetan zehar, barne-erresistentzia igo zen tenperatura hotzetan, kargatzeko babesa piztu zen. 36 V-ra aldatu da. Paperean hain eraginkorra, baina fidagarria. Izozkailuetan, fidagarritasunak eraginkortasuna gainditzen du aldi bakoitzean.
Tentsioa hautatzeko nire arauak:
24V
24V-ek 500 kg azpiko kargarekin funtzionatzen du, 2 kW-ko potentzia-eskaeraren azpian, aurrekontu estuetan. Egia esanda, oso gutxitan gomendatzen dugu 24V-ek bezeroek berariaz eskatzen ez badute.
48V
48V-k biltegiko AGV gehienak estaltzen ditu. 1 eta 2,5 tona bitarteko kargak maneiatzen ditu, kargatzeko azpiegitura heldua, hornitzaileen aukeraketa zabalena. Aukera lehenetsia ez bada ezer berezirik gertatzen.
72V+
72V eta 80V-ko eskorga astunetarako, portuko ekipamenduetarako, kanpoko garraiatzeko. Samsung SDI-k 94V-ko sistema bat eraiki zuen 10 tonako eskorga elektrikoetarako, ustez dieselaren errendimenduarekin bat datorrena (hori beren webgunekoa da, ez dut nik neuk probatu, baina Samsung-ek espazio honetan duen ibilbidea sendoa da).
Edukiera: Denek dakite formula, inork ez daki non lortu sarrerak
Formula
Edukiera (Ah)=Potentzia (W) × Iraupena (orduak) ÷ Tentsioa (V) ÷ Eraginkortasuna
Eraginkortasuna: 0,95 litiorako, 0,85 berun azidorako.
Arazoa "potentzia" zenbakia da. AGV saltzaileek "baldintza tipikoak" ematen dizkizute, hau da, zoru lauak, karga estandarrak, maiz abiaraztea eta gelditzea. Benetako biltegiek arrapalak dituzte, gainkargak, puntako orduak etengabeko funtzionamenduarekin. Benetako potentziaren kontsumoa zehaztapen-orri kopuruak baino % 50 handiagoa izan daiteke.
Zer egiten dugu: eskatu AGV saltzaileari hiru zenbaki. Gurutzaldi-potentzia deskargatua, maldan gorako potentzia kargatua, potentzia gailurra. Ondoren, estimatu batez besteko haztatua bezeroaren benetako ibilbideetan oinarrituta. Saltzaileak "batez besteko potentzia" zenbaki lauso bakarra eman badezake, 1,3z biderkatzen dut kalkulatu aurretik.
Erreferentzia gisa, JD Logistics-ek Asia No.1 biltegi adimendunen datuak argitaratu zituen. Haien Dilang AGV-ek 500 kg garraiatzen dituzte, 6 eta 9 ordu bitartean ibiltzen dira inportatutako zeluletan kargatuta, 50A karga azkarra onartzen dute, 30 minututan osatzeko (iturria: JD Logistics dokumentazio teknikoa). 48V-tan, 50A kargatzeak bateriaren edukiera esan nahi du 40Ah eta 60Ah artean. Hori arrazoizkoa da 500 kg-ko garraiolari batentzat. Zure ibilgailuak ibilbide gehiago edo luzeagoak baditu, handitu ahalmena horren arabera.
Kimika: LFP, NMC, LTO bakoitzak bere lekua du
Litioaren hiru kimika nagusi dira AGV merkatuan. Hona hemen nire iritzia:
LFP (litio burdin fosfatoa)
Aukera egokia proiektuen %90erako. Ziklo-bizitza luzea, segurtasun-profil ona, kostuak nabarmen jaitsi dira. CATL eta BYD-k LFP zelula fidagarriak egiten dituzte hornikuntza-kate helduekin. Beste zerbait aukeratzeko arrazoi zehatzik ez baduzu behintzat, lehenetsi LFP.
NMC (nikel manganeso kobaltoa)
LFP baino energia-dentsitate handiagoa, baina ziklo-bizitza laburragoa eta ihes-arrisku termiko handiagoa. Kontuan hartu NMC zure AGV bateriaren konpartimendua txikiegia bada behar duzun LFP bolumenera egokitzeko. Pertsonalki ez zait gustatzen NMC biltegi-inguruneetan. Ihesaldi termikoa gertatzen bada, biltegiaren balio osoa galtzen duzu, ez bakarrik AGV.
LTO (litio titanato)
Kasu berezia. Energia-dentsitatea LFPren erdia da (benetan baxua), baina kargatzeko abiadura muturrekoa da (5C ez da arazorik, karga osoa 12 minututan), ziklo-bizitza muturrekoa da (15000+ ziklo), eguraldi hotzaren errendimendua muturrekoa da (minus 30 gradutan funtzionatzen du). Prezioa ere muturrekoa da. LTOk zentzua duten bi agertoki: 24/7 etengabeko funtzionamendua 10 eta 15 minutu bitarteko kargatzeko leihoekin edo hotz-katearen inguruneak -zero azpiko tenperatura larriak dituztenak. Zure proiektua edozein agertoki egokitzen bada, LTOren prezioa justifikatuta dago.
| Mota | Energia-dentsitatea | Zikloak | Zehaztapenak |
|---|---|---|---|
| LFP | 90 eta 160 Wh/kg | 2000tik 5000ra | 1C kargatzeko ondo maneiatzen du, 20 gradu gutxiagorekin funtzionatzen du, kostu moderatua. |
| NMC | 150 eta 220 Wh/kg | 1000tik 2000ra | Kontuz ibili 1C-tik gorako karga, batez besteko errendimendu hotza, kostu handiagoa. |
| LTO | 50 eta 80 Wh/kg | 15000tik 20000ra | 5C kargatzen du, ken 30 gradutan funtzionatzen du, kostu nabarmen handiagoa. |
LFP Kimika bera, gaitasun desberdina: nola aukeratu
Jendeak hau asko galdetzen du. Hornitzaile gehienek ez dute ondo azaltzen, handiagoak erostea nahi dutelako (marjina handiagoa).
Handiagoa beti hobea da? Ez.
Ahalmen handiko arazoak
Lehenik eta behin, pisua.100 Ah LFP paketeak 45 kg inguru pisatzen ditu, 200 Ah-k 85 kg. 40 kg gehigarri horrek karga-ahalmena murrizten du edo bidaia bakoitzeko energia-kontsumoa handitzen du.
Bigarrena, kargatzeko denbora.0.5C-tan, 100Ah-k 2 ordu behar ditu, 200Ah-k 4 ordu behar ditu.
Hirugarrena,Txanda bakoitzak bateriaren edukieraren % 30 baino ez badu erabiltzen, zelula horien % 70 karga-egoera altuan egoten da egunero, egutegiaren zahartzea bizkortuz.
Ahalmen txikiko arazoak
Ahalmen txikiko arazoak agerikoak dira: iraupen laburra, ibilgailuak -erdialdean hiltzeko arriskua kargatzeko ordutegia galtzen bada.
Nire neurriaren printzipioa
Irudikatu zenbat energia kontsumitzen duen ibilgailuak kargatzeko aukeren artean, eta hautatu ahalmena, ziklo bakoitzean paketearen % 60-% 70 erabiltzen ari zaren. Ez da nahikoa sakona zelulak estresatzeko, ez aski sakona dirua xahutzeko erabili gabeko edukieran.
Adibidea: AGV 4 orduz behin kargatu daiteke, batez besteko energia-kontsumoa 800W. Lau ordu 800W-tan 3200Wh da. 48V-tan 67Ah da. 100 Ah-ko paketeak ziklo bakoitzeko %67ko erabilera esan nahi du. Hori da leku gozoa. 150 Ah-ko pakete batek ziklo bakoitzeko % 45 baino ez luke erabiliko, kapitala alferrik galduko ez duten zeluletan mantentzea lortzen ez duten zeluletan.
DOD eta Cycle Life: ezagutza honek dirua aurreztuko dizu
DOD isurketaren sakonera esan nahi du. Bateriaren iraupenean duen eragina jende gehienak uste baino handiagoa da.
Battery University (batteryuniversity.com) zuzenean aipatuko ditudan proba-datuak argitaratu ditu:
LFP zelulak % 100 DOD-an ziklatutako % 80ko ahalmenera iristen dira 600 ziklo inguruan. 3000 ziklo baino gehiago irauten dute. Bateria bera, sakonera txikiko txirrindularitzak hainbat aldiz gehiago ematen du bere bizitza osoan zehar, bizikleta sakonak baino.
Zer esan nahi du horrek praktikoki? Hobe edukiera apur bat handiagoa erostea eta erdia bakarrik erabiltzea behar duzuna zehazki erosi eta ziklo bakoitzean xukatu baino. Bigarren ikuspegia aldez aurretik merkeagoa dirudi, baina bateriak maizago aldatuko dituzu.
Gure konfigurazio estandarra orain: SOC zorua % 20 eta % 25ean, sabaia % 80 eta % 85ean, ibilgailuek leiho honen barruan funtzionatzen dute. Aukera kargatzearekin batera, bateriaren iraupena bi edo hiru aldiz luzatzen da karga/deskarga osoko zikloarekin alderatuta.
Uste oker arrunt bat
Jende askok uste du litiozko bateriek aldizkako deskarga osoa behar dutela "kalibratzeko". Nikel kadmioaren pentsamendua da, guztiz okerra litioarentzat. Deskarga sakonak elektrodoen egitura kaltetzen du. BMS modernoak coulomb zenbaketa erabiltzen du SOC kalkulatzeko, ez du ziklo hutsik behar kalibratzeko.
Kargatzeko estrategia: kargatzeko aukera edo bateria trukatzea
Ikuspegi biek badute bere lekua. Ez bata ez bestea berez "aurreratuago".
Aukera kobratzea
AGVren erabilera % 75etik behera geratzen denean funtzionatzen du. Ibilgailuak kobratzen ditu zereginen zain, ilaran, kargatu/deskargatu bitartean. Saio bakoitzak 15 eta 30 minutuko iraupena du. Egunean zehar nahikoa exekuzio-denbora gehitzen du. Ez da giza esku-hartzerik behar. LFP-k 1C kargatzea onartzen duenarekin, 15 minutuek gutxi gorabehera % 25eko edukiera gehitzen dute, nahikoa beste ordu bat edo bi funtzionatzeko.
Bateria-aldaketa
Erabilera %95etik gorakoa denean eta ibilgailuak gelditu ezin direnean funtzionatzen du. Ibilgailua trukatzeko geltokian sartzen da, bateria aldatu da 2 eta 5 minututan, berehala lanera itzuli da. -Ohitura: ibilgailu bakoitzak 2 edo 3 bateria behar ditu, trukatzeko ekipamendu dedikatua eta trukeak egiteko operadoreak.
DHLren kasua nabarmentzekoa da. Haien banaketa-zentro globalek Locus Robotics elkarlaneko robotak erabiltzen dituzte aukera kargatzeko. Picking eraginkortasuna %50etik %70era hobetu zen, laneko lesioak %15 jaitsi ziren (iturria: DHL webgunea eta Logistics Viewpoints estaldura). Eraginkortasun-irabazi horiek ez dira robotetatik beraiek bakarrik. Aukera kargatzeak 24 orduko benetako funtzionamendua ahalbidetzen du. Lan kostuen aurrezpena nabarmena da.
Ingurune hotza hutsuneak
Zure biltegiak hozkailu edo izozkailu eremuak baditu, bateria aukeratzeak arreta gehiago behar du.
Litiozko pilek bi arazo dituzte hotzean. Lehenik eta behin, edukiera jaisten da: ken 10 gradutan, LFP-k agian %85eko edukiera mantentzen du; ken 20 gradutan agian %70. Bigarrenik, kargatzeko murrizketak: izozte azpian litioa kargatzeak anodoan litio xaflatzea eragiten du. Hori kalte iraunkorra eta segurtasun arriskua da. BMS gehienek karga korronteari uko egiten diote zelulen tenperatura 0 gradutik behera jaisten denean.
Irtenbide praktikoak: eremu hotzetik kanpo kargatzeko guneak ezarri (ibilgailuak kargatzera irteten dira, amaitutakoan itzultzen dira), edo aurrez berogailu duten bateria-sistemak erabili (izoztetik gorako zelulak berotu karga-korrontea onartu aurretik).
Zure AGV-ek minus 25 gradutik beherako denbora luzez funtzionatzen badute, LFP estandarrak ziurrenik ez du moztuko. Demagun LTO edo hotz-katearen bateria espezializatuak. SVOLT-en LMFP zelulek minus 30 gradutan funtzionatzen dute. Hotzetako katearen logistikan posizio duina eraiki dute. Merezi du izozkailurako aplikazioetarako ikertzea.
Zenbakiak martxan
Irudi konkretuak. 48 V-eko AGV bat, bi-txandako funtzionamendua (16 ordu egunero), bost-urteko horizonte.
Berun azidoaren hurbilketa
Pilak (2 biraketa): 4.000 $
Kargagailua: 1.500 $
Urteko elektrizitatea (5 urte): 9.000 $
Urteko mantentze-lanak (5 urte): 3.000 $
Ordezkoa (3. urtea): 4.000 $
Geldialdi-galerak (5 urte): 12.000 $
Bost-urte: guztira $33.500
LFP ikuspegia
Bateria (bakarrik): 12.000 $
Kargagailu azkarra: 3.500 $
Urteko elektrizitatea (5 urte): 5.750 $
Mantenua: $0
Ordezkoa: $0
Geldialdi-galerak (5 urte): 2.000 $
Bost-urte: guztira 23.250 $
Aurrezpena: 10.250 $, % 31 gutxi gorabehera
Honek ez ditu zenbatzen ere berun azidoa botatzeko kostuak edo litioaren hondar balioa bost urte igaro ondoren.
Noiz ez du zentzurik litioak? Txanda bakarreko funtzionamendua (8 ordu baino gutxiago egunero), erabilera baxua. Berun azidoaren hasierako kostu txikiagoak 7 eta 8 urte behar ditu gainditzeko. Zure proiektuaren horizontea 3 eta 5 urte baino ez bada eta benetan txanda bakarra egiten baduzu, berun azidoa hobeto atera daiteke.
BMS: Babesteko zirkuituak baino gehiago
Jende askok BMS babes-zirkuitu gisa tratatzen du. Moztu bateria gehiegizko karga,-deskarga, -korronte eta-tenperaturan. Lana eginda. BMS modernoak askoz gehiago egiten du.
SOC estimazioa
BMS onak % 1 eta % 3 arteko zehaztasuna lortzen du (Infineon-en dokumentu teknikoek % 1 edo % 1 erreklamatzen dute beren soluzioetarako). Zergatik axola du zehaztasunak? Zure bidalketa-sistemak zereginak esleitu ditzake ibilgailu bakoitzaren benetako gainerako kargaren arabera. Karga handiko-ibilgailuek ibilbide luzeko-lanak egiten dituzte,-karga baxuko ibilgailuek ibilbide laburrak edo kargatzera doaz. SOC estimazioaren errorea % 10ekoa bada, optimizazio hori ezinezkoa bihurtzen da.
SOH jarraipena
Osasun egoeraren jarraipena. BMS onak bateria bakoitzaren ahalmenaren degradazio kurbak jarraitzen ditu, hilabete lehenago ohartarazten du pakete batek huts egiten duenean. Hildako ibilgailu baten zain egotea eta larrialdietako geldialdiei aurre egitea baino hobe.
Tenperaturaren kudeaketa
Denbora errealeko-jarraipena paketeko hainbat puntutan. Eremu beroak goiz antzematen ditu, potentzia murrizten du arazoak areagotu aurretik.
Komunikazio interfazea
CAN busa edo RS485 zure biltegia kudeatzeko sistemara konektatzen da. WMS-i ibilgailu bakoitzaren bateriaren egoera ikus dezala.
Ez merke atera BMSn. Ikusi ditugu bezeroek ehunka dolar aurrezten aurrekontuko BMS unitateetan, eta gero SOC estimazio akatsak hain handiak aurkitu ditugu bidalketa-sistemak ezin ditu datuak batere erabili. Baliteke ezaugarririk ez izatea.
Ziurtagiriak: Ez tramiteak soilik
Bi ziurtagiriak dira gehien: UN38.3 eta IEC 62619.
UN38.3
Garraioaren segurtasuna estaltzen du. Altueraren simulazioa, tenperaturaren txirrindularitza, bibrazioa, talka, zirkuitu laburra, gainkarga, deskarga behartua probatzen ditu. Beharrezkoa da mugak zeharkatzen dituen litiozko bateriak. UN38.3 ez, logistika enpresek ez dute ukituko.
IEC 62619
Litiozko bateria industrialaren erabilera segurtasuna estaltzen du. Proba-elementuak UN38.3rekin gainjartzen dira, baina agertoki operatiboetan zentratu gehiago: iltzeak sartzea, erorketa probak, BMS funtzioaren egiaztapena. IEC 62619 Europan CE markarako oinarri teknikoa da, AS/NZS ziurtagiria Australian, PSE onarpena Japonian.
Puntu garrantzitsua: ziurtagiriak produktu-eredu zehatzei aplikatzen zaizkie, ez fabrikatzaileei. Fabrikatzaile batzuek modelo bat ziurtatzen dute eta gero ziurtagiria ematen diote saltzen duten guztiari. Erosterakoan, egiaztatu ziurtagiriaren modelo-zenbakia erosten ari zarenarekin bat datorrela. Bat ez datozen ziurtagiriek ez dute ezertarako balio.
Hornitzaileen oharrak
Landu ditugun batzuk:
Txinako hornitzaileen artean, BYD-k eskorga elektrikoen litiozko baterietan merkatu kuota handia du, Txinan % 60 inguru. Haien blade bateriak 10 urteko bermearekin datoz. CATL eta Hangcha-k Pengcheng New Energy izeneko JV bat sortu zuten eskorga eta AGV baterietarako bereziki. Hangcha ibilgailuak erabiltzen ari bazara, baliteke kanal hori leunagoa izatea.
Mendebaldeko hornitzaileen artean, EnerSys NexSys seriea sendoa da. Haien NexSys AIR haririk gabeko kargatzeko sistemak berun azidoa, TPPL eta litioa onartzen ditu azpiegitura berean. Erabilgarria zure flota berun azidotik litiora pasatzen ari bada eta kargatzeko ekipoen inbertsioa babestu nahi baduzu.
Hornitzaileak ebaluatzean egin beharreko galderak:
Zein zelula fabrikatzaile, zein kalifikazio (A-maila edo B-maila)? Eman al ditzakete ziklo-bizitza probaren datuak paketeetarako, ez soilik zelula biluziak? Bermeak estaltzen du ahalmena desagertzen al da edo hutsegite osoa bakarrik? Nola kudeatzen dituzte berme-erreklamazioak (pilak nazioartean bidaltzea garestia eta motela da)?
Azken Gogoetak
Bateria hautatzea ez da-aldiz erosteko erabakia. Gaur aukeratzen duzunak funtzionamendu-kostuak eta mantentze-lanaren konplexutasuna zehazten ditu datozen 5 eta 10 urteetarako. Ez begiratu hasierako erosketa prezioari soilik. Kalkulatu bost-urteko TCO erabaki aurretik.
Proiektu zehatz bat obretan baduzu eta zure bateriaren zehaztapenak balioztatu behar badituzu, bidali funtzionamendu-parametroak, aurrekontu-tartea, eskakizun bereziak (hotz-biltegiratzea, leherketa-froga, ezohiko neurriak). Lur-mina horietako batzuk zapaldu ditugu aurretik eta horiek saihesten lagun zaitzake.
