Bateri AGVUdhëzuesi i përzgjedhjes: Kërkesat e tensionit, kapacitetit dhe karikimit
Në tre vitet e fundit, ne kemi parë më shumë projekte AGV që zgjedhin baterinë gabim sesa të drejtën. Jo sepse klientëve u mungojnë njohuritë teknike, por sepse fletët e specifikimeve që ofrojnë furnizuesit janë në thelb të padobishme për marrjen e vendimeve reale. Dy bateri me etiketa 48V 100Ah, njëra kushton tre herë më shumë se tjetra. Cili është ndryshimi? Kjo është ajo që ky udhëzues ka të bëjë.
Zgjedhja e tensionit
Shitësi juaj AGV thotë se automjeti ka nevojë për 48 V, kështu që ju shkoni të blini bateri 48 V. Duket e drejtpërdrejtë. Nuk është.
Fillimisht fizika bazë.
Fuqia është e barabartë me tensionin dhe rrymën. Për të nxjerrë 5000W, një sistem 48V tërheq 104A, një sistem 36V tërheq 139A, një sistem 24V tërheq 208A. Rryma më e lartë do të thotë kabllo më të trashë, konsum më të shpejtë të kontaktorit, më shumë nxehtësi në lidhës. Përdorimi i 24V ku mund të përdorni 48V është duke kërkuar probleme në rrugë.
Por projektet reale nuk janë aq të thjeshta. Ne bëmë një projekt të ruajtjes së ftohtë vitin e kaluar, fillimisht i specifikuar 48V LFP. Gjatë testimit, rezistenca e brendshme u rrit në temperatura të ftohta, mbrojtja e karikimit vazhdoi të aktivizohej. Kalohet në 36V. Më pak efikas në letër, por i besueshëm. Në mjediset ngrirëse, besueshmëria e mposht efikasitetin çdo herë.
Rregullat e mia për zgjedhjen e tensionit:
24V
24V punon për ngarkesa nën 500 kg, me kërkesë për energji 2 kW, buxhete të ngushta. Sinqerisht, ne rrallë rekomandojmë më 24 V, përveç nëse klientët e kërkojnë atë në mënyrë specifike.
48V
48V mbulon shumicën e AGV-ve të magazinës. Trajton ngarkesa nga 1 deri në 2,5 ton, infrastrukturë e pjekur karikimi, përzgjedhje më e gjerë e furnizuesit. Zgjedhja e parazgjedhur nëse nuk ndodh asgjë e veçantë.
72V+
72V dhe 80V për pirunët e rëndë, pajisje portuale, transportues të jashtëm. Samsung SDI ndërtoi një sistem 94V për pirunët elektrikë 10 tonësh që supozohet se përputhet me performancën e naftës (kjo është nga uebfaqja e tyre, nuk e kam testuar vetë, por rekordi i Samsung në këtë hapësirë është i fortë).
Kapaciteti: Të gjithë e dinë formulën, askush nuk e di se ku t'i marrë të dhënat
Formula
Kapaciteti (Ah)=Fuqia (W) × Koha e funksionimit (orë) ÷ Tensioni (V) ÷ Efikasiteti
Efikasiteti: 0,95 për litiumin, 0,85 për acidin e plumbit.
Problemi është numri "fuqi". Shitësit AGV ju japin "kushte tipike" që do të thotë dysheme të sheshta, ngarkesa standarde, pa nisje dhe ndalesa të shpeshta. Magazinat reale kanë rampa, mbingarkesë, orët e pikut me funksionim të vazhdueshëm. Marrja aktuale e energjisë mund të funksionojë 50% më e lartë se numrat e fletës së specifikimeve.
Çfarë bëjmë ne: pyesni shitësin AGV për tre numra. Fuqia e lundrimit pa ngarkesë, fuqia e ngarkuar përpjetë, fuqia maksimale. Pastaj vlerësoni mesataren e ponderuar bazuar në rrugët aktuale të klientit. Nëse shitësi mund të japë vetëm një numër të paqartë "fuqi mesatare", unë e shumëzoj me 1.3 përpara se të llogaris.
Për referencë, JD Logistics publikoi të dhëna për magazinat e tyre inteligjente Nr. 1 në Azi. Dilang AGV-të e tyre mbajnë 500 kg, funksionojnë 6 deri në 9 orë të ngarkuara në qelizat e importuara, mbështesin karikimin e shpejtë 50A që përfundon në 30 minuta (burimi: dokumentacioni teknik JD Logistics). Në 48V, karikimi 50A nënkupton kapacitetin e baterisë diku midis 40Ah dhe 60Ah. Kjo është e arsyeshme për një transportues 500 kg. Nëse automjeti juaj kryen më shumë ose kalon rrugë më të gjata, rritni kapacitetin në përputhje me rrethanat.
Kimi: LFP, NMC, LTO Secili ka vendin e vet
Tre kimi litium dominojnë tregun AGV. Këtu është mendimi im:
LFP (fosfat litium hekuri)
Zgjedhja e duhur për 90% të projekteve. Jeta e gjatë e ciklit, profili i mirë i sigurisë, kostot janë ulur ndjeshëm. CATL dhe BYD bëjnë qeliza LFP të besueshme me zinxhirë furnizimi të pjekur. Nëse nuk keni një arsye specifike për të zgjedhur diçka tjetër, parazgjedhur në LFP.
NMC (kobalt nikel mangan)
Dendësi më e lartë e energjisë se LFP, por jetë më e shkurtër e ciklit dhe rrezik më i lartë i largimit termik. Merrni parasysh NMC vetëm nëse ndarja juaj e baterisë AGV është shumë e vogël për të përshtatur volumin LFP që ju nevojitet. Personalisht nuk më pëlqen NMC në ambientet e magazinës. Nëse ndodh arratisja termike, ju humbni të gjithë vlerën e inventarit të magazinës, jo vetëm AGV.
LTO (titanat litium)
Rast special. Dendësia e energjisë është gjysma e LFP (me të vërtetë e ulët), por shpejtësia e karikimit është ekstreme (5C nuk është problem, karikimi i plotë në 12 minuta), jeta e ciklit është ekstreme (15000+ cikle), performanca e motit të ftohtë është ekstreme (funksionon në minus 30 gradë). Çmimi është gjithashtu ekstrem. Dy skenarë ku LTO ka kuptim: funksionimi i vazhdueshëm 24/7 me dritare karikimi vetëm 10 deri në 15 minuta, ose mjedise me zinxhir të ftohtë me temperatura serioze nën{11}}zero. Nëse projekti juaj i përshtatet secilit skenar, çmimi premium i LTO është i justifikuar.
| Lloji | Dendësia e Energjisë | Ciklet | Specifikimet |
|---|---|---|---|
| LFP | 90 deri në 160 Wh/kg | 2000 deri në 5000 | Trajton mirë karikimin 1C, funksionon deri në minus 20 gradë, me kosto të moderuar. |
| NMC | 150 deri në 220 Wh/kg | 1000 deri në 2000 | Kini kujdes mbi karikimin 1C, performancë mesatare të ftohtë, kosto më të lartë. |
| VAGJ | 50 deri në 80 Wh/kg | 15000 deri në 20000 | Trajton karikimin 5C, funksionon në minus 30 gradë, kosto dukshëm më e lartë. |
E njëjta kimi LFP, kapacitete të ndryshme: Si të zgjidhni
Njerëzit e pyesin shumë këtë. Shumica e furnitorëve nuk e shpjegojnë mirë sepse duan që ju të blini më të mëdha (marzhi më i lartë).
A është më e madhe gjithmonë më mirë? Nr.
Probleme me kapacitet të madh
Së pari, pesha.Një paketë LFP 100 Ah peshon rreth 45 kg, 200 Ah peshon 85 kg. Kjo 40 kg shtesë ose zvogëlon kapacitetin e ngarkesës ose rrit konsumin e energjisë për udhëtim.
Së dyti, koha e karikimit.Në 0.5C, 100Ah merr 2 orë, 200Ah merr 4 orë.
Së treti,nëse çdo ndërrim përdor vetëm 30% të kapacitetit të baterisë, 70% e këtyre qelizave ulen në gjendje të lartë karikimi çdo ditë, duke përshpejtuar plakjen e kalendarit.
Probleme me kapacitet të vogël
Problemet me kapacitetin e vogël janë të dukshme: kohëzgjatja e shkurtër, rreziku i ngordhjes së automjeteve në mes të ndërrimit-nëse orari i karikimit rrëshqet.
Parimi im i përmasave
Kuptoni se sa energji konsumon automjeti ndërmjet mundësive të karikimit, më pas zgjidhni kapacitetin në mënyrë që të përdorni 60% deri në 70% të paketës për çdo cikël. Jo aq i thellë sa për të stresuar qelizat, jo aq i cekët sa për të harxhuar para për kapacitetin e papërdorur.
Shembull: AGV mund të karikojë çdo 4 orë, konsumi mesatar i energjisë 800 W. Katër orë në 800 W është 3200 Wh. Në 48V kjo është 67Ah. Një paketë 100Ah nënkupton 67% përdorim për cikël. Kjo është pika e ëmbël. Një paketë 150 Ah do të përdorte vetëm 45% për cikël, duke humbur kapitalin në qelizat që nuk po fitojnë ruajtjen e tyre.
DOD dhe Cikli Jeta: Kjo njohuri do t'ju kursejë para
DOD do të thotë Thellësia e shkarkimit. Ndikimi i tij në jetëgjatësinë e baterisë është më i madh nga sa e kuptojnë shumica e njerëzve.
Battery University (batteryuniversity.com) publikoi të dhënat e testit që do t'i citoj drejtpërdrejt:
Qelizat LFP të cikluara në 100% DOD arrijnë kapacitetin 80% rreth 600 cikle. Të njëjtat qeliza të cikluara në 40% DOD zgjasin mbi 3000 cikle. E njëjta bateri, çiklizmi i cekët jep disa herë më shumë energji totale gjatë jetës së saj sesa çiklizmi i thellë.
Çfarë do të thotë kjo praktikisht? Më mirë të blini një kapacitet pak më të madh dhe të përdorni vetëm gjysmën e tij sesa të blini saktësisht atë që ju nevojitet dhe ta kulloni atë çdo cikël. Qasja e dytë duket më e lirë në fillim, por ju do t'i ndërroni bateritë më shpesh.
Konfigurimi ynë standard tani: dyshemeja SOC në 20% në 25%, tavani në 80% në 85%, automjetet funksionojnë brenda kësaj dritareje. E kombinuar me karikimin e mundshëm, jetëgjatësia e baterisë zgjatet dy deri në tre herë në krahasim me karikimin/shkarkimin e plotë.
Një keqkuptim i zakonshëm
Shumë njerëz mendojnë se bateritë e litiumit kanë nevojë për shkarkim periodik të plotë për të "kalibruar". Ky është mendimi i kadmiumit të nikelit, krejtësisht i gabuar për litiumin. Shkarkimi i thellë dëmton strukturën e elektrodës. BMS moderne përdor numërimin kulomb për vlerësimin e SOC, nuk ka nevojë për cikle boshe për kalibrim.
Strategjia e karikimit: Mundësia e karikimit ose shkëmbimi i baterisë
Të dyja qasjet kanë vendin e tyre. Asnjëri nuk është në thelb "më i avancuar".
Ngarkimi i mundësisë
Funksionon kur përdorimi i AGV qëndron nën 75%. Tarifat e automjeteve gjatë pritjes së detyrave, në radhë, ngarkim/shkarkim. Çdo seancë zgjat 15 deri në 30 minuta. Shton kohën e mjaftueshme të funksionimit gjatë ditës. Nuk ka nevojë për ndërhyrje njerëzore. Me LFP që mbështet karikimin 1C, 15 minuta shtojnë kapacitetin afërsisht 25%, të mjaftueshme për një ose dy orë të tjera funksionimi.
Ndërrimi i baterisë
Punon kur shfrytëzimi kalon 95% dhe automjetet nuk mund të ndalojnë. Automjeti hyn në stacion ndërrimi, bateria ndërrohet për 2 deri në 5 minuta, kthehet menjëherë në punë. Shkëmbeni-: çdo automjet ka nevojë për 2 deri në 3 bateri, pajisje të dedikuara shkëmbimi, operatorë për të kryer shkëmbime.
Vlen të përmendet rasti i DHL. Qendrat e tyre globale të shpërndarjes përdorin robotë bashkëpunues Locus Robotics me karikim mundësish. Efikasiteti i zgjedhjes u përmirësua 50% në 70%, lëndimet në vendin e punës ranë 15% (burimi: Uebsajti i DHL dhe mbulimi i Logistics Viewpoints). Këto përfitime të efikasitetit nuk janë vetëm nga vetë robotët. Karikimi i mundësisë mundëson funksionimin e vërtetë 24-orësh pa pilot. Kursimet e kostos së punës janë të konsiderueshme.
Grackat e Mjedisit të Ftohtë
Nëse magazina juaj ka zona frigoriferike ose ngrirëse, zgjedhja e baterisë kërkon kujdes shtesë.
Bateritë e litiumit kanë dy probleme në të ftohtë. Së pari, kapaciteti bie: në minus 10 gradë, LFP ruan kapacitetin ndoshta 85%; në minus 20 gradë ndoshta 70%. Së dyti, kufizimet e karikimit: ngarkimi i litiumit nën nivelin e ngrirjes shkakton shtrimin e litiumit në anodë. Ky është dëmtim i përhershëm plus rrezik sigurie. Shumica e BMS refuzojnë rrymën e ngarkimit kur temperatura e qelisë bie nën 0 gradë.
Zgjidhje praktike: ose vendosni zonat e karikimit jashtë zonës së ftohtë (automjetet dalin për të karikuar, kthehen kur mbarojnë), ose përdorni sistemet e baterive me ngrohje paraprake (qelizat e ngrohta mbi ngrirjen përpara se të pranojnë rrymën e karikimit).
Nëse AGV-të tuaja punojnë për periudha të gjata nën minus 25 gradë, LFP standard ndoshta nuk do ta shkurtojë atë. Konsideroni bateritë LTO ose të specializuara me zinxhir të ftohtë. Qelizat LMFP të SVOLT pretendojnë se funksionojnë në minus 30 gradë. Ata kanë ndërtuar një pozicion të mirë në logjistikën e zinxhirit të ftohtë. Ia vlen të hulumtohet për aplikimet e ngrirësve.
Drejtimi i numrave
Shifra konkrete. Një AGV 48V, funksionim me dy- turne (16 orë në ditë), horizont pesë-vjeçar.
Qasja e acidit të plumbit
Bateritë (2 për rrotullim): 4000 dollarë
Karikuesi: 1500 dollarë
Energjia elektrike vjetore (5 vjet): 9,000 dollarë
Mirëmbajtja vjetore (5 vjet): 3,000 dollarë
Zëvendësimi (Viti 3): 4000 dollarë
Humbjet gjatë ndërprerjes (5 vjet): 12,000 dollarë
Pesë-vit: gjithsej 33,500$
Qasja LFP
Bateria (vetëm një): 12,000 dollarë
Karikues i shpejtë: 3500 dollarë
Energjia elektrike vjetore (5 vjet): 5,750 dollarë
Mirëmbajtja: $0
Zëvendësimi: $0
Humbjet gjatë ndërprerjes (5 vjet): 2,000 dollarë
Pesë-vit: gjithsej 23,250$
Kursime: 10,250 dollarë, afërsisht 31%
Kjo nuk llogarit as kostot e asgjësimit të acidit të plumbit ose vlerën e mbetur të litiumit pas pesë vjetësh.
Kur litiumi nuk ka kuptim? Funksionim me një turn (nën 8 orë në ditë), përdorim i ulët. Kostoja më e ulët fillestare e acidit të plumbit kërkon 7 deri në 8 vjet për t'u kapërcyer. Nëse horizonti i projektit tuaj është vetëm 3 deri në 5 vjet dhe ju me të vërtetë punoni vetëm me një turn, acidi i plumbit mund të jetë më i mirë.
BMS: Më shumë se qarqet mbrojtëse
Shumë njerëz e trajtojnë BMS-në vetëm si qarqe mbrojtëse. Prisni baterinë gjatë ngarkimit të tepërt, mbi-shkarkimit, mbi-rrymës, mbi-temperaturës. Puna e kryer. BMS moderne bën shumë më tepër.
Vlerësimi i KOS-it
BMS e mirë arrin saktësinë brenda plus ose minus 1% deri në 3% (dokumentet teknike të Infineon pretendojnë plus ose minus 1% për zgjidhjet e tyre). Pse ka rëndësi saktësia? Sistemi juaj i dërgimit mund të caktojë detyra bazuar në tarifën aktuale të mbetur të çdo automjeti. Automjetet me karikim të lartë-përfundojnë-detyrat në distanca të gjata, automjetet me karikim të ulët-përfundojnë me vrapime të shkurtra ose shkojnë drejt karikimit. Nëse gabimi i vlerësimit të SOC është 10%, ky optimizim bëhet i pamundur.
Monitorimi i SOH
Ndjekja e gjendjes shëndetësore. BMS e mirë gjurmon kthesat e degradimit të kapacitetit për çdo bateri, paralajmëron muaj në vazhdim kur një paketë po dështon. Më mirë sesa të presësh për një automjet të vdekur dhe të merresh me ndërprerjen e emergjencës.
Menaxhimi i temperaturës
Monitorim në kohë reale në disa pika në paketë. Njoh zonat e nxehta herët, zvogëlon energjinë përpara se problemet të përshkallëzohen.
Ndërfaqja e komunikimit
autobus CAN ose RS485 që lidhet me sistemin tuaj të menaxhimit të magazinës. Lejon WMS të shikojë statusin e baterisë për çdo automjet.
Mos u kushtoni lirë BMS. Kemi parë klientët që kursejnë disa qindra dollarë në njësitë BMS buxhetore, më pas zbulojnë gabime të vlerësimit të SOC aq të mëdha sa sistemi i dërgimit nuk mund t'i përdorë fare të dhënat. Mund të mos ketë veçori.
Certifikatat: Jo vetëm shkresa
Dy çertifikata kanë më shumë rëndësi: UN38.3 dhe IEC 62619.
UN38.3
Mbulon sigurinë e transportit. Teston simulimin e lartësisë, ciklin e temperaturës, dridhjet, goditjen, qarkun e shkurtër, mbingarkimin, shkarkimin e detyruar. Kërkohet për çdo bateri litium që kalon kufijtë. Jo UN38.3, kompanitë e logjistikës nuk do ta prekin atë.
IEC 62619
Mbulon sigurinë e përdorimit të baterive industriale të litiumit. Artikujt e testimit mbivendosen me UN38.3, por fokusohen më shumë në skenarët operacionalë: depërtimi i gozhdës, testimi i rënies, verifikimi i funksionit BMS. IEC 62619 formon bazën teknike për shënimin CE në Evropë, certifikimin AS/NZS në Australi, miratimin PSE në Japoni.
Pika e rëndësishme: certifikatat zbatohen për modele të veçanta produkti, jo për prodhuesit. Disa prodhues certifikojnë një model dhe më pas vendosin certifikatën për gjithçka që shesin. Kur blini, verifikoni se numri i modelit të certifikatës përputhet saktësisht me atë që po blini. Certifikatat e papërputhshme janë të pavlefshme.
Shënime nga furnizuesi
Disa që kemi trajtuar:
Ndër furnizuesit kinezë, BYD mban pjesën kryesore të tregut në bateritë e litiumit të pirunëve elektrikë, raportohet se rreth 60% në Kinë. Bateritë e tyre me teh vijnë me garanci 10-vjeçare. CATL dhe Hangcha formuan një JV të quajtur Pengcheng New Energy posaçërisht për pirunët dhe bateritë AGV. Nëse po përdorni tashmë automjete Hangcha, ai kanal mund të jetë më i qetë.
Ndër furnizuesit perëndimorë, seria EnerSys NexSys është e qëndrueshme. Sistemi i tyre i karikimit me valë NexSys AIR mbështet acid plumbi, TPPL dhe litium në të njëjtën infrastrukturë. E dobishme nëse flota juaj po kalon nga acidi i plumbit në litium dhe dëshironi të mbroni investimin tuaj të pajisjeve të karikimit.
Pyetjet për të bërë kur vlerësoni furnitorët:
Cili prodhues i qelizave, çfarë shkalle (A-grade ose B-grade)? A mund të ofrojnë ato të dhëna të testit të jetës së ciklit për paketat, jo vetëm për qelizat e zhveshura? A zbehet kapaciteti i mbulimit të garancisë apo vetëm dështimi i plotë? Si i trajtojnë ata pretendimet e garancisë (transportimi i baterive ndërkombëtarisht është i shtrenjtë dhe i ngadaltë)?
Mendimet Përfundimtare
Zgjedhja e baterisë nuk është një-vendim për blerje një herë. Ajo që zgjidhni sot përcakton kostot operative dhe kompleksitetin e mirëmbajtjes për 5 deri në 10 vitet e ardhshme. Mos shikoni vetëm çmimin fillestar të blerjes. Llogaritni TCO pesë-vjeçare përpara se të vendosni.
Nëse keni një projekt specifik në punë dhe duhet të vërtetoni specifikimet e baterisë, dërgoni parametrat e funksionimit, diapazonin e buxhetit, kërkesat e veçanta (ruajtje në të ftohtë, rezistenca ndaj shpërthimit, dimensione të pazakonta). Ne kemi shkelur disa nga këto mina tokësore më parë dhe mund t'ju ndihmojmë t'i shmangni ato.
