Навіны

Ёсць некалькі тэхналогій для акумулятараў і зарадкі, якія неабходна ўлічваць пры пераходзе на электрамабільнасць у падземнай здабычы.

Акумулятарныя машыны для здабычы карысных выкапняў ідэальна падыходзяць для падземнай здабычы.Паколькі яны не вылучаюць выхлапных газаў, яны зніжаюць патрабаванні да астуджэння і вентыляцыі, скарачаюць выкіды парніковых газаў (ПГ) і выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне, а таксама паляпшаюць умовы працы.

Практычна ўсё падземнае шахтнае абсталяванне сёння працуе на дызельным паліве і стварае выхлапныя газы.Гэта абумоўлівае патрэбу ў шырокіх сістэмах вентыляцыі для захавання бяспекі для работнікаў.Больш за тое, паколькі сучасныя аператары шахтаў капаюць на глыбіню да 4 км (13 123,4 фута), каб атрымаць доступ да радовішчаў руды, гэтыя сістэмы становяцца ў геаметрычнай прагрэсіі больш.Гэта робіць іх больш дарагімі ва ўстаноўцы і эксплуатацыі і больш энергазатратнымі.

У той жа час рынак мяняецца.Урады ўсталёўваюць экалагічныя мэты, і спажыўцы ўсё больш гатовыя плаціць надбаўку за канчатковыя прадукты, якія могуць прадэманстраваць больш нізкі вугляродны след.Гэта павышае цікавасць да дэкарбонізацыі шахтаў.

Машыны для пагрузкі, вывазу і разгрузкі (LHD) - гэта выдатная магчымасць зрабіць гэта.Яны складаюць каля 80% патрэбнасці ў энергіі для падземнай здабычы, калі яны перамяшчаюць людзей і абсталяванне праз шахту.

Пераход на аўтамабілі з акумулятарным харчаваннем можа дэкарбонізаваць здабычу і спрасціць сістэмы вентыляцыі.

Для гэтага патрэбныя батарэі з высокай магутнасцю і працяглым тэрмінам службы - абавязак, які быў за межамі магчымасцяў папярэдняй тэхналогіі.Тым не менш, даследаванні і распрацоўкі за апошнія некалькі гадоў стварылі новы тып літый-іённых (Li-ion) акумулятараў з належным узроўнем прадукцыйнасці, бяспекі, даступнасці і надзейнасці.

Пяцігадовая чаканне

Калі аператары купляюць машыны LHD, яны чакаюць не больш за 5-гадовы тэрмін службы з-за цяжкіх умоў.Машыны павінны перавозіць цяжкія грузы 24 гадзіны ў суткі ў нераўнамерных умовах з вільгаццю, пылам і камянямі, механічнымі ўдарамі і вібрацыяй.

Што тычыцца магутнасці, аператарам патрэбныя акумулятарныя сістэмы, якія адпавядаюць тэрміну службы машыны.Батарэі таксама павінны вытрымліваць частыя і глыбокія цыклы зарадкі і разрадкі.Яны таксама павінны мець магчымасць хуткай зарадкі, каб максымізаваць даступнасць аўтамабіля.Гэта азначае, што 4 гадзіны абслугоўвання за адзін раз, што адпавядае схеме паўдня.

Замена батарэі супраць хуткай зарадкі

Замена батарэі і хуткая зарадка з'явіліся ў якасці двух варыянтаў дасягнення гэтай мэты.Для замены батарэі неабходныя два аднолькавых камплекты батарэй - адзін для харчавання аўтамабіля, а другі - для зарадкі.Пасля 4-гадзіннай змены адпрацаваны акумулятар замяняецца на толькі што зараджаны.

Перавагай з'яўляецца тое, што гэта не патрабуе высокай магутнасці зарадкі і звычайна можа падтрымлівацца існуючай электрычнай інфраструктурай шахты.Аднак перамена патрабуе пад'ёму і пагрузкі, што стварае дадатковую задачу.

Іншы падыход заключаецца ў выкарыстанні адной батарэі, здольнай хутка зараджацца на працягу прыкладна 10 хвілін падчас паўз, перапынкаў і змен.Гэта пазбаўляе ад неабходнасці мяняць батарэі, што робіць жыццё прасцей.

Аднак хуткая зарадка абапіраецца на падключэнне да сеткі высокай магутнасці, і аператарам шахт, магчыма, спатрэбіцца абнавіць сваю электрычную інфраструктуру або ўсталяваць прыдарожнае сховішча энергіі, асабліва для вялікіх паркаў, якія павінны зараджацца адначасова.

Літый-іённая хімія для замены батарэі

Выбар паміж заменай і хуткай зарадкай інфармуе, які тып хімічнай батарэі выкарыстоўваць.

Літый-іённы - гэта агульны тэрмін, які ахоплівае шырокі спектр электрахіміі.Іх можна выкарыстоўваць паасобку або змешваць, каб забяспечыць неабходны тэрмін службы, каляндарны тэрмін службы, шчыльнасць энергіі, хуткую зарадку і бяспеку.

Большасць літый-іённых батарэй вырабляюцца з графітам у якасці адмоўнага электрода і маюць розныя матэрыялы ў якасці станоўчага электрода, такія як літый-нікель-марганец-кабальт-аксід (NMC), літый-нікель-кобальт-аксід алюмінія (NCA) і фасфат жалеза літыя (LFP). ).

З іх NMC і LFP забяспечваюць добрае ўтрыманне энергіі з дастатковай прадукцыйнасцю зарадкі.Гэта робіць любы з іх ідэальным для замены батарэі.

Новая хімія для хуткай зарадкі

Для хуткай зарадкі з'явілася прывабная альтэрнатыва.Гэта аксід тытаната літыя (LTO), які мае станоўчы электрод з NMC.Замест графіту яго адмоўны электрод заснаваны на LTO.

Гэта дае батарэям LTO іншы профіль прадукцыйнасці.Яны могуць прымаць зарадку вельмі высокай магутнасці, так што час зарадкі можа складаць усяго 10 хвілін.Яны таксама могуць падтрымліваць у тры-пяць разоў больш цыклаў зарадкі і разраду, чым іншыя тыпы літый-іённай хіміі.Гэта азначае больш працяглае каляндарнае жыццё.

Акрамя таго, LTO мае надзвычай высокую ўласную бяспеку, паколькі можа супрацьстаяць электрычным злоўжыванням, такім як глыбокі разрад або кароткае замыканне, а таксама механічныя пашкоджанні.

Кіраванне батарэяй

Яшчэ адным важным фактарам дызайну для OEM-вытворцаў з'яўляецца электронны кантроль і кантроль.Ім неабходна інтэграваць аўтамабіль з сістэмай кіравання акумулятарнай батарэяй (BMS), якая кіруе прадукцыйнасцю, абараняючы пры гэтым бяспеку ўсёй сістэмы.

Добры BMS таксама будзе кантраляваць зарад і разрад асобных клетак, каб падтрымліваць пастаянную тэмпературу.Гэта забяспечвае стабільную прадукцыйнасць і максімальна павялічвае тэрмін службы батарэі.Ён таксама дасць зваротную сувязь аб стане зарадкі (SOC) і стане здароўя (SOH).Гэта важныя паказчыкі тэрміну службы батарэі, прычым SOC паказвае, колькі часу аператар можа працаваць з транспартным сродкам падчас змены, а SOH з'яўляецца індыкатарам рэшты каляндарнага тэрміну службы.

Магчымасць Plug-and-Play

Калі справа даходзіць да пазначэння акумулятарных сістэм для транспартных сродкаў, мае вялікі сэнс выкарыстоўваць модулі.Гэта параўнальна з альтэрнатыўным падыходам, калі вытворцы акумулятараў звяртаюцца з просьбай распрацаваць індывідуальныя акумулятарныя сістэмы для кожнага аўтамабіля.

Вялікая перавага модульнага падыходу ў тым, што OEM-вытворцаў можа распрацаваць базавую платформу для некалькіх транспартных сродкаў.Затым яны могуць паслядоўна дадаваць модулі батарэі для стварэння радкоў, якія забяспечваюць неабходнае напружанне для кожнай мадэлі.Гэта рэгулюе выхадную магутнасць.Затым яны могуць аб'яднаць гэтыя радкі паралельна, каб стварыць неабходную ёмістасць для назапашвання энергіі і забяспечыць неабходную працягласць.

Вялікія нагрузкі пры падземнай здабычы азначаюць, што транспартныя сродкі павінны забяспечваць вялікую магутнасць.Для гэтага неабходна выкарыстоўваць акумулятарныя сістэмы на 650-850 В.У той час як павышэнне напружання да больш высокай магутнасці, гэта таксама прывядзе да большых выдаткаў на сістэму, таму мяркуецца, што сістэмы застануцца ніжэй за 1000 В у агляднай будучыні.

Каб дасягнуць 4 гадзін бесперапыннай працы, распрацоўшчыкі звычайна шукаюць ёмістасць назапашвання энергіі 200-250 кВт/г, хоць некаторым спатрэбіцца 300 кВт/г або вышэй.

Гэты модульны падыход дапамагае OEM-вытворцам кантраляваць выдаткі на распрацоўку і скараціць час выхаду на рынак, памяншаючы неабходнасць тыпавых выпрабаванняў.Памятаючы пра гэта, Saft распрацавала рашэнне для батарэі падключы і гуляй, даступнае як у NMC, так і ў электрахіміі LTO.

Практычнае параўнанне

Каб зразумець, як параўноўваюцца модулі, варта разгледзець два альтэрнатыўныя сцэнары для тыповага транспартнага сродку LHD, заснаваных на замене батарэі і хуткай зарадцы.У абодвух варыянтах вага аўтамабіля складае 45 тон без нагрузкі і 60 тон у поўнай загрузцы пры грузападымальнасці 6-8 м3 (7,8-10,5 ярда3).Каб уключыць аднолькавае параўнанне, Saft візуалізаваў батарэі падобнай вагі (3,5 тоны) і аб'ёму (4 м3 [5,2 ярда3]).

У сцэнары замены батарэі батарэя можа быць заснавана на хіміі NMC або LFP і будзе падтрымліваць 6-гадзіннае зрушэнне LHD ад памеру і вагі.Дзве батарэі, разлічаныя на 650 В і ёмістасцю 400 Ач, патрабуюць 3-гадзіннай зарадкі пры замене аўтамабіля.Кожны з іх будзе доўжыцца 2500 цыклаў на працягу ўсяго каляндарнага жыцця 3-5 гадоў.

Для хуткай зарадкі адна бартавая батарэя LTO таго ж памеру будзе разлічаны на 800 В з ёмістасцю 250 Ач, забяспечваючы 3 гадзіны працы пры 15-хвіліннай звышхуткай зарадцы.Паколькі хімія можа вытрымаць значна больш цыклаў, яна дасць 20 000 цыклаў з чаканым каляндарным тэрмінам службы 5-7 гадоў.

У рэальным свеце дызайнер аўтамабіля можа выкарыстоўваць гэты падыход, каб задаволіць перавагі кліента.Напрыклад, падаўжэнне працягласці змены за кошт павелічэння ёмістасці назапашвання энергіі.

Гнуткая канструкцыя

У канчатковым рахунку, аператары шахтаў будуць вырашаць, ці аддаюць перавагу замену батарэі або хуткую зарадку.І іх выбар можа адрознівацца ў залежнасці ад электраэнергіі і прасторы, даступнай на кожным з іх участкаў.

Такім чынам, для вытворцаў LHD важна даць ім магчымасць выбару.