Warta

Aya sababaraha téknologi batré sareng ngecas anu kedah diperhatoskeun nalika ngalih ka éléktromobilitas dina pertambangan bawah tanah.

Kandaraan pertambangan anu nganggo batré anu cocog pikeun pertambangan bawah tanah.Kusabab aranjeunna henteu ngaluarkeun gas haseup, aranjeunna ngirangan syarat pendinginan sareng ventilasi, ngirangan émisi gas rumah kaca (GHG) sareng biaya perawatan, sareng ningkatkeun kaayaan kerja.

Ampir sadaya alat tambang bawah tanah ayeuna didamel solar sareng nyiptakeun haseup knalpot.Ieu nyababkeun kabutuhan sistem ventilasi éksténsif pikeun ngajaga kaamanan pikeun pagawé.Leuwih ti éta, salaku operator tambang dinten ieu ngagali sajero 4 km (13.123,4 ft.) Pikeun ngakses deposit bijih, sistem ieu jadi éksponénsial badag.Éta ngajantenkeun aranjeunna langkung mahal pikeun dipasang sareng dijalankeun sareng langkung lapar énergi.

Dina waktos anu sami, pasar robih.Pamaréntah netepkeun target lingkungan sareng konsumen beuki daék mayar premium pikeun produk akhir anu tiasa nunjukkeun tapak suku karbon anu langkung handap.Éta nyiptakeun langkung minat pikeun nga-decarbonizing tambang.

Mesin beban, haul, sareng dump (LHD) mangrupikeun kasempetan anu saé pikeun ngalakukeun ieu.Aranjeunna ngagambarkeun sakitar 80% tina paménta énergi pikeun pertambangan bawah tanah nalika aranjeunna mindahkeun jalma sareng alat ngalangkungan tambang.

Ngalihkeun ka kendaraan anu nganggo batré tiasa nga-decarbonize pertambangan sareng nyederhanakeun sistem ventilasi.

Ieu merlukeun accu kalawan kakuatan tinggi na lila lila - hiji tugas nu éta saluareun kamampuhan téhnologi saméméhna.Nanging, panilitian sareng pamekaran dina sababaraha taun ka pengker parantos nyiptakeun jinis batré litium-ion (Li-ion) énggal kalayan tingkat kinerja anu leres, kaamanan, mampuh sareng reliabilitas.

Harepan lima taun

Nalika operator mésér mesin LHD, aranjeunna ngarepkeun umur 5 taun paling seueur kusabab kaayaan anu sesah.Mesin kedah ngangkut beban beurat 24 jam sadinten dina kaayaan anu henteu rata kalayan Uap, lebu sareng batu, guncangan mékanis sareng geter.

Nalika ngeunaan kakuatan, operator peryogi sistem batré anu cocog sareng umur mesin.Batré ogé kedah tahan kana siklus ngeusi batre anu sering sareng jero.Éta ogé kedah tiasa ngecas gancang pikeun maksimalkeun kasadiaan kendaraan.Ieu hartosna 4 jam palayanan sakaligus, cocog sareng pola shift satengah dinten.

Batré-swapping versus ngecas gancang

Ganti batré sareng ngecas gancang muncul salaku dua pilihan pikeun ngahontal ieu.Ganti batré butuh dua sét batré anu idéntik - hiji anu nyertakeun kendaraan sareng anu sanésna dicas.Saatos shift 4-jam, batré spent diganti ku batré anyar dicas.

Kauntungannana nyaéta yén ieu henteu peryogi ngecas daya tinggi sareng biasana tiasa dirojong ku infrastruktur listrik anu aya di tambang.Sanajan kitu, changeover merlukeun ngangkat sarta penanganan, nu nyiptakeun hiji tugas tambahan.

Pendekatan anu sanésna nyaéta ngagunakeun batré tunggal anu tiasa ngecas gancang dina sakitar 10 menit nalika jeda, istirahat sareng parobihan shift.Ieu ngaleungitkeun kabutuhan pikeun ngagentos batré, ngajantenkeun hirup langkung saderhana.

Tapi, ngecas gancang ngandelkeun sambungan grid-daya tinggi jeung operator tambang bisa jadi kudu ningkatkeun infrastruktur listrik maranéhanana atawa masang panyimpen énergi wayside, utamana pikeun armada gedé nu kudu ngecas sakaligus.

Kimia Li-ion pikeun swap batré

Pilihan antara swapping sareng ngecas gancang nginpokeun jinis kimia batré anu dianggo.

Li-ion mangrupikeun istilah payung anu nyertakeun sajumlah ageung éléktrokimia.Ieu tiasa dianggo nyalira atanapi dicampur pikeun nganteurkeun kahirupan siklus anu diperyogikeun, umur almenak, kapadetan énergi, ngecas gancang, sareng kaamanan.

Kalolobaan batré Li-ion dijieun kalawan grafit salaku éléktroda négatip sarta mibanda bahan béda salaku éléktroda positif, kayaning litium nikel-mangan-kobalt oksida (NMC), litium nikel-kobalt aluminium oksida (NCA) jeung litium beusi fosfat (LFP). ).

Tina ieu, NMC sareng LFP duanana nyayogikeun eusi énergi anu saé kalayan kinerja ngecas anu cekap.Hal ieu ngajadikeun salah sahiji ieu idéal pikeun swapping batré.

Kimia anyar pikeun ngecas gancang

Pikeun ngecas gancang, alternatif anu pikaresepeun parantos muncul.Ieu litium titanate oksida (LTO), nu boga éléktroda positif dijieunna tina NMC.Gantina grafit, éléktroda négatip na dumasar kana LTO.

Hal ieu méré batré LTO profil kinerja béda.Éta tiasa nampi ngecas kakuatan anu luhur pisan supados waktos ngecas tiasa sakedik 10 menit.Éta ogé bisa ngarojong tilu nepi ka lima kali leuwih siklus muatan jeung ngurangan ti tipe séjén kimia Li-ion.Ieu ditarjamahkeun kana umur kalénder anu langkung panjang.

Salaku tambahan, LTO ngagaduhan kasalametan alamiah anu luhur pisan sabab tiasa nahan panyalahgunaan listrik sapertos ngaleupaskeun jero atanapi sirkuit pondok, ogé karusakan mékanis.

manajemén batré

Faktor desain penting séjén pikeun OEM nyaéta ngawaskeun sareng kontrol éléktronik.Éta kedah ngahijikeun kendaraan sareng sistem manajemén batré (BMS) anu ngatur kinerja bari ngajagaan kasalametan di sakumna sistem.

A BMS alus ogé bakal ngadalikeun muatan jeung ngurangan sél individu pikeun ngajaga hawa konstan.Ieu ensures kinerja konsisten tur maximizes hirup batré.Éta ogé bakal masihan tanggapan ngeunaan kaayaan muatan (SOC) sareng kaayaan kaséhatan (SOH).Ieu mangrupikeun indikator penting umur batre, kalayan SOC nunjukkeun sabaraha lami operator tiasa ngajalankeun kendaraan salami shift, sareng SOH mangrupikeun indikator umur kalénder sésana.

Kamampuhan plug-and-play

Lamun datang ka ngahususkeun sistem batré pikeun kandaraan, ngajadikeun loba akal mun ngagunakeun modul.Ieu ngabandingkeun sareng pendekatan alternatif pikeun naroskeun ka pabrik batré pikeun ngembangkeun sistem batré anu khusus pikeun unggal kendaraan.

Kauntungan ageung tina pendekatan modular nyaéta OEM tiasa ngembangkeun platform dasar pikeun sababaraha kendaraan.Aranjeunna teras tiasa nambihan modul batré dina séri pikeun ngawangun senar anu nganteurkeun tegangan anu diperyogikeun pikeun unggal modél.Ieu ngatur kaluaran kakuatan.Aranjeunna teras tiasa ngagabungkeun senar ieu paralel pikeun ngawangun kapasitas panyimpen énergi anu diperyogikeun sareng nyayogikeun durasi anu diperyogikeun.

Beban beurat anu dimaénkeun di pertambangan bawah tanah hartosna yén kendaraan kedah nganteurkeun kakuatan anu luhur.Éta nyauran sistem batré anu dipeunteun dina 650-850V.Nalika naékkeun voltase anu langkung luhur bakal nyayogikeun kakuatan anu langkung luhur, éta ogé bakal nyababkeun biaya sistem anu langkung luhur, ku kituna sistem dipercaya bakal tetep handap 1,000V kanggo masa depan anu tiasa diramalkeun.

Pikeun ngahontal 4 jam operasi kontinyu, désainer ilaharna néangan kapasitas neundeun énergi 200-250 kWh, sanajan sababaraha bakal merlukeun 300 kWh atawa saluhureuna.

Pendekatan modular ieu ngabantosan OEM ngadalikeun biaya pangwangunan sareng ngirangan waktos ka pasar ku ngirangan kabutuhan tés jinis.Sapertos ieu, Saft ngembangkeun solusi batré plug-and-play anu sayogi dina éléktrokimia NMC sareng LTO.

Babandingan praktis

Pikeun ngararasakeun kumaha modul ngabandingkeun, éta patut ningali dua skenario alternatif pikeun kendaraan LHD khas dumasar kana batré-swapping sareng ngecas gancang.Dina duanana skenario, kandaraan ngabogaan beurat 45 ton tanpa muatan jeung 60 ton pinuh dimuat kalawan kapasitas beban 6-8 m3 (7.8-10.5 yd3).Pikeun ngaktifkeun perbandingan anu sami, Saft ngabayangkeun batré anu beuratna sami (3,5 ton) sareng volume (4 m3 [5,2 yd3]).

Dina skenario-swapping batré, batréna bisa dumasar kana boh NMC atanapi LFP chemistry tur bakal ngarojong shift LHD 6-jam tina ukuran jeung amplop beurat.Dua accu, dipeunteun dina 650V kalawan kapasitas 400 Ah, bakal merlukeun muatan 3-jam lamun swapped kaluar wahana.Masing-masing bakal lepas 2.500 siklus dina total umur kalénder 3-5 taun.

Pikeun ngecas gancang, batré LTO onboard tunggal tina dimensi anu sarua bakal dipeunteun dina 800V kalawan kapasitas 250 Ah, delivering 3 jam operasi kalawan 15-menit muatan ultra-gancang.Kusabab kimia tiasa tahan langkung seueur siklus, éta bakal nganteurkeun 20.000 siklus, kalayan umur kalénder diperkirakeun 5-7 taun.

Di dunya nyata, desainer kendaraan tiasa nganggo pendekatan ieu pikeun nyumponan karesep palanggan.Contona, manjangkeun durasi shift ku cara ningkatkeun kapasitas neundeun énergi.

Desain fléksibel

Pamustunganana, éta bakal janten operator tambang anu milih naha aranjeunna langkung milih swap batré atanapi ngecas gancang.Jeung pilihan maranéhanana bisa rupa-rupa gumantung kana kakuatan listrik jeung spasi sadia di unggal situs maranéhanana.

Ku sabab éta, penting pikeun produsén LHD nyayogikeun kalenturan pikeun milih.