სიახლეები

არსებობს ბატარეისა და დატენვის რამდენიმე ტექნოლოგია, რომლებიც გასათვალისწინებელია მიწისქვეშა მაღაროში ელექტრომობილურობაზე გადასვლისას.

ბატარეით მომუშავე სამთო მანქანები იდეალურად შეეფერება მიწისქვეშა მაინინგისთვის.იმის გამო, რომ ისინი არ გამოყოფენ გამონაბოლქვი აირებს, ისინი ამცირებენ გაგრილებისა და ვენტილაციის მოთხოვნებს, ამცირებენ სათბურის გაზების (GHG) გამონაბოლქვს და ტექნიკურ ხარჯებს და აუმჯობესებენ სამუშაო პირობებს.

მიწისქვეშა მაღაროს თითქმის ყველა მოწყობილობა დღეს დიზელზე მუშაობს და ქმნის გამონაბოლქვს.ეს იწვევს ფართო ვენტილაციის სისტემების საჭიროებას მუშების უსაფრთხოების შესანარჩუნებლად.უფრო მეტიც, რადგან დღევანდელი მაღაროების ოპერატორები თხრიან 4 კმ-მდე (13,123.4 ფუტი) სიღრმეზე მადნის საბადოებზე წვდომისთვის, ეს სისტემები ექსპონენტურად უფრო დიდი ხდება.ეს მათ უფრო ძვირად აქცევს ინსტალაციას და გაშვებას და უფრო მეტ ენერგიას მოითხოვს.

ამავე დროს, ბაზარი იცვლება.მთავრობები ადგენენ გარემოსდაცვით მიზნებს და მომხმარებლები სულ უფრო მზად არიან გადაიხადონ პრემია საბოლოო პროდუქტებისთვის, რომლებსაც შეუძლიათ ნახშირბადის დაბალი კვალი აჩვენონ.ეს ზრდის ინტერესს მაღაროების დეკარბონიზაციის მიმართ.

ჩატვირთვის, გადაზიდვის და გადაყრის (LHD) მანქანები ამის შესანიშნავი შესაძლებლობაა.ისინი წარმოადგენენ ენერგიის მოთხოვნის დაახლოებით 80%-ს მიწისქვეშა მაღაროში, რადგან ისინი გადაადგილდებიან ადამიანებისა და აღჭურვილობის მაღაროში.

ბატარეებზე მომუშავე მანქანებზე გადასვლამ შეიძლება მოახდინოს მაინინგის დეკარბონიზაცია და სავენტილაციო სისტემების გამარტივება.

ეს მოითხოვს ბატარეებს მაღალი სიმძლავრის და ხანგრძლივი ხანგრძლივობის მქონე - მოვალეობა, რომელიც აღემატებოდა წინა ტექნოლოგიის შესაძლებლობებს.თუმცა, ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში კვლევამ და განვითარებამ შექმნა ლითიუმ-იონური (Li-ion) ბატარეების ახალი ჯიში, შესრულების, უსაფრთხოების, ხელმისაწვდომობისა და საიმედოობის სწორი დონით.

ხუთწლიანი მოლოდინი

როდესაც ოპერატორები ყიდულობენ LHD აპარატებს, მათ ელიან მაქსიმუმ 5 წლის სიცოცხლეს მკაცრი პირობების გამო.მანქანებს სჭირდებათ მძიმე ტვირთის გადატანა 24 საათის განმავლობაში არათანაბარ პირობებში ტენიანობის, მტვრისა და ქანების, მექანიკური დარტყმისა და ვიბრაციის პირობებში.

რაც შეეხება ელექტროენერგიას, ოპერატორებს ესაჭიროებათ ბატარეის სისტემები, რომლებიც შეესაბამება მანქანის სიცოცხლის ხანგრძლივობას.ბატარეებმა ასევე უნდა გაუძლოს ხშირ და ღრმა დატენვისა და განმუხტვის ციკლებს.მათ ასევე უნდა ჰქონდეთ სწრაფი დატენვის უნარი, რათა მაქსიმალურად გაზარდონ ავტომობილის ხელმისაწვდომობა.ეს ნიშნავს 4 საათის მომსახურებას ერთ ჯერზე, რომელიც შეესაბამება ნახევარდღიანი ცვლას.

ბატარეის შეცვლა სწრაფი დატენვის წინააღმდეგ

ბატარეის შეცვლა და სწრაფი დატენვა გაჩნდა, როგორც ამის მისაღწევად ორი ვარიანტი.ბატარეის გამოცვლა მოითხოვს ბატარეების ორ იდენტურ კომპლექტს - ერთი მანქანის კვებაზე და მეორე დამუხტვაზე.4-საათიანი ცვლის შემდეგ დახარჯული ბატარეა იცვლება ახლად დამუხტულით.

უპირატესობა ის არის, რომ ამას არ სჭირდება მაღალი სიმძლავრის დამუხტვა და, როგორც წესი, შეიძლება იყოს მხარდაჭერილი მაღაროს არსებული ელექტრო ინფრასტრუქტურით.თუმცა, შეცვლა მოითხოვს აწევას და დამუშავებას, რაც დამატებით ამოცანას ქმნის.

სხვა მიდგომა არის ერთი ბატარეის გამოყენება, რომელსაც შეუძლია სწრაფი დატენვა დაახლოებით 10 წუთში პაუზის, შესვენების და ცვლის ცვლილების დროს.ეს გამორიცხავს ბატარეების გადართვის საჭიროებას, რაც აადვილებს ცხოვრებას.

თუმცა, სწრაფი დამუხტვა ეყრდნობა მაღალი სიმძლავრის ქსელის კავშირს და მაღაროს ოპერატორებს შეიძლება დასჭირდეთ ელექტრო ინფრასტრუქტურის განახლება ან ენერგიის საცავების დაყენება, განსაკუთრებით დიდი ფლოტებისთვის, რომლებსაც ერთდროულად დატენვა სჭირდებათ.

Li-ion ქიმია ბატარეის გაცვლისთვის

არჩევანი შეცვლასა და სწრაფ დატენვას შორის გვაწვდის ინფორმაციას, თუ რომელი ტიპის ბატარეის ქიმიის გამოყენება უნდა მოხდეს.

Li-ion არის ქოლგა ტერმინი, რომელიც მოიცავს ელექტროქიმიის ფართო სპექტრს.ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ინდივიდუალურად ან შერეული, რათა უზრუნველყოს საჭირო ციკლის სიცოცხლე, კალენდარული ვადა, ენერგიის სიმკვრივე, სწრაფი დატენვა და უსაფრთხოება.

Li-ion ბატარეების უმეტესობა დამზადებულია გრაფიტით, როგორც უარყოფითი ელექტროდი და აქვს სხვადასხვა მასალები, როგორც დადებითი ელექტროდი, როგორიცაა ლითიუმის ნიკელ-მანგანუმის-კობალტის ოქსიდი (NMC), ლითიუმის ნიკელ-კობალტის ალუმინის ოქსიდი (NCA) და ლითიუმის რკინის ფოსფატი (LFP). ).

ამათგან, NMC და LFP ორივე უზრუნველყოფს კარგ ენერგეტიკულ შემცველობას საკმარისად დამტენით.ეს ხდის რომელიმე მათგანს იდეალური ბატარეის შესაცვლელად.

ახალი ქიმია სწრაფი დატენვისთვის

სწრაფი დატენვისთვის, გაჩნდა მიმზიდველი ალტერნატივა.ეს არის ლითიუმის ტიტანატის ოქსიდი (LTO), რომელსაც აქვს დადებითი ელექტროდი დამზადებული NMC.გრაფიტის ნაცვლად, მისი უარყოფითი ელექტროდი დაფუძნებულია LTO-ზე.

ეს აძლევს LTO ბატარეებს განსხვავებული შესრულების პროფილს.მათ შეუძლიათ მიიღონ ძალიან მაღალი სიმძლავრის დამუხტვა ისე, რომ დატენვის დრო შეიძლება იყოს სულ მცირე 10 წუთი.მათ ასევე შეუძლიათ სამიდან ხუთჯერ მეტი დატენვისა და განმუხტვის ციკლის მხარდაჭერა, ვიდრე Li-ion ქიმიის სხვა ტიპები.ეს ნიშნავს უფრო ხანგრძლივ კალენდარულ ცხოვრებას.

გარდა ამისა, LTO-ს აქვს ძალიან მაღალი თანდაყოლილი უსაფრთხოება, რადგან მას შეუძლია გაუძლოს ელექტრული ბოროტად გამოყენებას, როგორიცაა ღრმა გამონადენი ან მოკლე ჩართვა, ასევე მექანიკური დაზიანება.

ბატარეის მართვა

OEM-ების დიზაინის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ფაქტორია ელექტრონული მონიტორინგი და კონტროლი.მათ უნდა გააერთიანონ მანქანა ბატარეის მართვის სისტემასთან (BMS), რომელიც მართავს მუშაობას და იცავს უსაფრთხოებას მთელ სისტემაში.

კარგი BMS ასევე აკონტროლებს ცალკეული უჯრედების დამუხტვასა და გამონადენს მუდმივი ტემპერატურის შესანარჩუნებლად.ეს უზრუნველყოფს თანმიმდევრულ შესრულებას და გაზრდის ბატარეის ხანგრძლივობას.ის ასევე უზრუნველყოფს გამოხმაურებას დამუხტვის მდგომარეობის (SOC) და ჯანმრთელობის მდგომარეობის (SOH) შესახებ.ეს არის ბატარეის მუშაობის მნიშვნელოვანი ინდიკატორები, სადაც SOC აჩვენებს, თუ რამდენ ხანს შეუძლია ოპერატორს მართოს მანქანა ცვლის დროს, ხოლო SOH არის დარჩენილი კალენდარული მუშაობის მაჩვენებელი.

Plug-and-play შესაძლებლობა

როდესაც საქმე ეხება ავტომობილების ბატარეის სისტემების დაზუსტებას, მოდულების გამოყენებას დიდი აზრი აქვს.ეს ადარებს ალტერნატიულ მიდგომას ბატარეის მწარმოებლებისგან თითოეული მანქანისთვის მორგებული ბატარეის სისტემების შემუშავების თხოვნით.

მოდულური მიდგომის დიდი უპირატესობა ის არის, რომ OEM-ებს შეუძლიათ განავითარონ ძირითადი პლატფორმა მრავალი მანქანისთვის.შემდეგ მათ შეუძლიათ დაამატონ ბატარეის მოდულები სერიებში, რათა შექმნან სიმები, რომლებიც უზრუნველყოფენ საჭირო ძაბვას თითოეული მოდელისთვის.ეს არეგულირებს სიმძლავრის გამომუშავებას.შემდეგ მათ შეუძლიათ გააერთიანონ ეს სიმები პარალელურად, რათა ააშენონ საჭირო ენერგიის შესანახი სიმძლავრე და უზრუნველყონ საჭირო ხანგრძლივობა.

მიწისქვეშა მაღაროში არსებული მძიმე დატვირთვები ნიშნავს, რომ მანქანებს მაღალი სიმძლავრე სჭირდებათ.ეს მოითხოვს ბატარეის სისტემებს, რომლებიც შეფასებულია 650-850 ვოლტზე.მიუხედავად იმისა, რომ უფრო მაღალ ძაბვამდე განახლება უზრუნველყოფს უფრო მეტ სიმძლავრეს, ეს ასევე გამოიწვევს სისტემის უფრო მაღალ ხარჯებს, ამიტომ ითვლება, რომ სისტემები დარჩება 1000 ვ-ზე ქვემოთ უახლოეს მომავალში.

4 საათის უწყვეტი მუშაობის მისაღწევად, დიზაინერები, როგორც წესი, ეძებენ ენერგიის შესანახი სიმძლავრეს 200-250 კვტ/სთ, თუმცა ზოგიერთს დასჭირდება 300 კვტ/სთ ან მეტი.

ეს მოდულური მიდგომა ეხმარება OEM-ებს გააკონტროლონ განვითარების ხარჯები და შეამცირონ ბაზარზე გასვლის დრო, შემცირებით ტიპის ტესტირების საჭიროება.ამის გათვალისწინებით, Saft-მა შეიმუშავა ბატარეის დანამატის გადაწყვეტა, რომელიც ხელმისაწვდომია როგორც NMC, ასევე LTO ელექტროქიმიაში.

პრაქტიკული შედარება

იმისათვის, რომ იგრძნოთ, თუ როგორ ადარებენ მოდულებს, ღირს ორი ალტერნატიული სცენარის ნახვა ტიპიური LHD მანქანისთვის, რომელიც ეფუძნება ბატარეის შეცვლას და სწრაფ დატენვას.ორივე სცენარში ავტომობილი იწონის 45 ტონას დატვირთული და 60 ტონა სრულად დატვირთული ტვირთამწეობით 6-8 მ3 (7.8-10.5 yd3).მსგავსი შედარების ჩასართავად Saft-მა ნახა მსგავსი წონის (3,5 ტონა) და მოცულობის (4 მ3 [5,2 yd3]) ბატარეები.

ბატარეის შეცვლის სცენარში, ბატარეა შეიძლება დაფუძნებული იყოს NMC ან LFP ქიმიაზე და მხარს უჭერს 6-საათიან LHD ცვლას ზომისა და წონის კონვერტიდან.ორი ბატარეა, 650 ვოლტიანი სიმძლავრის 400 Ah სიმძლავრით, საჭიროებს 3 საათის დამუხტვას მანქანიდან გამოცვლისას.თითოეული გაგრძელდება 2500 ციკლი მთლიანი კალენდარული ცხოვრების განმავლობაში 3-5 წლის განმავლობაში.

სწრაფი დატენვისთვის, იგივე განზომილების ერთი საბორტო LTO ბატარეა შეფასდება 800 ვოლტზე 250 Ah სიმძლავრით, რაც უზრუნველყოფს 3 საათს მუშაობას 15 წუთიანი ულტრა სწრაფი დამუხტვით.იმის გამო, რომ ქიმიას შეუძლია გაუძლოს კიდევ ბევრ ციკლს, ის უზრუნველყოფს 20000 ციკლს, მოსალოდნელი კალენდარული ვადით 5-7 წელი.

რეალურ სამყაროში მანქანის დიზაინერს შეუძლია გამოიყენოს ეს მიდგომა მომხმარებლის პრეფერენციების დასაკმაყოფილებლად.მაგალითად, ცვლის ხანგრძლივობის გახანგრძლივება ენერგიის შენახვის სიმძლავრის გაზრდით.

მოქნილი დიზაინი

საბოლოო ჯამში, მაღაროს ოპერატორები ირჩევენ, უპირატესობას ანიჭებენ ბატარეის შეცვლას თუ სწრაფ დატენვას.და მათი არჩევანი შეიძლება განსხვავდებოდეს ელექტროენერგიისა და სივრცის მიხედვით, რომელიც ხელმისაწვდომია თითოეულ მათგანზე.

ამიტომ, მნიშვნელოვანია, რომ LHD მწარმოებლებმა უზრუნველყონ მათ არჩევანის მოქნილობა.