Berriak

Bateria eta kargatzeko hainbat teknologia daude kontuan hartu beharrekoak lurpeko meatzaritzan elektromugikortasunera igarotzean.

Bateriaren bidezko meatzaritza-ibilgailuak oso egokiak dira lurpeko meatzaritzarako.Ihes-gasik isurtzen ez dutenez, hozte- eta aireztapen-eskakizunak murrizten dituzte, berotegi-efektuko gasen (BEG) isurketak eta mantentze-kostuak murrizten dituzte eta lan-baldintzak hobetzen dituzte.

Gaur egungo lurpeko meatze-ekipo ia guztiak dieselak dira eta ihes-keak sortzen ditu.Horrek aireztapen sistema zabalen beharra bultzatzen du langileen segurtasuna mantentzeko.Gainera, gaur egungo meatze-operadoreak 4 km (13.123,4 ft.) sakonera zulatzen ari direnez mea-gordailuak sartzeko, sistema hauek esponentzialki handiagoak dira.Horrek garestiagoak dira instalatzea eta martxan jartzea eta energia-gose gehiago.

Aldi berean, merkatua aldatzen ari da.Gobernuak ingurumen-helburuak ezartzen ari dira eta kontsumitzaileak gero eta prest daude prima bat ordaintzeko karbono-aztarna txikiagoa froga dezaketen azken produktuengatik.Horrek interes handiagoa sortzen du meategiak deskarbonizatzeko.

Kargatu, garraiatu eta bota (LHD) makinak aukera bikaina dira horretarako.Lurpeko meatzaritzaren energia-eskariaren % 80 inguru ordezkatzen dute meategitik jendea eta ekipoak mugitzen dituzten bitartean.

Bateriaren bidezko ibilgailuetara aldatzeak meatzaritza deskarbonizatu eta aireztapen sistemak erraztu ditzake.

Horrek potentzia handiko eta iraupen luzeko bateriak behar ditu, aurreko teknologiaren gaitasunetatik kanpo zegoen betebeharra.Hala ere, azken urteotako ikerketak eta garapenak litio-ioi (Li-ioi) baterien sorta berri bat sortu du errendimendu, segurtasun, merkean eta fidagarritasun maila egokiarekin.

Bost urteko itxaropena

Operadoreek LHD makinak erosten dituztenean, gehienez 5 urteko bizitza espero dute baldintza gogorrak direla eta.Makinek karga astunak garraiatu behar dituzte eguneko 24 orduetan, hezetasunarekin, hautsarekin eta harriekin, kolpe mekanikoekin eta bibrazioekin.

Potentziari dagokionez, operadoreek makinaren bizitzarekin bat datozen bateria-sistemak behar dituzte.Bateriek karga eta deskarga ziklo maiz eta sakonak jasan behar dituzte.Gainera, azkar kargatzeko gai izan behar dute ibilgailuaren erabilgarritasuna maximizatzeko.Horrek esan nahi du 4 orduko zerbitzua aldi berean, egun erdiko txanda ereduarekin bat datorrena.

Bateria trukatzea versus karga azkarra

Bateria-trukea eta karga azkarra sortu ziren hori lortzeko bi aukerak.Bateriak trukatzeko bi bateria-sorta berdin behar dira: bata ibilgailua elikatzen duena eta bestea kargatzen duena.4 orduko txanda baten ondoren, agortutako bateria kargatu berri den batekin ordezkatzen da.

Abantaila hau ez da potentzia handiko kargarik behar eta normalean meategiko lehendik dagoen azpiegitura elektrikoaren bidez onartzen da.Hala ere, aldaketak altxatzea eta manipulatzea eskatzen du, eta horrek aparteko zeregina sortzen du.

Beste ikuspegia etenaldietan, atsedenaldietan eta txandakako aldaketetan 10 minutu inguruko epean azkar kargatzeko gai den bateria bakarra erabiltzea da.Horrek bateriak aldatzeko beharra ezabatzen du, bizitza errazagoa eginez.

Hala ere, karga azkarrak potentzia handiko sare konexio batean oinarritzen dira eta meatze-operadoreek beren azpiegitura elektrikoa berritu edo bideko energia biltegiratzea instalatu beharko dute, batez ere aldi berean kargatu behar duten flota handiagoentzat.

Li-ioiaren kimika bateria trukatzeko

Trukatzearen eta karga azkarren artean aukeratzeak zein bateria-kimika erabili behar den jakinarazten du.

Li-ioi elektrokimika sorta zabala hartzen duen termino aterki bat da.Hauek banaka edo nahastuta erabil daitezke beharrezko ziklo-bizitza, egutegiko bizitza, energia-dentsitatea, karga azkarra eta segurtasuna emateko.

Li-ioizko bateria gehienak grafitoarekin egiten dira elektrodo negatibo gisa eta material desberdinak dituzte elektrodo positibo gisa, hala nola litio nikel-manganeso-kobalto oxidoa (NMC), litio nikel-kobalto aluminio oxidoa (NCA) eta litio burdin fosfatoa (LFP). ).

Horietatik, NMC eta LFP biek energia-eduki ona eskaintzen dute karga-errendimendu nahikoarekin.Horrek bietako bat bateria trukatzeko aproposa da.

Karga azkarrerako kimika berria

Karga azkarrerako, alternatiba erakargarri bat sortu da.Hau litio titanato oxidoa (LTO) da, NMCz egindako elektrodo positibo bat duena.Grafitoaren ordez, bere elektrodo negatiboa LTOn oinarritzen da.

Horrek LTO bateriei beste errendimendu profil bat ematen die.Oso potentzia handiko kargak onartu ditzakete, kargatzeko denbora 10 minutukoa izan dadin.Gainera, Li-ioi kimikako beste mota batzuek baino hiru edo bost aldiz karga- eta deskarga-ziklo gehiago onartzen dituzte.Honek egutegiko bizitza luzeagoa bihurtzen du.

Horrez gain, LTOk berezko segurtasun oso handia du, gehiegikeria elektrikoa jasan dezakeelako, hala nola deskarga sakonak edo zirkuitu laburrak, baita kalte mekanikoak ere.

Bateriaren kudeaketa

OEMentzako beste diseinu-faktore garrantzitsu bat monitorizazio eta kontrol elektronikoa da.Ibilgailua sistema osoan segurtasuna babesten duen errendimendua kudeatzen duen bateriak kudeatzeko sistema batekin (BMS) integratu behar dute.

BMS on batek zelula indibidualen karga eta deskarga ere kontrolatuko ditu tenperatura konstante mantentzeko.Horrek errendimendu koherentea bermatzen du eta bateriaren iraupena maximizatzen du.Gainera, karga-egoerari (SOC) eta osasun-egoerari (SOH) buruzko iritzia emango du.Bateriaren iraupenaren adierazle garrantzitsuak dira, SOC-k operadoreak ibilgailua zenbat denbora gehiago exekutatu dezakeen txanda batean erakusten du eta SOH geratzen den egutegiko iraupenaren adierazle da.

Plug-and-play gaitasuna

Ibilgailuentzako bateria-sistemak zehazteari dagokionez, zentzu handia du moduluak erabiltzeak.Hau bateria-fabrikatzaileei ibilgailu bakoitzerako neurrira egindako bateria-sistemak garatzeko eskatzearen ikuspegi alternatiboarekin alderatzen da.

Ikuspegi modularraren onura handia da OEMek ibilgailu anitzentzako oinarrizko plataforma bat garatu dezaketela.Ondoren, bateria-moduluak gehi ditzakete seriean, modelo bakoitzerako beharrezko tentsioa ematen duten kateak eraikitzeko.Honek potentzia irteera gobernatzen du.Ondoren, soka hauek paraleloan konbina ditzakete beharrezko energia biltegiratzeko ahalmena eraikitzeko eta behar den iraupena emateko.

Lurpeko meatzaritzan dauden karga astunek ibilgailuek potentzia handia eman behar dutela esan nahi du.Horrek 650-850V-ko bateria-sistemak eskatzen ditu.Tentsio handiagoetara igotzeak potentzia handiagoa emango lukeen arren, sistemaren kostu handiagoak ere ekarriko lituzke, beraz, uste da sistemak 1.000V-tik behera egongo direla etorkizun hurbilean.

4 orduko etengabeko funtzionamendua lortzeko, diseinatzaileek normalean 200-250 kWh-ko energia biltegiratzeko ahalmena bilatzen dute, nahiz eta batzuek 300 kWh edo handiagoa beharko duten.

Planteamendu modular honek OEMei garapen-kostuak kontrolatzen eta merkaturatzeko denbora murrizten laguntzen die, proba motak egiteko beharra murriztuz.Hori kontuan izanda, Saft-ek plug-and-play bateria-soluzio bat garatu zuen NMC zein LTO elektrokimikan eskuragarri.

Konparazio praktikoa

Moduluak nola alderatzen diren ikusteko, merezi du LHD ibilgailu tipiko baterako bi eszenatoki alternatibo aztertzea bateria-trukean eta karga azkarrean oinarrituta.Bi agertokietan, ibilgailuak 45 tona pisatzen ditu kargarik gabe eta 60 tona guztiz kargatuta, 6-8 m3 (7,8-10,5 yd3) karga-gaitasunarekin.Saft-ek antzeko pisua (3,5 tona) eta bolumena (4 m3 [5,2 yd3]) antzeko bateriak ikusi ditu.

Bateria trukatzeko eszenatokian, bateria NMC edo LFP kimikan oinarritu liteke eta 6 orduko LHD aldaketa onartzen du tamaina eta pisuaren gutun-azaletik.Bi bateriek, 650 V-ko 400 Ah-ko ahalmenarekin, 3 orduko karga beharko lukete ibilgailutik aldatzean.Bakoitzak 2.500 ziklo iraungo luke 3-5 urteko bizitza osoan zehar.

Kargatze bizkorra egiteko, dimentsio bereko LTO bateria bakar bat 800V-tan baloratuko litzateke 250 Ah-ko ahalmenarekin, 3 orduko funtzionamendua emanez 15 minutuko karga ultra-azkar batekin.Kimikak askoz ziklo gehiago jasan ditzakeenez, 20.000 ziklo emango lituzke, 5-7 urteko egutegiko bizitza espero duena.

Mundu errealean, ibilgailuen diseinatzaile batek ikuspegi hau erabil lezake bezeroaren lehentasunak asetzeko.Adibidez, txandaren iraupena luzatzea, energia biltegiratzeko ahalmena handituz.

Diseinu malgua

Azken finean, meategiko operadoreak izango dira bateria trukatzea edo karga azkarra nahiago duten aukeratzen dutenak.Eta haien aukera alda daiteke beren gune bakoitzean dagoen potentzia elektrikoaren eta espazioaren arabera.

Hori dela eta, garrantzitsua da LHD fabrikatzaileek aukeratzeko malgutasuna eskaintzea.