Kabar

Ana sawetara teknologi baterei lan pangisi daya sing kudu digatekake nalika pindhah menyang elektromobilitas ing pertambangan lemah.

Kendaraan pertambangan sing nganggo baterei cocog kanggo pertambangan lemah.Amarga ora ngetokake gas exhaust, dheweke nyuda syarat pendinginan lan ventilasi, nyuda emisi gas omah kaca (GHG) lan biaya pangopènan, lan nambah kahanan kerja.

Meh kabeh peralatan tambang lemah saiki nganggo tenaga diesel lan nggawe asap knalpot.Iki nyebabake kabutuhan sistem ventilasi sing ekstensif kanggo njaga safety kanggo para pekerja.Kajaba iku, amarga operator tambang saiki ngeduk nganti jerone 4 km (13.123,4 kaki) kanggo ngakses celengan bijih, sistem kasebut dadi luwih gedhe.Sing nggawe dheweke luwih larang kanggo nginstal lan mbukak lan luwih keluwen energi.

Ing wektu sing padha, pasar ganti.Pamrentah nyetel target lingkungan lan konsumen tambah akeh mbayar premi kanggo produk pungkasan sing bisa nuduhake jejak karbon sing luwih murah.Sing nggawe liyane kapentingan ing decarbonizing tambang.

Mesin Load, Haul, and Dump (LHD) minangka kesempatan sing apik kanggo nindakake iki.Dheweke makili udakara 80% saka kebutuhan energi kanggo pertambangan lemah nalika mindhah wong lan peralatan liwat tambang kasebut.

Ngalih menyang kendaraan bertenaga baterei bisa decarbonize pertambangan lan nyederhanakake sistem ventilasi.

Iki mbutuhake baterei kanthi daya dhuwur lan durasi dawa - tugas sing ngluwihi kemampuan teknologi sadurunge.Nanging, riset lan pangembangan sajrone sawetara taun kepungkur nggawe jinis baterei lithium-ion (Li-ion) anyar kanthi tingkat kinerja, safety, keterjangkauan lan linuwih.

Pangarep-arep limang taun

Nalika operator tuku mesin LHD, padha ngarep-arep urip paling 5 taun amarga kahanan angel.Mesin kudu ngangkut beban abot 24 jam dina ing kahanan sing ora rata kanthi kelembapan, bledug lan watu, kejut mekanik lan geter.

Nalika nerangake daya, operator butuh sistem baterei sing cocog karo umur mesin.Baterei uga kudu tahan siklus pangisi daya lan discharge sing kerep lan jero.Dheweke uga kudu bisa ngisi daya kanthi cepet kanggo ngoptimalake kasedhiyan kendaraan.Iki tegese 4 jam layanan sekaligus, cocog karo pola shift setengah dina.

Ganti baterei lawan pangisi daya cepet

Ganti baterei lan pangisi daya cepet muncul minangka rong pilihan kanggo entuk iki.Pertukaran baterei mbutuhake rong set baterei sing padha - siji sing bisa nyopir kendaraan lan siji sing diisi daya.Sawise shift 4 jam, baterei sing wis digunakake diganti karo sing anyar diisi.

Kauntungane yaiku iki ora mbutuhake ngisi daya dhuwur lan biasane bisa didhukung dening infrastruktur listrik sing ana ing tambang.Nanging, owah-owahan mbutuhake ngangkat lan nangani, sing nggawe tugas ekstra.

Pendekatan liyane yaiku nggunakake baterei siji sing bisa ngisi daya kanthi cepet sajrone udakara 10 menit sajrone ngaso, istirahat lan owah-owahan shift.Iki ngilangi kabutuhan ngalih baterei, nggawe urip luwih gampang.

Nanging, pangisian daya cepet gumantung ing sambungan kothak daya dhuwur lan operator tambang bisa uga kudu nganyarke infrastruktur listrik utawa nginstal panyimpenan energi ing pinggir dalan, utamane kanggo armada gedhe sing kudu ngisi daya bebarengan.

Kimia Li-ion kanggo ngganti baterei

Pilihan antarane ngganti lan ngisi daya cepet ngandhani jinis kimia baterei sing digunakake.

Li-ion minangka istilah umum sing nyakup macem-macem elektrokimia.Iki bisa digunakake kanthi individu utawa dicampur kanggo nyedhiyakake siklus urip sing dibutuhake, umur tanggalan, kapadhetan energi, pangisi daya cepet, lan safety.

Umume baterei Li-ion digawe nganggo grafit minangka elektroda negatif lan duwe macem-macem bahan minangka elektroda positif, kayata lithium nikel-mangan-kobalt oksida (NMC), lithium nikel-kobalt aluminium oksida (NCA) lan lithium wesi fosfat (LFP). ).

Saka jumlah kasebut, NMC lan LFP nyedhiyakake konten energi sing apik kanthi kinerja pangisian daya sing cukup.Iki ndadekake salah siji saka iki becik kanggo ngganti baterei.

Kimia anyar kanggo ngisi daya cepet

Kanggo ngisi daya cepet, alternatif sing menarik wis muncul.Iki minangka lithium titanate oxide (LTO), sing nduweni elektroda positif sing digawe saka NMC.Tinimbang grafit, elektroda negatif adhedhasar LTO.

Iki menehi baterei LTO profil kinerja beda.Padha bisa nampa daya daya dhuwur banget supaya wektu daya bisa dadi sethitik minangka 10 menit.Dheweke uga bisa ndhukung siklus pangisian daya lan discharge kaping telu nganti kaping lima tinimbang jinis kimia Li-ion liyane.Iki nerjemahake menyang umur tanggalan maneh.

Kajaba iku, LTO nduweni safety bawaan sing dhuwur banget amarga bisa nahan penyalahgunaan listrik kayata discharge jero utawa sirkuit cendhak, uga karusakan mekanik.

Manajemen baterei

Faktor desain penting liyane kanggo OEM yaiku pemantauan lan kontrol elektronik.Padha kudu nggabungake kendharaan karo sistem manajemen baterei (BMS) sing ngatur kinerja nalika nglindhungi safety ing kabeh sistem.

BMS sing apik uga bakal ngontrol pangisian daya lan pelepasan sel individu kanggo njaga suhu konstan.Iki njamin kinerja sing konsisten lan maksimalake umur baterei.Iki uga bakal menehi umpan balik babagan status pangisian daya (SOC) lan status kesehatan (SOH).Iki minangka indikator penting babagan umur baterei, kanthi SOC nuduhake suwene operator bisa mbukak kendaraan sajrone shift, lan SOH minangka indikator umur tanggalan sing isih ana.

Kemampuan plug-and-play

Nalika nerangake sistem baterei kanggo kendaraan, iku ndadekake akèh pangertèn kanggo nggunakake modul.Iki mbandhingake karo pendekatan alternatif kanggo njaluk produsen baterei ngembangake sistem baterei sing digawe khusus kanggo saben kendaraan.

Keuntungan gedhe saka pendekatan modular yaiku OEM bisa ngembangake platform dhasar kanggo macem-macem kendaraan.Padha banjur bisa nambah modul baterei ing seri kanggo mbangun strings sing ngirim voltase dibutuhake kanggo saben model.Iki ngatur output daya.Dheweke banjur bisa nggabungake senar kasebut kanthi sejajar kanggo mbangun kapasitas panyimpenan energi sing dibutuhake lan nyedhiyakake durasi sing dibutuhake.

Beban abot sing dimainake ing pertambangan lemah tegese kendaraan kudu menehi daya dhuwur.Sing mbutuhake sistem baterei sing dirating ing 650-850V.Nalika munggah menyang voltase sing luwih dhuwur bakal nyedhiyakake daya sing luwih dhuwur, uga bakal nyebabake biaya sistem sing luwih dhuwur, saengga sistem dipercaya bakal tetep ing ngisor 1,000V kanggo mangsa ngarep.

Kanggo entuk 4 jam operasi terus-terusan, desainer biasane nggoleki kapasitas panyimpenan energi 200-250 kWh, sanajan sawetara mbutuhake 300 kWh utawa luwih dhuwur.

Pendekatan modular iki mbantu OEM ngontrol biaya pangembangan lan nyuda wektu menyang pasar kanthi nyuda kabutuhan tes jinis.Ngelingi iki, Saft ngembangake solusi baterei plug-and-play sing kasedhiya ing elektrokimia NMC lan LTO.

A comparison praktis

Kanggo ngerteni kepiye modul kasebut dibandhingake, kudu dideleng ing rong skenario alternatif kanggo kendaraan LHD khas adhedhasar ganti baterei lan ngisi daya cepet.Ing loro skenario, kendaraan bobote 45 ton tanpa muatan lan 60 ton kanthi muatan kanthi kapasitas 6-8 m3 (7.8-10.5 yd3).Kanggo ngaktifake perbandingan kaya-kanggo-kaya, Saft nggambarake baterei kanthi bobot sing padha (3,5 ton) lan volume (4 m3 [5,2 yd3]).

Ing skenario ganti baterei, baterei bisa adhedhasar kimia NMC utawa LFP lan bakal ndhukung shift LHD 6 jam saka amplop ukuran lan bobot.Baterei loro kasebut, dirating ing 650V kanthi kapasitas 400 Ah, mbutuhake pangisian daya 3 jam nalika diganti saka kendaraan.Saben bakal tahan 2.500 siklus sajrone umur tanggalan total 3-5 taun.

Kanggo ngisi daya cepet, siji baterei LTO onboard kanthi ukuran sing padha bakal dirating ing 800V kanthi kapasitas 250 Ah, nyedhiyakake 3 jam operasi kanthi pangisian daya ultra-cepet 15 menit.Amarga kimia bisa tahan luwih akeh siklus, bakal ngasilake 20.000 siklus, kanthi umur tanggalan 5-7 taun.

Ing jagad nyata, desainer kendaraan bisa nggunakake pendekatan iki kanggo nyukupi pilihan pelanggan.Contone, ndawakake wektu shift kanthi nambah kapasitas panyimpenan energi.

Desain sing fleksibel

Pungkasane, operator tambang bakal milih apa luwih seneng ngganti baterei utawa ngisi daya cepet.Lan pilihan bisa beda-beda gumantung saka daya listrik lan papan sing kasedhiya ing saben situs.

Mula, penting kanggo produsen LHD nyedhiyakake keluwesan kanggo milih.