Habari

Kuna teknolojia kadhaa za betri na kuchaji ambazo zinahitaji kuzingatiwa wakati wa mpito kwenda kwa umeme katika uchimbaji wa madini chini ya ardhi.

Magari ya kuchimba madini yanayotumia betri yanafaa kwa uchimbaji wa chini ya ardhi.Kwa sababu hazitoi gesi za kutolea nje, hupunguza mahitaji ya kupoeza na uingizaji hewa, hupunguza utoaji wa gesi chafu (GHG) na gharama za matengenezo, na kuboresha mazingira ya kazi.

Takriban vifaa vyote vya migodi ya chini ya ardhi leo vinaendeshwa na dizeli na hutengeneza moshi wa moshi.Hii inasababisha hitaji la mifumo mingi ya uingizaji hewa ili kudumisha usalama kwa wafanyikazi.Zaidi ya hayo, kwa vile waendeshaji migodi wa leo wanachimba kwa kina cha kilomita 4 (futi 13,123.4) ili kupata amana za madini, mifumo hii inaongezeka kwa kasi.Hilo huwafanya kuwa ghali zaidi kusakinisha na kuendesha na kuwa na njaa zaidi ya nishati.

Wakati huo huo, soko linabadilika.Serikali zinaweka malengo ya mazingira na watumiaji wanazidi kuwa tayari kulipa ada kwa bidhaa za mwisho ambazo zinaweza kuonyesha kiwango cha chini cha kaboni.Hiyo inaleta shauku zaidi katika kuondoa kaboni kwenye migodi.

Mashine za kupakia, kuvuta na kutupa (LHD) ni fursa nzuri ya kufanya hivi.Wanawakilisha karibu 80% ya mahitaji ya nishati kwa uchimbaji wa chini ya ardhi huku wakihamisha watu na vifaa kupitia mgodi.

Kubadilisha na kutumia magari yanayotumia betri kunaweza kupunguza kaboni uchimbaji madini na kurahisisha mifumo ya uingizaji hewa.

Hii inahitaji betri zenye nguvu ya juu na muda mrefu - wajibu ambao ulikuwa nje ya uwezo wa teknolojia ya awali.Hata hivyo, utafiti na maendeleo katika miaka michache iliyopita imeunda aina mpya ya betri za lithiamu-ion (Li-ion) zenye kiwango sahihi cha utendakazi, usalama, uwezo wa kumudu na kutegemewa.

Matarajio ya miaka mitano

Wakati waendeshaji hununua mashine za LHD, wanatarajia maisha ya miaka 5 zaidi kutokana na hali ngumu.Mashine zinahitaji kusafirisha mizigo mizito masaa 24 kwa siku katika hali isiyo sawa na unyevu, vumbi na miamba, mshtuko wa mitambo na vibration.

Inapokuja kwa nguvu, waendeshaji wanahitaji mifumo ya betri inayolingana na maisha ya mashine.Betri pia zinahitaji kuhimili mizunguko ya mara kwa mara na ya kina ya malipo na kutokwa.Pia zinahitaji kuwa na uwezo wa kuchaji haraka ili kuongeza upatikanaji wa gari.Hii inamaanisha saa 4 za huduma kwa wakati mmoja, zinazolingana na muundo wa zamu ya nusu siku.

Kubadilishana kwa betri dhidi ya kuchaji haraka

Kubadilishana kwa betri na kuchaji haraka kuliibuka kama chaguo mbili za kufanikisha hili.Kubadilishana kwa betri kunahitaji seti mbili zinazofanana za betri - moja ya kuwasha gari na moja kwenye chaji.Baada ya zamu ya saa 4, betri iliyotumika inabadilishwa na iliyochajiwa upya.

Faida ni kwamba hii haihitaji kuchaji nguvu nyingi na inaweza kuungwa mkono na miundombinu ya umeme iliyopo ya mgodi.Hata hivyo, mabadiliko yanahitaji kuinua na kushughulikia, ambayo hujenga kazi ya ziada.

Mbinu nyingine ni kutumia betri moja yenye uwezo wa kuchaji haraka ndani ya takriban dakika 10 wakati wa kusitisha, mapumziko na mabadiliko ya zamu.Hii huondoa hitaji la kubadili betri, na kufanya maisha kuwa rahisi.

Hata hivyo, uchaji wa haraka unategemea muunganisho wa gridi ya nishati ya juu na waendeshaji migodi wanaweza kuhitaji kuboresha miundombinu yao ya umeme au kusakinisha hifadhi ya nishati kando ya njia, hasa kwa meli kubwa zaidi zinazohitaji kuchaji kwa wakati mmoja.

Kemia ya Li-ion kwa ubadilishaji wa betri

Chaguo kati ya kubadilishana na kuchaji haraka hufahamisha ni aina gani ya kemia ya betri itatumika.

Li-ion ni neno mwavuli ambalo linajumuisha aina mbalimbali za electrochemistries.Hizi zinaweza kutumika kibinafsi au kuchanganywa ili kutoa maisha ya mzunguko unaohitajika, maisha ya kalenda, msongamano wa nishati, uchaji haraka na usalama.

Betri nyingi za Li-ion zimetengenezwa kwa grafiti kama elektrodi hasi na zina vifaa tofauti kama elektrodi chanya, kama vile lithiamu nickel-manganese-cobalt oxide (NMC), lithiamu nickel-cobalt alumini oxide (NCA) na lithiamu iron phosphate (LFP). )

Kati ya hizi, NMC na LFP zote zinatoa maudhui bora ya nishati na utendakazi wa kutosha wa kuchaji.Hii inafanya mojawapo ya hizi kuwa bora kwa ubadilishaji wa betri.

Kemia mpya ya kuchaji haraka

Kwa malipo ya haraka, mbadala ya kuvutia imetokea.Hii ni lithiamu titanate oxide (LTO), ambayo ina elektrodi chanya iliyotengenezwa na NMC.Badala ya grafiti, electrode yake hasi inategemea LTO.

Hii inazipa betri za LTO wasifu tofauti wa utendaji.Wanaweza kukubali kuchaji nishati ya juu sana ili muda wa kuchaji uweze kuwa chini ya dakika 10.Wanaweza pia kusaidia mizunguko ya malipo na kutokwa mara tatu hadi tano kuliko aina zingine za kemia ya Li-ion.Hii inatafsiri kuwa maisha marefu ya kalenda.

Kwa kuongezea, LTO ina usalama wa hali ya juu sana kwani inaweza kuhimili matumizi mabaya ya umeme kama vile kutokwa maji kwa kina au nyaya fupi, pamoja na uharibifu wa kiufundi.

Usimamizi wa betri

Jambo lingine muhimu la muundo wa OEMs ni ufuatiliaji na udhibiti wa kielektroniki.Wanahitaji kujumuisha gari na mfumo wa usimamizi wa betri (BMS) ambao unadhibiti utendaji huku ukilinda usalama kwenye mfumo mzima.

BMS nzuri pia itadhibiti malipo na kutokwa kwa seli za kibinafsi ili kudumisha halijoto isiyobadilika.Hii inahakikisha utendakazi thabiti na huongeza maisha ya betri.Pia itatoa maoni kuhusu hali ya malipo (SOC) na hali ya afya (SOH).Hivi ni viashirio muhimu vya maisha ya betri, huku SOC ikionyesha muda ambao opereta anaweza kuendesha gari wakati wa zamu, na SOH ikiwa ni kiashirio cha maisha ya kalenda iliyosalia.

Uwezo wa kuziba-na-kucheza

Linapokuja suala la kubainisha mifumo ya betri kwa magari, inaleta maana sana kutumia moduli.Hii inalinganishwa na mbinu mbadala ya kuwauliza watengenezaji betri watengeneze mifumo ya betri iliyoundwa mahususi kwa kila gari.

Faida kubwa ya mbinu ya kawaida ni kwamba OEMs zinaweza kuunda jukwaa la msingi la magari mengi.Kisha wanaweza kuongeza moduli za betri kwa mfululizo ili kuunda mifuatano inayotoa volti inayohitajika kwa kila modeli.Hii inasimamia pato la nguvu.Kisha wanaweza kuchanganya masharti haya kwa sambamba ili kujenga uwezo wa kuhifadhi nishati unaohitajika na kutoa muda unaohitajika.

Mizigo mizito inayochezwa katika uchimbaji madini chini ya ardhi inamaanisha kuwa magari yanahitaji kutoa nishati ya juu.Hiyo inahitaji mifumo ya betri iliyokadiriwa 650-850V.Ingawa kupandisha hadi viwango vya juu vya voltage kunaweza kutoa nguvu ya juu zaidi, kunaweza pia kusababisha gharama kubwa za mfumo, kwa hivyo inaaminika mifumo itasalia chini ya 1,000V kwa siku zijazo zinazoonekana.

Ili kufikia saa 4 za operesheni inayoendelea, wabunifu kwa kawaida hutafuta uwezo wa kuhifadhi nishati wa 200-250 kWh, ingawa baadhi watahitaji kWh 300 au zaidi.

Mbinu hii ya msimu husaidia OEM kudhibiti gharama za ukuzaji na kupunguza muda wa soko kwa kupunguza hitaji la majaribio ya aina.Kwa kuzingatia hili, Saft ilitengeneza suluhu ya betri ya kuziba-na-kucheza inayopatikana katika kemia za umeme za NMC na LTO.

Ulinganisho wa vitendo

Ili kuhisi jinsi moduli zinavyolinganishwa, inafaa kuangalia hali mbili mbadala za gari la kawaida la LHD kulingana na kubadilishana betri na kuchaji haraka.Katika matukio yote mawili, gari lina uzito wa tani 45 bila mizigo na tani 60 zilizojaa kikamilifu na uwezo wa mzigo wa 6-8 m3 (7.8-10.5 yd3).Ili kuwezesha ulinganisho wa kama-kama, betri za Saft zilionyesha uzani sawa (tani 3.5) na ujazo (4 m3 [5.2 yd3]).

Katika hali ya kubadilishana betri, betri inaweza kulingana na kemia ya NMC au LFP na inaweza kusaidia mabadiliko ya saa 6 ya LHD kutoka saizi na bahasha ya uzani.Betri hizo mbili, zilizokadiriwa kuwa 650V na uwezo wa 400 Ah, zingehitaji chaji ya saa 3 wakati wa kubadilisha gari.Kila moja ingedumu mizunguko 2,500 kwa jumla ya maisha ya kalenda ya miaka 3-5.

Kwa kuchaji kwa haraka, betri moja ya LTO iliyo kwenye ubao ya vipimo sawa itakadiriwa kuwa 800V na uwezo wa 250 Ah, ikitoa saa 3 za kazi kwa chaji ya haraka sana ya dakika 15.Kwa sababu kemia inaweza kuhimili mizunguko mingi zaidi, inaweza kutoa mizunguko 20,000, na maisha ya kalenda yanayotarajiwa ya miaka 5-7.

Katika ulimwengu halisi, mbunifu wa gari anaweza kutumia mbinu hii ili kukidhi matakwa ya mteja.Kwa mfano, kurefusha muda wa zamu kwa kuongeza uwezo wa kuhifadhi nishati.

Kubuni rahisi

Hatimaye, watakuwa waendeshaji mgodi ambao wanachagua kama wanapendelea kubadilishana betri au kuchaji haraka.Na chaguo lao linaweza kutofautiana kulingana na nguvu za umeme na nafasi inayopatikana katika kila tovuti yao.

Kwa hivyo, ni muhimu kwa watengenezaji wa LHD kuwapa wepesi wa kuchagua.