Litija iekrāvēju akumulatoru uzlādes labākā prakse noliktavas darbībām
Esmu pavadījis septiņus gadus iepirkumos šai nozarei, piedalījies varbūt divdesmit{0}}un noliktavas akumulatoru sistēmas jauninājumos. Rakstu tāpēc, ka ir daudz satura par tēmu “litijs pret svina{2}skābi”, taču gandrīz nekas nepaskaidro, kā pareizi uzlādēt šīs lietas.
Veiciet nepareizu uzlādi, un pat dārgi akumulatori nedarbosies.
Iespējas iekasēšana ir vienīgā pareizā atbilde vairāku{0}}maiņu operācijām
Ļaujiet man izdarīt secinājumus iepriekš. Ja jūsu noliktavā darbojas divas vai trīs maiņas, aizmirstiet par parasto uzlādi. Dodieties tieši uz maksas iekasēšanu.
Iemesls ir vienkāršs: litija baterijas neiebilst par daļēju uzlādi. Viņi patiesībā ienīst pilnus izlādes ciklus. Akumulatora universitātes testēšana liecina, ka SOC saglabāšana no 20% līdz 80% var pagarināt cikla kalpošanas laiku 2 līdz 3 reizes (batteryuniversity.com). Svina-skābe ir pretēja, tai ir nepieciešama pilna uzlāde, lai izvairītos no sulfācijas. Pilnīgi cita loģika.
Kā praktiski darbojas alternatīvā uzlāde: operators pieslēdzas pusdienu pārtraukumā, pievieno 15% līdz 20% uzlādes 15 minūtēs. Vēl 20 minūtes maiņas laikā. Trīs vai četras daļējas uzlādes visas dienas garumā, SOC saglabājas no 40% līdz 85%. Nav akumulatoru maiņas. Nav nepieciešama akumulatora telpa.
Stulbākā lieta, ko esmu redzējis, ir klienti, kas pērk litija baterijas un pēc tam izmanto tos, piemēram, svina{0}}skābi. Katru dienu tiek samazināts līdz 20%, nakts laikā tiek uzlādēts līdz 100%. Dariet to, un jūsu litijs var pat neizturēt tik ilgi, cik svina{5}}skābe. Izšķērdēta nauda.
Uzlādes metode ir atkarīga no jūsu maiņas shēmas:
Viena maiņa, mazāk nekā 8 stundas dienā: parastā uzlāde darbojas labi. Uzlādējiet nakti, palaidiet visu dienu. Litija priekšrocības šeit galvenokārt ir bez apkopes un nav nepieciešamas rezerves baterijas.
Divas maiņas vai pagarinātas darbības: iespēja iekasēt ir standarta. Lādētāji ir jāizplata visā objektā. Pārtraukumu zonas, maiņu maiņas punkti, netālu no doka durvīm.
Augsta intensitāte visu diennakti: ātra uzlāde un iespēja uzlādēt. Bet godīgi sakot, ātrai uzlādei ir nepieciešama nopietna siltuma pārvaldība. Lēti akumulatoru komplekti to nevar izturēt.
| Darbības režīms | Ieteicamā uzlāde | Lādētāja izkārtojums | Akumulatora attiecība |
|---|---|---|---|
| Viena maiņa | Konvencionāls | Centralizēta, bateriju telpa | Pietiek ar 1:1 |
| Divas maiņas | Iespēja | Sadalīti, pārtraukumu zonas/maiņu maiņas punkti | 1:1, dublējums nav vajadzīgs |
| Trīs maiņas/24h | Ātri + iespēja | Izplatīts augsts blīvums | 1:1, bet nepieciešama lielāka jauda |
Tradicionālās svina-skābes darbības katrai kravas automašīnai darbina 2–3 akumulatorus. Viens tiek lietots, viens tiek uzlādēts, viens tiek atdzesēts. Litijam nekas no tā nav vajadzīgs. Viena kravas automašīna, viens akumulators, ar iespēju uzlādēt pārējo. Tas vien ietaupa 60% no akumulatora iegādes izmaksām.
Jaudas izvēle: lielākā daļa cilvēku kļūdās
Pagājušajā mēnesī klients man jautāja, 48V 400Ah vai 48V 700Ah, cenu atšķirība aptuveni 8000 USD. Viņa pirmais instinkts bija pērc mazāku, ietaupi naudu.
Es jautāju: cik maiņu? Divas. Cik lādētāju? Četri, visi akumulatoru telpā. Vai vēlaties uzlabot uzlādes infrastruktūru? Nē, pārāk daudz problēmu.
Tad jums ir nepieciešams 700 Ah.
Mazāka ietilpība nozīmē biežāku uzlādi. 400Ah akumulators, kas darbojas divās maiņās, ir jāuzlādē vismaz divas reizes, lai pavadītu visu dienu. Ja visi lādētāji atrodas akumulatoru telpā, operatoriem ir jābrauc atpakaļ, lai uzlādētu. Turp un atpakaļ plus gaidīšanas laiks, vismaz 20 minūtes katru reizi. Divreiz dienā ir 40 minūtes vienai kravas automašīnai. Divdesmit kravas automašīnas ir 800 minūtes dienā, aptuveni 13 stundas zaudēta produktivitāte.
700 Ah akumulators ar vienu uzlādes iespēju no rīta un vienu pusdienās, pārdzīvo visu dienu. Nav īpašu braucienu atpakaļ uz akumulatoru telpu.
Protams, ja vēlaties izplatīt lādētājus pārtraukuma zonām, darbojas 400 Ah. Bet tam ir nepieciešams elektriskais darbs. Caurules palaišana, slēdžu uzstādīšana, iespējams, galvenā paneļa jaunināšana. Renovācijas izmaksas var pārsniegt akumulatora cenas starpību.
Mani ieteikumi:
Divas maiņas, negribu mainīt infrastruktūru: pērc lielāku jaudu, 600Ah vai vairāk.
Divās maiņās, labprāt veiktu dalīto lādētāju uzstādīšanu: 400 līdz 500Ah ir labi, ietaupījumu liek lādētājos un elektrības darbos.
Viena maiņa: nav nepieciešama liela jauda, 400 Ah ar parasto uzlādi, ietaupiet naudu.
Trīs lielas intensitātes maiņas: vismaz 700 Ah, pārī ar ātru uzlādi, un akumulatora blokam jābūt aktīvai siltuma vadībai (šķidruma dzesēšana vai piespiedu gaiss). Citādi netraucē.
ROI: reālo skaitļu pārspējas teorija
Esmu apkopojis faktiskos datus no pabeigtajiem projektiem. Tie nav ražotāja brošūru numuri. Reāli rezultāti no reāliem klientiem.
Pirmais projekts: Teksasas 3PL noliktava
50 iekrāvēju autoparks, kas iepriekš tika darbināts ar svina-skābi, ar 2,5 akumulatoriem katrā kravas automašīnā (dažām bija 2, dažām 3). Īpaša akumulatora telpa ar ventilāciju un acu skalošanas staciju.
Pēc litija pārveidošanas: bateriju skaits samazinājās no 125 uz 50. Akumulatoru telpa nojaukta, pārveidota par uzglabāšanas vietu. Apkopes personāls ir samazināts no 2 uz 0,5 (tagad veic citus uzdevumus nepilnu darba laiku). Elektrības izmaksas samazinājās par 41%.
Astoņu{0}}gadu kopējo izmaksu salīdzinājums: svina-skābes sistēma 6,6 miljoni USD, litija sistēma 3,7 miljoni USD. Ietaupīja $ 2,9 miljonus, 56% samazinājums. Skaidras naudas pirkuma atmaksāšanās bija 31 mēnesis. Ar EaaS finansējumu pozitīva naudas plūsma no pirmā gada (ugowork.com).
Otrais projekts: saldētavu sadales centrs
12 krāvēji, vide ar mīnus 20 Fārenheitu. Svina-skābes akumulatori šādās temperatūrās zaudē 30–40% kapacitāti, turklāt tos nevar uzlādēt aukstumā, tāpēc apsildāma akumulatora telpa bija obligāta.
Pārslēgts uz LFP litiju ar integrētu apkuri. Likvidēta apsildāmā akumulatora telpa (ietaupīti USD 80, 000+ būvniecības izmaksas plus 12 000 USD gadā). Akumulatora attiecība mainījās no 1:3 līdz 1:1. Atmaksāšanās 17 mēnešu laikā.
Saldētavas scenārijos litija priekšrocības ir milzīgas. Nepārdomājiet matemātiku, vienkārši mainiet. Crown dati liecina, ka viņu litija iepakojumi saglabā 98% ietilpību saldētavā, kur svina -skābe samazinās līdz 60% (crown.com).
Trešais projekts: mazā flote
10 kravas automašīnas, darbs vienā maiņā. Godīgi sakot, ROI šajā mērogā nav liels. Atmaksāšanās tika pagarināta pēdējo 28 mēnešu laikā. Klients tomēr mainīja pakalpojumu, galvenais iemesls bija tas, ka viņi vairs nevarēja izturēt svina-apkopi ar skābi. Ūdens pievienošana, spaiļu tīrīšana, skābes noplūdes novēršana. Viņu apkopes darbinieks pameta darbu, un viņi nevarēja atrast nevienu, kas būtu gatavs veikt šo darbu.
Piecu gadu kopējais ietaupījums vairāk nekā 50 000 USD. Nav milzīgs, bet sirdsmiers ir svarīgs (leochlithium.us).
Detalizēts izmaksu sadalījums
Teorijai ir ierobežota pārliecināšana. Ļaujiet man sadalīt faktiskās izmaksas par 20-kravas automobiļa darbību divās maiņās 5 gadu laikā:
Svina-skābes sistēma:
- Akumulatora iegāde: 4500 USD par katru, 2,5 par kravas automašīnu, 50 kopā=225 000 USD
- Lādētāji: 20 parastie lādētāji, katrs par 3000 ASV dolāriem=60 000 ASV dolāru
- Akumulatoru telpas konstrukcija: ventilācija, skābes ierobežošana, acu skalošanas stacija, trieciena barjeras=45 000 $
- 5 gadu elektrība: ar 75% līdz 80% uzlādes efektivitāti=156 000 USD
- 5 gadu apkopes darbs: 15–30 minūtes vienam akumulatoram nedēļā (laistīšana, pārbaude, tīrīšana)=87 500 $
- 4. gads akumulatora nomaiņa: svina-skābe ilgst aptuveni 1500 ciklus, divas maiņas nozīmē 3–4 gadus, pēc tam nomaiņu, 40 akumulatori (pieņemsim, ka 10 joprojām ir lietojami)=180 000 $
5 gadu kopsumma: 753 500 USD
Litija sistēma:
- Akumulatora iegāde: 16 000 ASV dolāru katra, 20 kopā = 320 000 ASV dolāru
- Lādētāji: 12 iespējami lādētāji (litijs uzlādējas ātrāk, nav nepieciešams 1:1), katrs 4500 $=54 000 $
- Elektriskā atjaunošana: sadalīta lādētāja uzstādīšana, cauruļvads un slēdži=20 000 ASV dolāru (pieņemot, ka galvenā paneļa jaunināšana nav nepieciešama)
- 5 gadu elektrība: ar 95% līdz 98% efektivitāti=94 000 USD
- 5 gadu apkopes darbs: litijam būtībā nulle, budžets 8000 $ gadījuma rakstura problēmām
- Akumulatora nomaiņa: nav nepieciešama, litijs ilgst 3000 līdz 5000 ciklus, tas netiks izlietots 5 gadu laikā
5 gadu kopsumma: 476 000 USD
Atšķirība: ietaupīti 277 500 USD, samazinājums par 37%.
Apskatiet izmaksu struktūras atšķirību. Svina-skābei ir milzīgas slēptās izmaksas: akumulatoru telpas celtniecība, nepārtraukti apkopes darbi, 4. gada masas nomaiņa. Nekas no tā neparādās sākotnējā citātā, taču jūs nevarat no tā izvairīties faktiskajās darbībās.
Infrastruktūras plānošanai ir jānotiek agri
Pagājušajā gadā projekts gandrīz izkrita no sliedēm. Klients pabeidza akumulatora piegādātāju, parakstīja līgumu, samaksāja depozītu, pēc tam nogādāja elektrisko darbuzņēmēju novērtēšanai. Atklāja, ka viņu galvenais panelis jau bija pilns. Pievienojot 10 lādētājus, bija nepieciešams transformators jauninājums, kotēja 180 000 USD. Projekta budžets ir izpūsts, gandrīz tika atcelts.
Litija lādētāji patērē nopietnu jaudu. Viena 48 V ātrā lādētāja jauda ir no 15 līdz 25 kW. Pie 480 V pakalpojuma tas ir aptuveni 30 līdz 60 ampēri. Desmit lādētāji, kas darbojas vienlaikus, palielina 150 līdz 250 kW pieprasījumu jūsu iekārtai.
Pirms apņematies izmantot jebkuru akumulatora risinājumu, palūdziet savam elektrības darbuzņēmējam novērtēt:
- Galvenā paneļa atlikušā jauda un pieejamās slēdža vietas
- Transformatora jauda un strāvas slodzes procents
- Cauruļu maršrutēšana no paneļa uz katru uzlādes vietu
- Vai pievienotā uzlādes slodze izraisīs komunālo pakalpojumu pieprasījuma maksu
480 V trīs{1}fāzu spriegums ir optimāls. Augstākā efektivitāte, zemākās vara izmaksas. Bet daudzās vecās noliktavās ir tikai 208 V vai 240 V. Lai jauninātu uz 480 V, ir jāpievieno transformators, kas ir instalēts no USD 15 000 līdz USD 30 000.
Daži komunālie pakalpojumi piedāvā laika--izmantošanas tarifus ar 20% līdz 30% atlaidi ne-pīķa stundās (parasti no 22:00 līdz 6:00). Ja jūsu darbība ļauj uzlādēt nakti, ir vērts iegādāties lādētājus ar programmējamu grafiku, lai iegūtu šos ietaupījumus.
BMS saderība rada vairāk problēmu, nekā jūs varētu gaidīt
Katram litija akumulatoram ir BMS (Battery Management System). Dažādi ražotāji BMS ievieš ļoti atšķirīgi.
Problēmas, ar kurām esmu saskāries personīgi:
Klients iegādājās ķīniešu akumulatorus par konkurētspējīgām cenām. Uzstādīja tos, atklāja, ka iekrāvēja informācijas panelis neuzrāda uzlādes līmeni. BMS CAN protokola versija nav saderīga ar kravas automašīnu. Baterijas darbojās, bet operatoriem nebija ne jausmas, cik daudz uzlādes palika. Kravas automašīnas gāja bojā ejās vairākas reizes, pirms tās iztērēja 3 ASV dolārus,{5}} liekot iekrāvēju tirgotājam pārkonfigurēt parametrus.
Vēl viena problēma ir BMS strāvas ierobežošana. Svina-skābe var nodrošināt momentānu lielu strāvu. Paātrinājuma tapas, kāpšanas rampas, tas tiek galā ar visu, ko motors pieprasa. Litija BMS ierobežo izlādes strāvu, lai aizsargātu šūnas. Pārsniedziet nominālo maksimumu, un tas nekavējoties tiek pārtraukts. Kāds praktisko mašīnu forumā to skaidri paskaidroja: "BMS ierobežo izlādes strāvu. Tāpēc pārbaudiet iekrāvēja pastiprinātāja jaudas specifikācijas un pārliecinieties, vai akumulatora nominālā strāva sedz maksimālo pieprasījumu. BMS nepieļaus īslaicīgus lēcienus, kā to dara svina{8}skābe" (practicalmachinist.com).
Temperatūras aizsardzība ir vēl viena. Pareiza BMS aizliedz uzlādi, ja temperatūra ir zemāka par 0 grādiem (32 °F), jo aukstā uzlāde izraisa anoda litija pārklājumu. Pastāvīgs, neatgriezenisks jaudas zudums. Bet dažām lētām vienībām ir zemāki sliekšņi vai vispār nav aizsardzības. Ziemā uzlādējiet neapsildītā noliktavā, un jūs varat sabojāt akumulatoru.
BMS specifikācijas, kas jāapstiprina pirms iegādes:
Pārsprieguma aizsardzības slieksnis (LFP jābūt 3,65 V uz vienu šūnu). Zemsprieguma slieksnis (2,5 V uz vienu šūnu). Maksimālā nepārtrauktās izlādes strāva. Maksimālā izlādes strāva un pieļaujamais ilgums. Zemas temperatūras uzlādes pārtraukšana. Augstas temperatūras aizsardzība. CAN protokola versija. Vai tas atbalsta vietējo saziņu ar jūsu iekrāvēja zīmolu.
Saņemiet rakstisku apstiprinājumu no piegādātāja. Neuztveriet tikai pārdevēja vārdus, ka tas ir "saderīgs". Ja pēc instalēšanas tas nav saderīgs, atgriešana un strīdi var ilgt vairākus mēnešus.
Sertifikācija nav obligāta
UL 2580 ir drošības standarts litija akumulatoriem elektrisko transportlīdzekļu lietojumos. Pārbaudes ietver īssavienojuma reakciju, pārlādēšanas uzvedību, mehānisko triecienu, termisko aizturēšanu.
Šī sertifikācija ir svarīga divu iemeslu dēļ: pirmkārt, akumulatora dizains ir-trešās puses verificēts. Otrkārt, apdrošināšanas kompānijas to atzīst.
Bez UL 2580 jūsu apdrošināšana, iespējams, nesedz incidentus vai ievērojami palielinās prēmijas. Dažas importētās baterijas ir lētākas, jo tās izlaida sertifikāciju. Jautājiet par to. Ja nav UL sertifikāta un kaut kas noiet greizi, jūs, iespējams, uzņematies visu atbildību.
Pārbaudiet sertifikācijas autentiskumu, izmantojot UL tiešsaistes datu bāzi. Neuzticieties tikai marķējumam uz akumulatora. Tos var viltot.
Eiropas tirgiem ir nepieciešami arī IEC 62619 un EN 1175:2020.
Kad litija pārveidei nav jēgas
Darbības vienā maiņā. Ikgadējais darba stundu skaits ir mazāks par 1500 vienai kravas automašīnai. Flote ir veca, un to plānots nomainīt 3 gadu laikā. Jebkurš no šiem apstākļiem liek litija ROI izskatīties vājam.
Viena maiņa nozīmē, ka jums ir visu nakti, lai uzlādētu. Litija maksas priekšrocības netiek piemērotas. Apkopes ietaupījumiem un elektroenerģijas efektivitātei nepieciešami vairāki gadi, lai kompensētu augstākas iegādes izmaksas.
Vecā flote ir laika problēma. Ievietojot akumulatorus par 18 000 $ 15{4}}gadus-vecām kravas automašīnām, kuras tiks nodotas metāllūžņos pēc 3 gadiem, tiek zaudēta nauda. Akumulators pārtērē iekārtu. Veicot autoparka nomaiņu, labāk nogaidiet un norādiet kravas automašīnas, kas ir gatavas litijam.
Arī: autoparki līdz 5 kravas automašīnām. Infrastruktūras un projektu pārvaldības izmaksas ir sadalītas pārāk mazās vienībās. Atmaksāšanās stiepjas neērti ilgi. Varētu būt labāk pieturēties pie svina-skābes, līdz palielināsies flotes apjoms vai tiks nomainīts aprīkojums.
Ko darīt tālāk
Ja apsverat litija pārveidošanu, rīkojieties šādi:
Vispirms dokumentējiet savu pašreizējo stāvokli. Cik bateriju maiņas reizes vienā maiņā? Kāds ir tavs elektrības rēķins? Cik daudz darbaspēka tiek ieguldīts uzturēšanā? Daudzās noliktavās šo datu nav. Aptuvenās aplēses darbojas. Lai aprēķinātu IA, ir nepieciešama bāzes līnija.
Saņemiet priekšlikumus no diviem vai trim piegādātājiem. Visiem Raymond, Flux Power, Green Cubes, OneCharge ir tiešsaistes kalkulatori, taču kalkulatora pieņēmumi var neatbilst jūsu faktiskajai darbībai. Lūdziet viņiem veikt pielāgotu analīzi, pamatojoties uz jūsu skaitļiem.
Elektriskais novērtējums jāveic pirms apņemšanās ar pārdevēju. Pieaiciniet darbuzņēmēju, lai pārbaudītu, cik brīvas vietas ir galvenajā panelī. Neatklājiet pēc līgumu parakstīšanas, ka transformatora modernizācijai ir nepieciešami USD 150 000.
Pilotu izvietošana, ja iespējams. Vispirms pārveidojiet 3 uz 5 kravas automašīnas. Darbiniet trīs mēnešus, vāciet reālus datus, pārbaudiet piegādātāju prasības, ļaujiet operatoriem pielāgoties jaunām uzlādes rutīnām, novēršiet neliela mēroga problēmas. Tas ir daudz lētāk nekā izvērst-visu autoparku un pēc tam atklāt problēmas.
Interact Analysis paredz, ka līdz 2034. gadam 81% elektrisko iekrāvēju tiks piegādāti ar litija akumulatoriem (interactanalysis.com). Tendence ir fiksēta. Jautājums ir tieši tad, kad veicat pārvietošanos.
Vai vēlaties runāt par konkrētiem jautājumiem? Flotes lielums, darbības modelis, esošie infrastruktūras ierobežojumi. Sniedziet man šo informāciju, un es varu veikt reālistisku jūsu situācijas aprēķinu.
