Жаңылыктар

Жер астындагы тоо-кен иштеринде электромобилдүүлүккө өтүүдө эске алынышы керек болгон бир нече батарея жана заряддоо технологиялары бар.

Аккумулятор менен иштеген тоо-кен машиналары жер астындагы кен казуу үчүн эң ылайыктуу.Алар иштетилген газдарды чыгарбагандыктан, муздатуу жана желдетүү талаптарын азайтат, парник газдарын (ПГ) чыгарууну жана техникалык тейлөөгө кеткен чыгымдарды азайтат жана эмгек шарттарын жакшыртат.

Бүгүнкү күндө жер астындагы шахталардын дээрлик бардык жабдуулары дизель менен иштейт жана түтүндөрдү пайда кылат.Бул жумушчулардын коопсуздугун камсыз кылуу үчүн кеңири желдетүү системаларына муктаждыкты жаратат.Андан тышкары, азыркы кен операторлору рудалык кендерге жетүү үчүн 4 км (13 123,4 фут) тереңдикти казып жаткандыктан, бул системалар экспоненциалдуу түрдө чоңоюшат.Бул аларды орнотуу жана иштетүү үчүн кымбатыраак жана энергияны көбүрөөк талап кылат.

Ошол эле учурда рынок өзгөрүп жатат.Өкмөттөр айлана-чөйрөнү коргоо боюнча максаттарды коюуда жана керектөөчүлөр көмүртектин азыраак изин көрсөтө алган акыркы продуктылар үчүн үстөк акы төлөөгө көбүрөөк даяр.Бул кендерди декарбонизациялоого көбүрөөк кызыгууну жаратууда.

Жүктөө, ташуу жана төгүү (LHD) машиналары бул үчүн эң сонун мүмкүнчүлүк.Алар шахта аркылуу адамдарды жана жабдууларды алып өтүүдө жер астындагы тоо-кен казып алуу үчүн энергия муктаждыгынын 80% түзөт.

Аккумулятор менен иштеген унааларга өтүү тоо-кен иштерин декарбонизациялап, желдетүү системаларын жөнөкөйлөтөт.

Бул жогорку кубаттуулуктагы жана узак мөөнөттүү батареяларды талап кылат - бул мурунку технологиянын мүмкүнчүлүктөрүнөн тышкары болгон милдет.Бирок, акыркы бир нече жыл ичинде илимий-изилдөө жана иштеп чыгуулар литий-иондук (Li-ion) батарейкалардын жаңы породасын түздү.

Беш жылдык күтүү

Операторлор LHD машиналарын сатып алганда, катаал шарттардан улам эң көп дегенде 5 жылдык өмүр күтүшөт.Машиналар нымдуулук, чаң жана тоо тектери, механикалык сокку жана титирөө менен бирдей эмес шарттарда күнү-түнү оор жүктөрдү ташуу керек.

Кубат жөнүндө сөз болгондо, операторлор машинанын иштөө мөөнөтүнө дал келген батарея системалары керек.Батареялар бат-баттан жана терең заряддоо жана разряд циклдарына туруштук бериши керек.Алар ошондой эле унаанын жеткиликтүүлүгүн жогорулатуу үчүн тез кубаттоого жөндөмдүү болушу керек.Бул жарым күндүк нөөмөт схемасына дал келген бир убакта 4 саат кызмат көрсөтүүнү билдирет.

Батареяны алмаштыруу тез кубаттоого каршы

Батареяны алмаштыруу жана тез кубаттоо буга жетүү үчүн эки вариант катары пайда болду.Батареяны алмаштыруу үчүн эки окшош батареялар топтому талап кылынат – бири унааны кубаттайт, экинчиси заряддуу.4 сааттык нөөмөттөн кийин сарпталган батарея жаңы заряддалганга алмаштырылат.

Артыкчылыгы - бул жогорку кубаттуулукту кубаттоого муктаж эмес жана адатта шахтанын болгон электр инфраструктурасы тарабынан колдоого алынышы мүмкүн.Бирок, которууну көтөрүү жана иштетүү талап кылынат, бул кошумча милдетти жаратат.

Башка ыкма - тыныгуулар, тыныгуулар жана нөөмөт алмаштыруулар учурунда 10 мүнөттүн ичинде тез кубаттоого жөндөмдүү бир батареяны колдонуу.Бул жашоону жөнөкөйлөтүп, батареяларды алмаштыруунун зарылдыгын жок кылат.

Бирок, тез кубаттоо жогорку кубаттуулуктагы түйүн байланышына таянат жана шахта операторлору электр инфраструктурасын жаңыртышы же жол боюндагы энергия сактоочу жайларды орнотуусу керек болушу мүмкүн, айрыкча бир эле учурда заряддоого муктаж болгон чоңураак флоттор үчүн.

Батареяны алмаштыруу үчүн Li-ion химиясы

Алмаштыруу жана тез кубаттоо ортосундагы тандоо батареянын химиясынын кайсы түрүн колдонуу керектигин билдирет.

Li-ion - электрохимиянын кеңири спектрин камтыган кол чатыр термин.Булар талап кылынган цикл өмүрүн, календардык өмүрдү, энергиянын тыгыздыгын, тез кубаттоо жана коопсуздукту жеткирүү үчүн өзүнчө же аралаштырылышы мүмкүн.

Ли-иондук батарейкалардын көбү терс электрод катары графиттен жасалган жана литий никель-марганец-кобальт оксиди (NMC), литий никель-кобальт алюминий оксиди (NCA) жана литий темир фосфаты (LFP) сыяктуу оң электрод катары ар кандай материалдарга ээ. ).

Алардын ичинен NMC жана LFP экөө тең жетиштүү заряддоо көрсөткүчтөрү менен жакшы энергия мазмунун камсыз кылат.Бул алардын бирин батарейканы алмаштыруу үчүн идеалдуу кылат.

Тез кубаттоо үчүн жаңы химия

Тез кубаттоо үчүн жагымдуу альтернатива пайда болду.Бул NMC жасалган оң электрод бар литий титанат оксиди (LTO).Графиттин ордуна, анын терс электрод LTO негизделген.

Бул LTO батарейкаларына башка аткаруу профилин берет.Алар кубаттоо убактысы 10 мүнөткө чейин болушу үчүн, өтө чоң кубаттуулуктагы кубаттоолорду кабыл алат.Алар ошондой эле Li-ion химиясынын башка түрлөрүнө караганда үч-беш эсе көп заряддоо жана разряд циклдерин колдой алат.Бул календардык узакка созулат.

Мындан тышкары, LTO өтө жогорку мүнөздүү коопсуздукка ээ, анткени ал терең разряд же кыска туташуу сыяктуу электрдик кыянаттыктарга, ошондой эле механикалык зыянга туруштук бере алат.

Батареяны башкаруу

OEMs үчүн дагы бир маанилүү дизайн фактору электрондук мониторинг жана контролдоо болуп саналат.Алар унааны бүтүндөй система боюнча коопсуздукту коргоп, аткарууну башкарган батареяны башкаруу системасы (BMS) менен бириктириши керек.

Жакшы BMS ошондой эле туруктуу температураны кармап туруу үчүн айрым клеткалардын зарядын жана разрядын көзөмөлдөйт.Бул ырааттуу аткарууну камсыз кылат жана батареянын иштөө мөөнөтүн узартат.Ал ошондой эле заряддын абалы (SOC) жана ден соолугунун абалы (SOH) боюнча пикир берет.Бул батареянын иштөө мөөнөтүнүн маанилүү көрсөткүчтөрү, SOC оператор нөөмөт учурунда унааны канча убакыт иштете аларын көрсөтөт, ал эми SOH калган календарлык мөөнөттүн көрсөткүчү.

Plug-and-play мүмкүнчүлүгү

Транспорт каражаттары үчүн аккумулятордук системаларды көрсөтүүгө келгенде, модулдарды колдонуунун мааниси чоң.Бул аккумулятор өндүрүүчүлөрдөн ар бир унаа үчүн атайын жасалган аккумулятордук системаларды иштеп чыгууну суранган альтернативалуу ыкма менен салыштырылат.

Модулдук ыкманын чоң пайдасы - OEMs бир нече унаалар үчүн негизги платформаны иштеп чыга алат.Андан кийин алар ар бир моделге керектүү чыңалуу менен камсыз кылуучу саптарды куруу үчүн катар-катар батарея модулдарын кошо алышат.Бул кубаттуулукту башкарат.Андан кийин алар бул жиптерди параллелдүү бириктирип, талап кылынган энергияны сактоо мүмкүнчүлүгүн түзүп, талап кылынган узактыгын камсыздай алышат.

Жер астындагы тоо-кен казып алууда оор жүктер унаалар жогорку кубаттуулукту жеткирүү керек дегенди билдирет.Бул 650-850V батарейка системаларын талап кылат.Жогорку чыңалууга чейин жогорулатуу жогорку кубаттуулукту камсыз кылганы менен, бул системанын кымбатташына алып келет, ошондуктан системалар жакынкы келечекте 1,000 Втан төмөн бойдон калат деп ишенишет.

4 саат үзгүлтүксүз иштөөгө жетишүү үчүн дизайнерлер адатта 200-250 кВт/саат энергияны сактоо кубаттуулугун издешет, бирок айрымдарына 300 кВт саат же андан жогору керек болот.

Бул модулдук ыкма OEMдерге иштеп чыгууга кеткен чыгымдарды көзөмөлдөөгө жана типти тестирлөө зарылдыгын азайтуу аркылуу рынокко чыгуу убактысын кыскартууга жардам берет.Ушуну эске алып, Saft NMC жана LTO электрохимияларында жеткиликтүү плагин жана ойнотуу батареянын чечимин иштеп чыкты.

Практикалык салыштыруу

Модулдардын кандайча салыштырылганын сезүү үчүн, батареяны алмаштырууга жана тез кубаттоого негизделген типтүү LHD унаасы үчүн эки альтернативалуу сценарийди карап чыгуу керек.Эки сценарийде тең жүк көтөрүмдүүлүгү 6-8 м3 (7,8-10,5 ярд3) болгон унаанын салмагы 45 тонна жүксүз жана 60 тонна толугу менен жүктөлгөн.Окшош салыштырууну иштетүү үчүн, Saft окшош салмактагы (3,5 тонна) жана көлөмдөгү (4 м3 [5,2 йд3]) батареяларды визуализациялады.

Батареяны алмаштыруу сценарийинде, батарейка NMC же LFP химиясына негизделип, өлчөмү жана салмагы конвертинен 6 сааттык LHD жылышын колдойт.400 Ah кубаттуулугу менен 650V деп эсептелген эки батарейка унааны алмаштырганда 3 сааттык зарядды талап кылат.Ар бири 3-5 жылдык календардык өмүр бою 2500 циклге созулат.

Тез кубаттоо үчүн, бирдей өлчөмдөгү бир борттогу LTO батареясы 250 Ah кубаттуулугу менен 800V деп бааланып, 15 мүнөттүк ультра тез кубаттоо менен 3 саат иштөөгө мүмкүндүк берет.Химия дагы көптөгөн циклдерге туруштук бере алгандыктан, ал 20 000 циклди жеткирет, күтүлгөн календарлык өмүрү 5-7 жыл.

Чыныгы дүйнөдө унаа дизайнери кардардын каалоолорун канааттандыруу үчүн бул ыкманы колдоно алат.Мисалы, энергияны сактоо кубаттуулугун жогорулатуу менен сменанын узактыгын узартуу.

Ийкемдүү дизайн

Акыр-аягы, шахта операторлору аккумуляторду алмаштырууну же тез кубаттоону тандашат.Жана алардын тандоосу, алардын ар бир сайтында электр энергиясына жана мейкиндикке жараша өзгөрүшү мүмкүн.

Ошондуктан, бул LHD өндүрүүчүлөр үчүн тандоо ийкемдүүлүк менен камсыз кылуу үчүн маанилүү болуп саналат.