Якчанд технологияҳои батарея ва пуркунандаи барқ мавҷуданд, ки ҳангоми гузаштан ба электромобилӣ дар истихроҷи зеризаминӣ бояд ба назар гирифта шаванд.
Мошинҳои истихроҷи маъданҳои аккумуляторӣ барои истихроҷи зеризаминӣ комилан мувофиқанд.Азбаски онҳо газҳои ихроҷро хориҷ намекунанд, онҳо талаботи хунуккунӣ ва вентилятсияро коҳиш медиҳанд, партобҳои газҳои гулхонаӣ (GHG) ва хароҷоти нигоҳдорӣ ва беҳтар кардани шароити корро коҳиш медиҳанд.
Қариб тамоми таҷҳизоти конҳои зеризаминии имрӯза бо дизелӣ кор мекунанд ва дуди ихроҷро ба вуҷуд меоранд.Ин ниёз ба системаҳои васеи вентилятсияро барои таъмини бехатарии коргарон ба вуҷуд меорад.Гузашта аз ин, вақте ки операторони конҳои имрӯза барои дастрасӣ ба конҳои маъдан то 4 км (13,123,4 фут) кофтанд, ин системаҳо ба таври экспоненсиалӣ калонтар мешаванд.Ин боиси гаронтар шудани насб ва кор кардани онҳо ва гуруснагии нерӯи барқ мегардад.
Дар баробари ин, бозор тағйир меёбад.Ҳукуматҳо ҳадафҳои муҳити зистро муқаррар мекунанд ва истеъмолкунандагон бештар омодаанд, ки барои маҳсулоти ниҳоӣ, ки метавонанд изофаи камтари карбонро нишон диҳанд, мукофот пардохт кунанд.Ин таваҷҷӯҳи бештарро ба декарбонизатсияи минаҳо эҷод мекунад.
Мошинҳои боркунӣ, боркашӣ ва партовгоҳ (LHD) барои ин як имконияти олӣ мебошанд.Онҳо тақрибан 80% талаботи энергияро барои истихроҷи зеризаминӣ ташкил медиҳанд, зеро онҳо одамон ва таҷҳизотро тавассути кон интиқол медиҳанд.
Гузариш ба мошинҳои аккумуляторӣ метавонад истихроҷи маъданро декарбонизатсия кунад ва системаҳои вентилятсияро содда кунад.
Барои ин батареяҳои дорои иқтидори баланд ва давомнокии тӯлонӣ лозим аст - вазифае, ки аз имкониятҳои технологияи қаблӣ берун буд.Бо вуҷуди ин, тадқиқот ва коркард дар тӯли чанд соли охир як навъи нави батареяҳои литий-ион (Li-ion) -ро бо сатҳи дурусти кор, бехатарӣ, дастрасӣ ва эътимоднокӣ ба вуҷуд овард.
Интизории панчсола
Вақте ки операторҳо мошинҳои LHD мехаранд, онҳо бо сабаби шароити сахт умри 5 солро интизоранд.Мошинхо бояд 24 соат борхои вазнинро дар шароити нобаробар бо намнокй, чангу сангхо, зарбаи механикй ва ларзиш кашонанд.
Вақте ки сухан дар бораи қудрат меравад, операторҳо ба системаҳои батарея ниёз доранд, ки ба мӯҳлати истифодаи мошин мувофиқат мекунанд.Батареяҳо инчунин бояд ба давраҳои зуд-зуд ва чуқури барқ ва холӣ тоб оваранд.Онҳо инчунин бояд қобилияти пуркунии зуд дошта бошанд, то дастрасии мошинро ба ҳадди аксар расонанд.Ин маънои онро дорад, ки 4 соати хидмат дар як вақт, мувофиқи нақшаи сменаи нимрӯза.
Иваз кардани батарея бо пуркунии зуд
Иваз кардани батарея ва пуркунии зуд ҳамчун ду вариант барои ноил шудан ба ин пайдо шуданд.Барои иваз кардани батарея ду маҷмӯи якхела батареяро талаб мекунад - яке мошинро барқ медиҳад ва дигаре бо барқ.Пас аз як сменаи 4-соата батареяи сарфшуда бо батареяи тоза заряднок иваз карда мешавад.
Бартарии он дар он аст, ки ин ба пуркунии нерӯи баланд ниёз надорад ва маъмулан метавонад аз ҷониби инфрасохтори мавҷудаи барқии кон дастгирӣ карда шавад.Аммо, ивазкунӣ бардоштан ва коркардро талаб мекунад, ки вазифаи иловагӣ ба вуҷуд меорад.
Равиши дигар ин истифодаи як батареяи ягонаест, ки қодир аст дар давоми тақрибан 10 дақиқа ҳангоми таваққуф, танаффусҳо ва иваз кардани смена зуд пур кунад.Ин зарурати иваз кардани батареяҳоро аз байн мебарад ва ҳаётро осонтар мекунад.
Бо вуҷуди ин, пуркунии зуд ба пайвасти шабакаи баланди барқ такя мекунад ва ба операторони маъданҳо лозим аст, ки инфрасохтори барқии худро такмил диҳанд ё захираи барқро дар канори роҳ насб кунанд, бахусус барои паркҳои калонтаре, ки ҳамзамон барқ мегиранд.
Химияи Li-ion барои иваз кардани батарея
Интихоби байни ивазкунӣ ва пуркунии зуд маълумот медиҳад, ки кадом намуди химияи батареяро истифода бурдан лозим аст.
Li-ion як истилоҳи чатрест, ки доираи васеи электрохимияҳоро дар бар мегирад.Онҳо метавонанд ба таври инфиродӣ ё омехта истифода шаванд, то мӯҳлати зарурии давра, мӯҳлати тақвимӣ, зичии энергия, пуркунии зуд ва бехатариро таъмин кунанд.
Аксари батареяҳои Li-ion бо графит ҳамчун электроди манфӣ сохта шудаанд ва дорои маводи гуногун ба мисли электроди мусбат мебошанд, ба монанди оксиди литий никел-марганец-кобальт (NMC), оксиди алюминийи литий никел-кобальт (NCA) ва фосфати оҳани литий (LFP) ).
Аз инҳо, NMC ва LFP ҳарду мундариҷаи хуби энергияро бо иҷрои кофӣ пур мекунанд.Ин яке аз инҳоро барои иваз кардани батарея беҳтарин месозад.
Химияи нав барои пуркунии зуд
Барои пуркунии зуд алтернативаи ҷолиб пайдо шуд.Ин оксиди титанати литий (LTO) мебошад, ки электроди мусбӣ аз NMC сохта шудааст.Ба ҷои графит, электроди манфии он ба LTO асос ёфтааст.
Ин ба батареяҳои LTO профили дигари иҷроиш медиҳад.Онҳо метавонанд пуркунии пурқуввати хеле баландро қабул кунанд, то вақти пуркунӣ то 10 дақиқа камтар бошад.Онҳо инчунин метавонанд назар ба дигар намудҳои химияи Li-ion давраҳои заряд ва разрядро аз се то панҷ маротиба зиёдтар дастгирӣ кунанд.Ин ба умри дарозтари тақвимӣ табдил меёбад.
Илова бар ин, LTO дорои амнияти бениҳоят баланди хос аст, зеро он метавонад ба сӯиистифодаи барқ, ба монанди разряди амиқ ё ноқилҳои кӯтоҳ ва инчунин осеби механикӣ тоб оварад.
Идоракунии батарея
Дигар омили муҳими тарҳрезии OEMs мониторинг ва назорати электронӣ мебошад.Ба онҳо лозим аст, ки мошинро бо системаи идоракунии батарея (BMS) муттаҳид созанд, ки коршоямиро ҳангоми муҳофизати бехатарӣ дар тамоми система идора мекунад.
BMS-и хуб инчунин заряд ва разряди ҳуҷайраҳои алоҳидаро барои нигоҳ доштани ҳарорати доимӣ назорат мекунад.Ин кори доимиро таъмин мекунад ва мӯҳлати хизмати батареяро зиёд мекунад.Он инчунин дар бораи ҳолати пардохт (SOC) ва вазъи саломатӣ (SOH) фикру мулоҳизаҳо пешниҳод мекунад.Инҳо нишондиҳандаҳои муҳими ҳаёти батарея мебошанд, ки SOC нишон медиҳад, ки оператор дар як смена чӣ қадар вақт метавонад мошинро идора кунад ва SOH нишондиҳандаи мӯҳлати боқимондаи тақвимӣ мебошад.
Қобилияти васл ва бозӣ
Вақте ки сухан дар бораи муайян кардани системаҳои батарея барои мошинҳо меравад, истифодаи модулҳо хеле маъно дорад.Ин бо равиши алтернативии дархост аз истеҳсолкунандагони батарея барои таҳияи системаҳои махсуси батарея барои ҳар як мошин муқоиса мекунад.
Бартарии калони равиши модулӣ дар он аст, ки OEMҳо метавонанд платформаи асосиро барои мошинҳои сершумор таҳия кунанд.Он гоҳ онҳо метавонанд модулҳои батареяро дар силсила илова кунанд, то сатрҳоро созанд, ки шиддати заруриро барои ҳар як модел таъмин мекунанд.Ин истеҳсоли қувваи барқро танзим мекунад.Он гоҳ онҳо метавонанд ин сатрҳоро дар баробари муттаҳид созанд, то иқтидори зарурии нигоҳдории энергияро эҷод кунанд ва давомнокии заруриро таъмин кунанд.
Борҳои вазнин дар истихроҷи зеризаминӣ маънои онро доранд, ки мошинҳо бояд қудрати баландро интиқол диҳанд.Ин барои системаҳои батареяи дорои 650-850V талаб карда мешавад.Дар ҳоле, ки баланд бардоштани шиддати баландтар қувваи баландтар хоҳад дод, он инчунин боиси баланд шудани хароҷоти система мегардад, бинобар ин, боварӣ доранд, ки системаҳо дар ояндаи наздик аз 1000 В камтар хоҳанд монд.
Барои ноил шудан ба 4 соати кори муттасил, тарроҳон маъмулан иқтидори нигоҳдории энергияи 200-250 кВт/соатро меҷӯянд, гарчанде ки ба баъзеҳо 300 кВт/соат ё бештар аз он ниёз доранд.
Ин равиши модулӣ ба OEMҳо барои назорат кардани хароҷоти рушд ва кам кардани вақт ба бозор тавассути коҳиш додани ниёз ба санҷиши намуд кӯмак мекунад.Бо дарназардошти ин, Saft як ҳалли батареяи васл ва бозӣро таҳия кард, ки ҳам дар электрохимияҳои NMC ва ҳам LTO дастрасанд.
Муқоисаи амалӣ
Барои фаҳмидани он, ки модулҳо чӣ гуна муқоиса мекунанд, бояд ду сенарияи алтернативии як мошини маъмулии LHD дар асоси иваз кардани батарея ва пуркунии зудро дида бароем.Дар ҳарду сенария, мошини боркаш 45 тонна ва дар ҳолати пурбор 60 тонна вазн дорад, ки иқтидори бори 6-8 м3 (7,8-10,5 ярд3) мебошад.Барои имкон додани муқоисаи якхела, Saft батареяҳои вазн (3,5 тонна) ва ҳаҷм (4 м3 [5,2 йд3]) шабеҳро тасвир кардааст.
Дар сенарияи иваз кардани батарея, батарея метавонад ба химияи NMC ё LFP асос ёбад ва тағирёбии 6-соатаи LHD-ро аз лифофаи андоза ва вазн дастгирӣ кунад.Ду батарея, ки 650В бо иқтидори 400 Ah арзёбӣ шудаанд, ҳангоми иваз кардани мошин 3 соат барқро талаб мекунанд.Ҳар кадоми онҳо 2500 давраро дар тӯли умри умумии тақвимии 3-5 сол давом медиҳанд.
Барои пуркунии зуд, як батареяи ягонаи LTO-и бортӣ бо андозаҳои якхела дар 800В бо иқтидори 250 Ah баҳо дода мешавад, ки 3 соати корро бо пуркунии 15 дақиқаи ултра зуд таъмин мекунад.Азбаски химия метавонад ба давраҳои зиёд тоб оварад, он 20,000 давраро пешкаш мекунад, ки мӯҳлати пешбинишудаи тақвимӣ 5-7 солро ташкил медиҳад.
Дар ҷаҳони воқеӣ, тарроҳи мошин метавонад ин равишро барои қонеъ кардани афзалиятҳои муштарӣ истифода барад.Масалан, дароз кардани мухлати смена бо рохи зиёд кардани иктидори захираи энергия.
Тарҳрезии чандир
Дар ниҳоят, операторони кон интихоб мекунанд, ки иваз кардани батарея ё пуркунии зудро афзал медонанд.Ва интихоби онҳо метавонад вобаста ба қувваи барқ ва фазои мавҷуда дар ҳар як сайти онҳо фарқ кунад.
Аз ин рӯ, барои истеҳсолкунандагони LHD муҳим аст, ки ба онҳо чандирии интихобро фароҳам оранд.
Вақти интишор: октябр-27-2021
