Նորություններ

Գոյություն ունեն մարտկոցների և լիցքավորման մի քանի տեխնոլոգիաներ, որոնք պետք է հաշվի առնել ստորգետնյա հանքարդյունաբերության ժամանակ էլեկտրաշարժունակությանը անցնելիս:

Մարտկոցով աշխատող հանքարդյունաբերական մեքենաները իդեալականորեն հարմար են ստորգետնյա հանքարդյունաբերության համար:Քանի որ դրանք արտանետվող գազեր չեն արտանետում, դրանք նվազեցնում են հովացման և օդափոխության պահանջները, կրճատում են ջերմոցային գազերի (ՋԳ) արտանետումները և պահպանման ծախսերը և բարելավում աշխատանքային պայմանները:

Այսօր ստորգետնյա հանքերի գրեթե բոլոր սարքավորումները դիզելային շարժիչով են աշխատում և արտանետվող գոլորշիներ են ստեղծում:Սա խթանում է լայնածավալ օդափոխության համակարգերի անհրաժեշտությունը՝ աշխատողների անվտանգությունը պահպանելու համար:Ավելին, քանի որ այսօրվա հանքի օպերատորները փորում են մինչև 4 կմ (13,123.4 ֆտ.) խորություն՝ հանքաքարի հանքավայրեր մուտք գործելու համար, այդ համակարգերը դառնում են էքսպոնենցիալ ավելի մեծ:Դա ավելի թանկ է դարձնում դրանց տեղադրումն ու գործարկումը և ավելի շատ էներգիա է պահանջում:

Միաժամանակ շուկան փոխվում է։Կառավարությունները սահմանում են բնապահպանական թիրախներ, և սպառողները գնալով պատրաստ են վճարել պրեմիում վերջնական արտադրանքի համար, որը կարող է ցույց տալ ածխածնի ավելի ցածր հետք:Դա ավելի մեծ հետաքրքրություն է առաջացնում հանքերի ածխաթթվացման նկատմամբ:

Բեռնման, տեղափոխման և թափման (LHD) մեքենաները դա անելու հիանալի հնարավորություն են:Նրանք ներկայացնում են ստորգետնյա հանքարդյունաբերության էներգիայի պահանջարկի մոտ 80%-ը, քանի որ նրանք տեղափոխում են մարդկանց և սարքավորումները հանքի միջով:

Մարտկոցով աշխատող մեքենաներին անցնելը կարող է ածխաթթուացնել հանքարդյունաբերությունը և պարզեցնել օդափոխության համակարգերը:

Սա պահանջում է բարձր հզորությամբ և երկարատև մարտկոցներ. պարտականություն, որը վեր էր նախորդ տեխնոլոգիայի հնարավորություններից:Այնուամենայնիվ, վերջին մի քանի տարիների հետազոտություններն ու զարգացումները ստեղծեցին լիթիում-իոնային (Li-ion) մարտկոցների նոր տեսակ՝ աշխատանքի, անվտանգության, մատչելիության և հուսալիության ճիշտ մակարդակով:

Հինգ տարվա ակնկալիք

Երբ օպերատորները գնում են LHD մեքենաներ, նրանք ակնկալում են առավելագույնը 5 տարվա կյանք՝ ծանր պայմանների պատճառով:Մեքենաները պետք է ծանր բեռներ տեղափոխեն 24 ժամ անհավասար պայմաններում խոնավության, փոշու և քարերի, մեխանիկական ցնցումների և թրթռումների առկայության դեպքում:

Երբ խոսքը վերաբերում է էներգիային, օպերատորներին անհրաժեշտ են մարտկոցային համակարգեր, որոնք համապատասխանում են մեքենայի կյանքի ժամկետին:Մարտկոցները նույնպես պետք է դիմակայեն հաճախակի և խորը լիցքավորման և լիցքաթափման ցիկլերին:Դրանք նաև պետք է արագ լիցքավորվեն՝ մեքենայի հասանելիությունը առավելագույնի հասցնելու համար:Սա նշանակում է 4 ժամ սպասարկում միաժամանակ, որը համապատասխանում է կեսօրյա հերթափոխի օրինակին:

Մարտկոցի փոխանակում արագ լիցքավորման փոխարեն

Մարտկոցի փոխարինումը և արագ լիցքավորումը հայտնվեցին որպես դրան հասնելու երկու տարբերակներ:Մարտկոցի փոխանակումը պահանջում է մարտկոցների երկու նույնական հավաքածու՝ մեկը սնուցում է մեքենան, իսկ մյուսը՝ լիցքավորում:4-ժամյա հերթափոխից հետո օգտագործված մարտկոցը փոխարինվում է նոր լիցքավորված մարտկոցով։

Առավելությունն այն է, որ սա բարձր հզորության լիցքավորման կարիք չունի և սովորաբար կարող է ապահովվել հանքի առկա էլեկտրական ենթակառուցվածքով:Այնուամենայնիվ, փոփոխությունը պահանջում է բարձրացում և բեռնաթափում, ինչը լրացուցիչ խնդիր է ստեղծում:

Մյուս մոտեցումը դադարների, ընդմիջումների և հերթափոխի փոփոխության ժամանակ մեկ մարտկոցի օգտագործումն է, որը կարող է արագ լիցքավորվել մոտ 10 րոպեի ընթացքում:Սա վերացնում է մարտկոցները փոխելու անհրաժեշտությունը՝ կյանքը հեշտացնելով:

Այնուամենայնիվ, արագ լիցքավորումը հիմնված է բարձր էներգիայի ցանցի միացման վրա, և հանքի օպերատորները կարող են կարիք ունենալ արդիականացնել իրենց էլեկտրական ենթակառուցվածքը կամ տեղադրել ճանապարհի էներգիայի պահեստարան, հատկապես ավելի մեծ նավատորմի համար, որոնք պետք է միաժամանակ լիցքավորվեն:

Li-ion քիմիա մարտկոցների փոխանակման համար

Փոխանակման և արագ լիցքավորման միջև ընտրությունը ցույց է տալիս, թե մարտկոցի որ տեսակն օգտագործել:

Li-ion-ը հովանոցային տերմին է, որն ընդգրկում է էլեկտրաքիմիաների լայն շրջանակ:Դրանք կարող են օգտագործվել առանձին կամ խառը` ապահովելու անհրաժեշտ ցիկլի կյանքը, օրացուցային կյանքը, էներգիայի խտությունը, արագ լիցքավորումը և անվտանգությունը:

Li-ion մարտկոցների մեծ մասը պատրաստված է գրաֆիտից որպես բացասական էլեկտրոդ և ունեն տարբեր նյութեր, ինչպիսիք են դրական էլեկտրոդը, ինչպիսիք են լիթիումի նիկել-մանգան-կոբալտ օքսիդը (NMC), լիթիումի նիկել-կոբալտ ալյումինի օքսիդը (NCA) և լիթիումի երկաթի ֆոսֆատը (LFP): ):

Դրանցից NMC-ն և LFP-ն երկուսն էլ ապահովում են էներգիայի լավ պարունակություն՝ բավարար լիցքավորման կատարողականությամբ:Սա դարձնում է դրանցից որևէ մեկը մարտկոցի փոխանակման համար իդեալական:

Նոր քիմիա արագ լիցքավորման համար

Արագ լիցքավորման համար հայտնվել է գրավիչ այլընտրանք։Սա լիթիումի տիտանատ օքսիդ է (LTO), որն ունի NMC-ից պատրաստված դրական էլեկտրոդ:Գրաֆիտի փոխարեն նրա բացասական էլեկտրոդը հիմնված է LTO-ի վրա:

Սա LTO մարտկոցներին տալիս է այլ կատարողական պրոֆիլ:Նրանք կարող են ընդունել շատ բարձր էներգիայի լիցքավորում, այնպես որ լիցքավորման ժամանակը կարող է լինել 10 րոպե:Նրանք կարող են նաև ապահովել երեքից հինգ անգամ ավելի շատ լիցքավորման և լիցքաթափման ցիկլեր, քան Li-ion քիմիայի մյուս տեսակները:Սա նշանակում է ավելի երկար օրացուցային կյանք:

Բացի այդ, LTO-ն ունի չափազանց բարձր բնորոշ անվտանգություն, քանի որ այն կարող է դիմակայել էլեկտրական չարաշահմանը, ինչպիսիք են խորը լիցքաթափումը կամ կարճ միացումները, ինչպես նաև մեխանիկական վնասները:

Մարտկոցի կառավարում

OEM-ների նախագծման մեկ այլ կարևոր գործոն էլեկտրոնային մոնիտորինգն ու վերահսկումն է:Նրանք պետք է մեքենան ինտեգրեն մարտկոցի կառավարման համակարգին (BMS), որը կառավարում է կատարողականությունը՝ միաժամանակ պաշտպանելով անվտանգությունը ողջ համակարգում:

Լավ BMS-ը նաև կվերահսկի առանձին բջիջների լիցքավորումը և լիցքաթափումը մշտական ​​ջերմաստիճանը պահպանելու համար:Սա ապահովում է հետևողական կատարում և առավելագույնի հասցնում մարտկոցի կյանքը:Այն նաև հետադարձ կապ կտրամադրի լիցքավորման վիճակի (SOC) և առողջական վիճակի (SOH) վերաբերյալ:Սրանք մարտկոցի ծառայության կարևոր ցուցանիշներ են, որտեղ SOC-ը ցույց է տալիս, թե որքան երկար ժամանակ կարող է օպերատորը աշխատեցնել մեքենան հերթափոխի ընթացքում, և SOH-ը հանդիսանում է մնացած օրացուցային ծառայության ցուցանիշը:

Plug-and-play հնարավորություն

Երբ խոսքը վերաբերում է տրանսպորտային միջոցների մարտկոցների համակարգերի հստակեցմանը, շատ իմաստալից է օգտագործել մոդուլներ:Սա համեմատվում է այլընտրանքային մոտեցման հետ՝ խնդրելով մարտկոցների արտադրողներին մշակել մարտկոցների հարմարեցված համակարգեր յուրաքանչյուր մեքենայի համար:

Մոդուլային մոտեցման մեծ առավելությունն այն է, որ OEM-ները կարող են ստեղծել հիմնական հարթակ բազմաթիվ մեքենաների համար:Նրանք կարող են այնուհետև ավելացնել մարտկոցի մոդուլները հաջորդաբար՝ յուրաքանչյուր մոդելի համար պահանջվող լարումը մատակարարող տողեր կառուցելու համար:Սա կարգավորում է ելքային հզորությունը:Նրանք կարող են այնուհետև համատեղել այս տողերը զուգահեռաբար՝ ստեղծելու էներգիայի պահպանման անհրաժեշտ հզորությունը և ապահովելու պահանջվող տևողությունը:

Ստորգետնյա հանքարդյունաբերության ժամանակ մեծ բեռները նշանակում են, որ մեքենաները պետք է ապահովեն բարձր հզորություն:Դա պահանջում է 650-850 Վ լարման մարտկոցային համակարգեր:Մինչդեռ ավելի բարձր լարման բարելավումը կապահովի ավելի մեծ հզորություն, այն նաև կհանգեցնի համակարգի ավելի բարձր ծախսերի, ուստի ենթադրվում է, որ համակարգերը տեսանելի ապագայում կմնան 1000 Վ-ից ցածր:

4 ժամ շարունակական աշխատանքի հասնելու համար դիզայներները սովորաբար փնտրում են էներգիայի պահպանման 200-250 կՎտժ հզորություն, թեև ոմանց կպահանջվի 300 կՎտժ կամ ավելի բարձր:

Այս մոդուլային մոտեցումն օգնում է OEM-ներին վերահսկել զարգացման ծախսերը և նվազեցնել շուկա դուրս գալու ժամանակը` նվազեցնելով տիպի փորձարկման անհրաժեշտությունը:Սա նկատի ունենալով սա՝ Saft-ը մշակել է մարտկոցի միացման լուծում, որը հասանելի է ինչպես NMC, այնպես էլ LTO էլեկտրաքիմիաներում:

Գործնական համեմատություն

Մոդուլների համեմատությունը զգալու համար արժե դիտարկել տիպիկ LHD մեքենայի երկու այլընտրանքային սցենար՝ հիմնված մարտկոցի փոխանակման և արագ լիցքավորման վրա:Երկու սցենարներում էլ մեքենան կշռում է 45 տոննա առանց բեռնվածության և 60 տոննա լրիվ բեռնված՝ 6-8 մ3 (7,8-10,5 յդ3) բեռնատարողությամբ:«Նման համեմատություն» հնարավորություն ընձեռելու համար Saft-ը պատկերացրել է նմանատիպ քաշի (3,5 տոննա) և ծավալի (4 մ3 [5,2 յդ3]) մարտկոցներ:

Մարտկոցի փոխանակման սցենարում մարտկոցը կարող է հիմնված լինել կամ NMC կամ LFP քիմիայի վրա և կաջակցի 6-ժամյա LHD շեղում չափից և քաշից:Երկու մարտկոցները՝ 650 Վ լարման 400 Ահ հզորությամբ, կպահանջեն 3 ժամ լիցքավորում՝ մեքենայից դուրս գալու դեպքում:Յուրաքանչյուրը կտևի 2500 ցիկլ 3-5 տարվա ընդհանուր օրացուցային կյանքի ընթացքում:

Արագ լիցքավորման համար նույն չափսերի մեկ LTO մարտկոցը կգնահատվի 800 Վ 250 Ահ հզորությամբ, որը կապահովի 3 ժամ աշխատանք 15 րոպեանոց գերարագ լիցքավորմամբ:Քանի որ քիմիան կարող է դիմակայել ավելի շատ ցիկլերի, այն կարող է ապահովել 20,000 ցիկլեր՝ 5-7 տարի սպասվող օրացուցային կյանքով:

Իրական աշխարհում տրանսպորտային միջոցների դիզայները կարող է օգտագործել այս մոտեցումը հաճախորդի նախասիրությունները բավարարելու համար:Օրինակ՝ երկարացնելով հերթափոխի տևողությունը՝ ավելացնելով էներգիայի պահպանման հզորությունը:

Ճկուն դիզայն

Ի վերջո, հանքի օպերատորներն են ընտրելու՝ նախընտրում են մարտկոցի փոխանակումը, թե արագ լիցքավորումը:Եվ նրանց ընտրությունը կարող է տարբեր լինել՝ կախված նրանցից յուրաքանչյուրում առկա էլեկտրական հզորությունից և տարածքից:

Հետևաբար, LHD արտադրողների համար կարևոր է նրանց ընտրության ճկունություն ապահովել: