Aħbarijiet

Hemm diversi teknoloġiji tal-batteriji u tal-iċċarġjar li jeħtieġ li jiġu kkunsidrati meta ssir tranżizzjoni għall-elettromobilità fil-minjieri taħt l-art.

Vetturi tal-minjieri li jaħdmu bil-batterija huma idealment adattati għall-minjieri taħt l-art.Minħabba li ma jarmux gassijiet tal-egżost, inaqqsu r-rekwiżiti tat-tkessiħ u tal-ventilazzjoni, inaqqsu l-emissjonijiet tal-gassijiet serra (GHG) u l-ispejjeż tal-manutenzjoni, u jtejbu l-kundizzjonijiet tax-xogħol.

Kważi t-tagħmir kollu tal-minjieri taħt l-art illum huwa mħaddem bid-diżil u joħloq dħaħen tal-egżost.Dan iwassal il-ħtieġa għal sistemi ta 'ventilazzjoni estensivi biex tinżamm is-sigurtà għall-ħaddiema.Barra minn hekk, peress li l-operaturi tal-minjieri tal-lum qed iħaffru fil-fond sa 4 km (13,123.4 pied) biex jaċċessaw id-depożiti tal-minerali, dawn is-sistemi jsiru akbar b'mod esponenzjali.Dan jagħmilhom aktar għaljin biex jiġu installati u mħaddma u aktar bil-ġuħ għall-enerġija.

Fl-istess ħin, is-suq qed jinbidel.Il-gvernijiet qed jistabbilixxu miri ambjentali u l-konsumaturi huma dejjem aktar lesti li jħallsu primjum għall-prodotti finali li jistgħu juru emissjonijiet tal-karbonju aktar baxxi.Dan qed joħloq aktar interess fid-dekarbonizzazzjoni tal-minjieri.

Il-magni tat-tagħbija, tal-ġbid u tal-ħatt (LHD) huma opportunità eċċellenti biex tagħmel dan.Dawn jirrappreżentaw madwar 80% tad-domanda għall-enerġija għat-tħaffir taħt l-art hekk kif imexxu n-nies u t-tagħmir mill-minjiera.

Il-qlib għal vetturi li jaħdmu bil-batteriji jista 'jiddekarbonizza l-minjieri u jissimplifika s-sistemi ta' ventilazzjoni.

Dan jeħtieġ batteriji b'qawwa għolja u tul ta 'żmien twil - dmir li kien lil hinn mill-kapaċitajiet tat-teknoloġija preċedenti.Madankollu, ir-riċerka u l-iżvilupp matul l-aħħar ftit snin ħolqu razza ġdida ta 'batteriji tal-jone tal-litju (Li-ion) bil-livell it-tajjeb ta' prestazzjoni, sikurezza, affordabbiltà u affidabilità.

Aspettativa ta’ ħames snin

Meta l-operaturi jixtru magni LHD, jistennew ħajja ta '5 snin l-aktar minħabba l-kundizzjonijiet iebsa.Magni jeħtieġ li jittrasportaw tagħbijiet tqal 24 siegħa kuljum f'kundizzjonijiet irregolari b'umdità, trab u blat, xokk mekkaniku u vibrazzjoni.

Fejn tidħol l-enerġija, l-operaturi jeħtieġu sistemi ta 'batteriji li jaqblu mal-ħajja tal-magna.Il-batteriji jeħtieġ ukoll li jifilħu ċikli frekwenti u profondi ta 'ċarġ u skariku.Jeħtieġ ukoll li jkunu kapaċi jiċċarġjaw malajr biex jimmassimizzaw id-disponibbiltà tal-vettura.Dan ifisser 4 sigħat ta' servizz kull darba, li jaqblu mal-mudell tax-xift ta' nofs ta' nhar.

Skambju tal-batterija versus iċċarġjar veloċi

Il-bdil tal-batterija u l-iċċarġjar veloċi ħarġu bħala ż-żewġ għażliet biex jinkiseb dan.Il-bdil tal-batteriji jeħtieġ żewġ settijiet identiċi ta' batteriji - waħda li tħaddem il-vettura u waħda li titħaddem.Wara shift ta '4 sigħat, il-batterija użata tinbidel b'waħda li tkun għadha kif ġiet iċċarġjata.

Il-vantaġġ huwa li dan ma jeħtieġx iċċarġjar ta 'enerġija għolja u tipikament jista' jiġi appoġġjat mill-infrastruttura elettrika eżistenti tal-minjiera.Madankollu, il-bidla teħtieġ irfigħ u tqandil, li joħloq kompitu żejjed.

L-approċċ l-ieħor huwa li tuża batterija waħda li tkun kapaċi tiċċarġja malajr fi żmien madwar 10 minuti waqt pawżi, waqfiet u bidliet fix-xift.Dan jelimina l-ħtieġa li jaqilbu l-batteriji, u jagħmel il-ħajja aktar sempliċi.

Madankollu, iċċarġjar veloċi jiddependi fuq konnessjoni ta 'grilja ta' enerġija għolja u l-operaturi tal-minjieri jista 'jkollhom bżonn jaġġornaw l-infrastruttura elettrika tagħhom jew jinstallaw ħażna ta' enerġija fil-ġenb, speċjalment għal flotot akbar li jeħtieġu jiċċarġjaw simultanjament.

Kimika tal-jone tal-Liju għall-iskambju tal-batterija

L-għażla bejn l-iskambju u l-iċċarġjar veloċi tinforma liema tip ta 'kimika tal-batterija tuża.

Li-ion huwa terminu umbrella li jkopri firxa wiesgħa ta 'elettrokimika.Dawn jistgħu jintużaw individwalment jew imħallta biex iwasslu l-ħajja taċ-ċiklu meħtieġa, il-ħajja kalendarja, id-densità tal-enerġija, iċċarġjar veloċi, u s-sigurtà.

Il-biċċa l-kbira tal-batteriji tal-Li-ion huma magħmula bil-grafita bħala l-elettrodu negattiv u għandhom materjali differenti bħala l-elettrodu pożittiv, bħal ossidu tal-litju nikil-manganiż-kobalt (NMC), ossidu tal-aluminju tal-litju nikil-kobalt (NCA) u fosfat tal-ħadid tal-litju (LFP). ).

Minn dawn, NMC u LFP it-tnejn jipprovdu kontenut ta 'enerġija tajjeb b'rendiment suffiċjenti ta' ċċarġjar.Dan jagħmel xi waħda minn dawn ideali għall-iskambju tal-batterija.

Kimika ġdida għall-iċċarġjar mgħaġġel

Għall-iċċarġjar veloċi, ħarġet alternattiva attraenti.Dan huwa ossidu tat-titanat tal-litju (LTO), li għandu elettrodu pożittiv magħmul minn NMC.Minflok grafita, l-elettrodu negattiv tiegħu huwa bbażat fuq LTO.

Dan jagħti lill-batteriji LTO profil ta 'prestazzjoni differenti.Jistgħu jaċċettaw iċċarġjar ta 'qawwa għolja ħafna sabiex il-ħin tal-iċċarġjar jista' jkun mill-inqas 10 minuti.Jistgħu wkoll jappoġġjaw tlieta sa ħames darbiet aktar ċikli ta 'ċarġ u skariku mit-tipi l-oħra ta' kimika tal-jone tal-Liju.Dan jissarraf f'ħajja kalendarja itwal.

Barra minn hekk, LTO għandu sigurtà inerenti estremament għolja peress li jista 'jiflaħ abbuż elettriku bħal skariku fil-fond jew short circuits, kif ukoll ħsara mekkanika.

Ġestjoni tal-batterija

Fattur ieħor importanti tad-disinn għall-OEMs huwa l-monitoraġġ u l-kontroll elettroniku.Jeħtieġ li jintegraw il-vettura b'sistema ta' ġestjoni tal-batteriji (BMS) li timmaniġġja l-prestazzjoni filwaqt li tipproteġi s-sikurezza fis-sistema kollha.

BMS tajjeb jikkontrolla wkoll iċ-ċarġ u l-iskariku taċ-ċelloli individwali biex iżżomm temperatura kostanti.Dan jiżgura prestazzjoni konsistenti u jimmassimizza l-ħajja tal-batterija.Se tipprovdi wkoll feedback dwar l-istat tal-ħlas (SOC) u l-istat tas-saħħa (SOH).Dawn huma indikaturi importanti tal-ħajja tal-batterija, bis-SOC li juri kemm l-operatur jista 'jdum iħaddem il-vettura waqt xift, u SOH huwa indikatur tal-ħajja kalendarja li fadal.

Kapaċità plug-and-play

Meta tiġi biex tispeċifika sistemi ta 'batteriji għall-vetturi, jagħmel ħafna sens li tuża moduli.Dan iqabbel ma 'l-approċċ alternattiv li titlob lill-manifatturi tal-batteriji biex jiżviluppaw sistemi ta' batteriji mfassla apposta għal kull vettura.

Il-benefiċċju kbir tal-approċċ modulari huwa li l-OEMs jistgħu jiżviluppaw pjattaforma bażika għal vetturi multipli.Imbagħad jistgħu jżidu moduli tal-batterija f'serje biex jibnu kordi li jwasslu l-vultaġġ meħtieġ għal kull mudell.Dan jirregola l-output tal-enerġija.Imbagħad jistgħu jgħaqqdu dawn il-kordi b'mod parallel biex jibnu l-kapaċità tal-ħażna tal-enerġija meħtieġa u jipprovdu t-tul meħtieġ.

It-tagħbijiet tqal fil-logħob fil-minjieri taħt l-art ifissru li l-vetturi jeħtieġ li jwasslu qawwa għolja.Dan jitlob sistemi ta 'batteriji ratati f'650-850V.Filwaqt li upprating għal vultaġġi ogħla jipprovdi enerġija ogħla, iwassal ukoll għal spejjeż ogħla tas-sistema, għalhekk huwa maħsub li s-sistemi se jibqgħu taħt l-1,000V għall-futur prevedibbli.

Biex tikseb 4 sigħat ta 'tħaddim kontinwu, id-disinjaturi tipikament qed ifittxu kapaċità ta' ħażna ta 'enerġija ta' 200-250 kWh, għalkemm xi wħud se jeħtieġu 300 kWh jew ogħla.

Dan l-approċċ modulari jgħin lill-OEMs biex jikkontrollaw l-ispejjeż ta 'żvilupp u jnaqqsu l-ħin għas-suq billi jnaqqsu l-ħtieġa għall-ittestjar tat-tip.Konxju ta 'dan, Saft żviluppat soluzzjoni ta' batterija plug-and-play disponibbli kemm fl-elettrokimika NMC kif ukoll fl-LTO.

Paragun prattiku

Biex ikollok idea ta 'kif iqabblu l-moduli, ta' min tħares lejn żewġ xenarji alternattivi għal vettura LHD tipika bbażata fuq skambju ta 'batteriji u ċċarġjar mgħaġġel.Fiż-żewġ xenarji, il-vettura tiżen 45 tunnellata mhux mgħobbija u 60 tunnellata kompletament mgħobbija b'kapaċità ta 'tagħbija ta' 6-8 m3 (7.8-10.5 yd3).Biex jippermetti paragun simili, Saft viżwalizza batteriji ta 'piż simili (3.5 tunnellati) u volum (4 m3 [5.2 yd3]).

Fix-xenarju tal-bdil tal-batterija, il-batterija tista 'tkun ibbażata jew fuq kimika NMC jew LFP u tappoġġja bidla LHD ta' 6 sigħat mill-pakkett tad-daqs u l-piż.Iż-żewġ batteriji, stmati għal 650V b'kapaċità ta '400 Ah, jeħtieġu ħlas ta' 3 sigħat meta jinbidlu mill-vettura.Kull wieħed idum 2,500 ċiklu fuq ħajja kalendarja totali ta '3-5 snin.

Għall-iċċarġjar mgħaġġel, batterija LTO waħda abbord tal-istess dimensjonijiet tkun ikklassifikata f'800V b'kapaċità ta '250 Ah, li tagħti 3 sigħat ta' tħaddim b'ċarġ ultra-veloċi ta '15-il minuta.Minħabba li l-kimika tista 'tiflaħ ħafna aktar ċikli, tagħti 20,000 ċiklu, b'ħajja kalendarja mistennija ta' 5-7 snin.

Fid-dinja reali, disinjatur tal-vettura jista 'juża dan l-approċċ biex jilħaq il-preferenzi tal-klijent.Pereżempju, it-titwil tat-tul tal-bidla billi tiżdied il-kapaċità tal-ħażna tal-enerġija.

Disinn flessibbli

Fl-aħħar mill-aħħar, se jkunu l-operaturi tal-minjieri li jagħżlu jekk jippreferux l-iskambju tal-batterija jew iċċarġjar veloċi.U l-għażla tagħhom tista 'tvarja skont l-enerġija elettrika u l-ispazju disponibbli f'kull wieħed mis-siti tagħhom.

Għalhekk, huwa importanti għall-manifatturi LHD li jipprovdulhom il-flessibilità li jagħżlu.