Erősítő óra wattóra: Teljes átalakítási útmutató

Tavaly a harmadik negyedévben elvesztettünk egy hűtőházi AGV projektet. Az ügyfél mérnöke ragaszkodott ahhoz, hogy újraszámítsa a tényleges Wh-t 80% DoD plusz saját hőmérsékletcsökkentési tényezővel. Közvetlenül a gyártó által ajánlott 100Ah-s és 12V-os névleges árat használtuk, és körülbelül 15%-os kedvezménnyel zártuk.

 

Őszintén szólva, akkoriban túl konzervatívnak tartottam a számításaikat. Visszatekintve a hőmérséklet-korrekciójuk valóban agresszív volt, de már elvesztettük a licit-a jó vagy rossz vitatkozás értelmetlen volt. Azóta minden árajánlatnak tartalmaznia kell egy leértékelési számítási munkalapot, és ennek át kell mennie a tervezésen, mielőtt a pénzügyi igazgató aláírná. A folyamat fárasztóbb, de legalább nem veszítünk újra az ilyen alapvető hibák miatt.

 

Ez a tapasztalat rádöbbentett valamire: a legtöbben az Ah-Wh-re való konverziót úgy kezelik, mint a középiskolai matematikát-Wh egyenlő Ah-szor V, kész. De bárki, aki ténylegesen közbeszerzést végez, tudja, hogy ez az "egyszerű képlet" mögött rengeteg buktató rejtőzik.

Kezdjük magával a képlettel

Wh=Ah × V, helyes. Egy 100Ah-s akkumulátor 12V névleges feszültség mellett 1200Wh-t ad.

De ez a 12V a névleges feszültség. A tényleges működés során a feszültség 10,5 V és 14,4 V között ingadozik. Melyik számot használod?

Pontosabb módszer a kisülési görbe integrálása, az Ah felhalmozása és a pillanatnyi V(t) feszültség szorzata. Elméletileg a legpontosabb, de őszintén szólva ritkán tesszük ezt a tényleges projektekben, amelyek -túl nehézkesek, és nem sok szállító tud még teljes kibocsátási görbéket is megadni.

A tavalyi AGV-projekt tanulsága

Vissza az elveszett projekthez. Három beszállítót értékeltünk, és így nézett ki:

Pusztán $/Wh-t nézve:

A C beszállító a legjobb ajánlatnak tűnik, igaz? De nem tudtunk 16 hetet várni,{1}}a projekt késedelme hetente öt-számjegyű büntetést jelentett. Végül B szállítóval áraztunk, és az ügyfél a C szállító adatait használta fel arra, hogy a méretezésünk helytelen volt.

Valójában egyik fél sem követett el számítási hibát,{0}}a feltételezések eltérőek voltak. Névleges feszültséget és szabványos DoD-t használtunk; mért középponti feszültséget és agresszív leértékelést használtak. Egyáltalán hogy vitatkozik ezen? Technikailag mindkettő igazolható; kereskedelmileg, aki elveszti, az elfogadja.

Miért összpontosítok most jobban a Wh-ra, mint az Ah-ra

Az Ah-nak van egy nagy problémája mérőszámként: nem tükrözi az energiát, csak a töltést.

100 Ah névleges akkumulátorokhoz:

Miért kevesebb, mint a fele az ólomsav{0}}felhasználható kapacitásának? A DoD 50%-ra korlátozódik, különben a ciklus élettartama drámaian csökken. Az LFP 80%-ra vagy akár 90%-ra is kisüthet, miközben fenntartja a ciklus élettartamát.

Ezt a különbséget gyakran figyelmen kívül hagyják az idézés fázisában. A pénzügyi igazgató szerint az ólomsav 180 dollár, míg az LFP 400 dollár, és az első reakció "több mint duplája az árnak". De ha kiszámítja a tényleges felhasználható energiát, az ólomsav körülbelül 0,30 USD/Wh, az LFP körülbelül 0,38 USD/Wh{8}}, a különbség nem olyan drámai. Tényező a csereciklusokban, és az LFP valójában olcsóbb.

Ez természetesen az adott alkalmazástól függ. Egy-műszakos, kis{2}}terhelésű forgatókönyvek esetén az ólom-sav valóban gazdaságosabb lehet-, nincs szükség LFP-re.

Hőmérséklet: Változó Sokan alulbecsülik

Van egy ügyfelünk Wisconsinban, aki hűtőláncot csinál,{0}}a raktáruk egész évben 40 °F körüli,{2}}télen pedig 20 °F alá süllyed. Korábban AGM akkumulátorokat használtak, és 14 hónap után ki kellett cserélni őket, amikor a kapacitás a névleges -teljesen használhatatlan 60%-a alá esett.

LFP-re váltás után 26 hónap ugyanabban a környezetben, és még mindig 90% feletti kapacitás. A megtérülés ebben az esetben nagyszerűnek tűnik, de tisztáznom kell: ez a legjobb-eset,-a hideglánc az LFP kedvence.

Az alábbiakban bemutatjuk nagyjából, hogyan befolyásolja a hőmérséklet a kapacitást (ez a saját tesztadatunk; a különböző gyártók eltérőek lehetnek):

Amint láthatja, a hőmérséklet csökkenésével a két akkumulátortípus közötti különbség nő. Hűtőtároló alkalmazásokban az LFP előnye jelentős.

De vegye figyelembe,{0}}ez a kisülési teljesítmény. Egy másik buktató az alacsony-hőmérsékletű LFP-díj. A 0 fok alatti töltés lítium bevonatot okoz, és sok BMS rendszer egyszerűen leállítja a töltést. Ha az ügyfelek panaszkodtak emiatt, és azt mondták, hogy az akkumulátor elromlott,-valójában a BMS védelmi mechanizmus aktiválódott. Az értékesítés ezt nem fogja proaktívan megmondani.

Hogyan számítsuk ki a TCO-t

Két összehasonlítható flotta adataim vannak. Amennyire csak lehetséges, ellenőriztük a változókat, de továbbra is vannak eltérések az ügyfelek működésében-vegye az adatokat csak referenciaként.

Körülbelül 120 000 USD-t takarított meg, a 14. és 16. hónap közötti megtérülést, attól függően, hogy hogyan számítja ki az állásidő költségét.

A B flotta jelenleg 38 hónapos, és még mindig 87% körüli kapacitással rendelkezik. Ez a degradációs görbe alapján további 3 év nem jelenthet gondot. Az A flotta már átesett egy akkumulátorcsere cikluson, és hamarosan újabbra lesz szüksége.

Kapacitásméretezési buktatók

Sok beszerzési embert láttam túlméretezni az akkumulátorokat a "biztonság érdekében". 100Ah is elég lenne, de 200Ah-t vesznek. Érthető gondolkodásmód, de ennek a megközelítésnek problémái vannak az LFP-vel.

Az LFP nem szereti a magas SOC-t{0}}hosszú távon. Volt egy ügyfelünk, aki 40%-kal túlméretezett, úgy gondolta, hogy konzervatív. Két évvel később kapacitásmegtartásuk valójában rosszabb volt, mint a normál méretű akkumulátorok. A BMS-naplók ellenőrzése azt mutatta, hogy az akkumulátorok SOC-értéke folyamatosan 75% felett volt, ritkán-merültek mélyen.

A magas feszültségen lebegő cellák hosszú távon{0}}gyorsítják a naptár öregedését.

Jelenlegi méretezési elvünk: dolgozzon visszafelé 70-80% DoD-ról a legrosszabb-eseti körülmények között. 15-20%-os árrés is elegendő – ne legyen mohó.

Így kell kiszámítani (egy tényleges projektet használva példaként):

1. Először határozza meg az energiaszükségletet. Tegyük fel, hogy a berendezés 6 órán keresztül folyamatosan 500 W-on működik,{3}}ez 3000 Wh nyers szükséglet.
2. Ezután adjuk hozzá a leértékelést. Belsőleg 0,65-ös tényezőt használunk a raktári alkalmazásokhoz, a burkolat hőmérsékletéhez, C-sebességéhez, öregedéséhez stb. Hűtőtároláshoz 0,55,3000Wh ÷ 0.65=4615Wh-t használunk.
3. Adjon hozzá 15%-os működési rátát.4615Wh ÷ 0.85=5430Wh
4. 12,8 V névleges feszültségnél: 5430 ÷ 12.8=424Ah.

Ezért specifikációi szerint{0}} válasszon 450 Ah-s vagy 500 Ah-s konfigurációt.

Ez a módszer nem felel meg minden forgatókönyvnek, de megbízhatóbb, mint közvetlenül a névleges értékek alapján történő méretezés.

A Peukert effektus

Nem akartam megírni ezt a részt, mivel minimális hatással van az LFP-re, de mivel ez egy teljes útmutató, érdemes megemlíteni.

Az ólom-savas akkumulátorok jelentős kapacitáscsökkenést mutatnak magas C-arányok- mellett, ezt Peukert-effektusnak nevezik. Egy 100 Ah-s AGM akkumulátor 1 C-on (100 A) lemerülve csak 55-60 Ah teljesítményt nyújthat. A gyártói adatlapon szereplő adatok C/20 vagy C/10 tesztelésen alapulnak, távol a tényleges használattól.

Az LFP Peukert kitevője 1,02-1,05 körül van, lényegében elhanyagolható. Akár 0,5 C-on, akár 1 C-on üríti ki, a kapacitás csak néhány százalékkal tér el.

Tehát ha az alkalmazás nagy-áramú robbanásszerű-AGV-gyorsítást, targonca emelést stb.-az ólomsav névleges kapacitása csak egy hivatkozási szám; hogy valójában mit kap, az a munkaciklustól függ. Az LFP névleges kapacitása viszonylag megbízható.

Mire kell figyelni a beszállítókkal?

Nem fogok ajánlani vagy rosszat mondani egyetlen konkrét szállítót sem. Mindegyiknek vannak előnyei és hátrányai, és előfordulhat, hogy a mi alkalmazási forgatókönyveink nem vonatkoznak az Önre.

De megoszthatok néhány dolgot:

• A jelenleg piacon lévő akkumulátorcsomag-szállítók számára az elemek csak néhány forrásból származnak. CATL, BYD, GOTION, EVE{1}}ezek a legjobb játékosok adják a piaci részesedés nagy részét. Gyakran nem a cellaminőséget, hanem a BMS-tervezést és a csomagintegrációs képességet hasonlítja össze.
   
• Amikor a beszállítóktól kéri a kisülési görbéket, kérjen legalább hármat: 0,2C, 0,5C, 1C. Sok kisebb gyártó nem tudja ezeket előállítani, vagy nyilvánvalóan valaki mástól másolt diagramokat adni. A nagyobb szállítók általában először az adott alkalmazásról kérdeznek rá, majd célzott tesztadatokat szolgáltatnak.
   
• Az, hogy az értékesítés nem tud a helyszínen válaszolni a technikai kérdésekre, nem jelent sokat. Az számít, hogy 72 órán belül hozzájuthat-e használható adatokhoz. Az igazi vörös zászló a rádiócsend, miután megkérdezték, vagy kaptam egy halom általános marketing anyagot.
   
• Olvassa el figyelmesen a garanciális feltételeket. Sok gyártó azt írja, hogy "10 év vagy 4000 ciklus", de az apró betűs átviteli korlátok 6 évnél is elérhetik. Egyesek abszurd módon határozzák meg a ciklusokat-A 10%-os és a 90%-os a biztosítási védelem ugyanannak a ciklusnak számít, így az ilyen garanciák lényegében értéktelenek.
   
• Az UL 9540A termikus kifutó tesztadatok{1}}a törvényes LFP-szállítóknak rendelkezniük kell velük. Azok, akik tétováznak és azt mondják, hogy "megszervezzük a vizsgálatot", vagy nem teszteltek, vagy kedvezőtlen eredménnyel teszteltek.