Nijs

D'r binne ferskate batterij- en oplaadtechnologyen dy't moatte wurde beskôge by de oergong nei elektromobiliteit yn ûndergrûnske mynbou.

Batterij-oandreaune mynbouauto's binne by útstek geskikt foar ûndergrûnske mynbou.Om't se gjin útlaatgassen útstjit, ferminderje se easken foar koeling en fentilaasje, ferminderje se útstjit fan broeikasgassen (GHG) en ûnderhâldskosten, en ferbetterje se arbeidsomstannichheden.

Hast alle ûndergrûnske mynapparatuer wurdt hjoeddedei diesel oandreaun en makket útlaatgassen.Dit driuwt de needsaak foar wiidweidige fentilaasjesystemen om feiligens foar arbeiders te behâlden.Boppedat, om't hjoeddeiske mynoperators sa djip as 4 km (13.123.4 ft.) grave om tagong te krijen ta ertsôfsettings, wurde dizze systemen eksponentiell grutter.Dat makket se djoerder om te ynstallearjen en te rinnen en mear enerzjyhonger.

Tagelyk feroaret de merk.Oerheden stelle miljeudoelen en konsuminten binne hieltyd mear ree om in preemje te beteljen foar einprodukten dy't in legere koalstoffoetôfdruk kinne oantoand.Dat soarget foar mear belangstelling foar decarbonizing minen.

Laad, haul, en dump (LHD) masines binne in poerbêste kâns om dit te dwaan.Se fertsjintwurdigje sawat 80% fan 'e enerzjyfraach foar ûndergrûnske mynbou as se minsken en apparatuer troch de myn ferpleatse.

Oerskeakelje nei batterijen oandreaune auto's kin decarbonize mynbou en ferienfâldigje fentilaasje systemen.

Dit fereasket batterijen mei hege krêft en lange doer - in plicht dy't boppe de mooglikheden fan eardere technology wie.Undersyk en ûntwikkeling yn 'e lêste jierren hawwe lykwols in nij ras fan lithium-ion (Li-ion) batterijen makke mei it juste nivo fan prestaasjes, feiligens, betelberens en betrouberens.

Fiif jier ferwachting

As operators LHD-masines keapje, ferwachtsje se op syn heechst in libben fan 5 jier fanwegen de drege omstannichheden.Masines moatte 24 oeren deis swiere loads ferfiere yn uneven omstannichheden mei focht, stof en rotsen, meganyske skok en trilling.

As it giet om macht, hawwe operators batterijsystemen nedich dy't oerienkomme mei it libben fan 'e masine.De batterijen moatte ek faak en djippe oplaad- en ûntladingssyklusen wjerstean.Se moatte ek yn steat wêze om fluch op te laden om de beskikberens fan 'e auto te maksimalisearjen.Dit betsjut 4 oeren tsjinst tagelyk, oerienkomt mei it skiftpatroan fan in heale dei.

Batterij-swapping tsjin fluch opladen

Batterij-swapping en snelle opladen ûntstienen as de twa opsjes om dit te berikken.It wikseljen fan batterijen fereasket twa identike sets batterijen - ien dy't it auto oandriuwt en ien op lading.Nei in ferskowing fan 4 oeren wurdt de brûkte batterij ferfongen troch in nij opladen.

It foardiel is dat dit gjin hege macht opladen nedich is en kin typysk wurde stipe troch de besteande elektryske ynfrastruktuer fan 'e myn.De oerstap freget lykwols opheffen en ôfhanneljen, wêrtroch in ekstra taak ûntstiet.

De oare oanpak is om in inkele batterij te brûken dy't binnen sawat 10 minuten rap opladen kin tidens pauzes, pauzes en ferskowingswizigingen.Dit elimineert de needsaak om batterijen te wikseljen, wêrtroch it libben makliker wurdt.

Snel opladen is lykwols basearre op in ferbining mei hege krêft en myn-operators moatte miskien har elektryske ynfrastruktuer opwurdearje of enerzjyopslach oan 'e kant ynstallearje, foaral foar gruttere floaten dy't tagelyk moatte oplade.

Li-ion skiekunde foar batterij ruiljen

De kar tusken wikseljen en rap opladen ynformearret hokker type batterijchemie te brûken.

Li-ion is in oerkoepeljende term dy't in breed skala oan elektrochemy beslacht.Dizze kinne yndividueel of mingd wurde brûkt om it fereaske sykluslibben, kalinderlibben, enerzjytichtens, snelle opladen en feiligens te leverjen.

De measte Li-ion-batterijen wurde makke mei grafyt as de negative elektrode en hawwe ferskillende materialen as de positive elektrode, lykas lithium nikkel-mangaan-kobalt okside (NMC), lithium nikkel-kobalt aluminium okside (NCA) en lithium izer fosfaat (LFP) ).

Dêrfan jouwe NMC en LFP beide goede enerzjyynhâld mei genôch oplaadprestaasjes.Dit makket ien fan dizze ideaal foar it wikseljen fan batterijen.

In nije skiekunde foar fluch opladen

Foar fluch opladen is in oantreklik alternatyf ûntstien.Dit is lithium titanate okside (LTO), dat hat in positive elektrodes makke fan NMC.Yn stee fan grafyt is syn negative elektrodes basearre op LTO.

Dit jout LTO-batterijen in oar prestaasjeprofyl.Se kinne opladen mei heul krêft akseptearje, sadat de oplaadtiid sa min as 10 minuten kin wêze.Se kinne ek trije oant fiif kear mear lading- en ûntladingssyklusen stypje dan de oare soarten Li-ion-chemie.Dit fertaalt yn in langer kalinderlibben.

Dêrneist LTO hat ekstreem hege ynherinte feiligens as it kin wjerstean elektryske misbrûk lykas djippe ûntlizzing of koartsluting, likegoed as meganyske skea.

Batterij behear

In oare wichtige ûntwerpfaktor foar OEM's is elektroanyske tafersjoch en kontrôle.Se moatte it auto yntegrearje mei in batterijbehearsysteem (BMS) dat prestaasjes beheart, wylst de feiligens oer it heule systeem beskermet.

In goede BMS sil ek de lading en ûntslach fan yndividuele sellen kontrolearje om in konstante temperatuer te behâlden.Dit soarget foar konsekwinte prestaasjes en maksimalisearret de batterijlibben.It sil ek feedback jaan oer de steat fan lading (SOC) en steat fan sûnens (SOH).Dit binne wichtige yndikatoaren fan batterijlibben, mei SOC toant hoefolle langer de operator it auto kin rinne tidens in ferskowing, en SOH is in yndikator fan 'e oerbleaune kalinderlibben.

Plug-and-play mooglikheid

As it giet om it opjaan fan batterijsystemen foar auto's, makket it in protte sin om modules te brûken.Dit fergelike mei de alternative oanpak om batterijfabrikanten te freegjen om op maat makke batterijsystemen foar elk auto te ûntwikkeljen.

It grutte foardiel fan 'e modulêre oanpak is dat OEM's in basisplatfoarm kinne ûntwikkelje foar meardere auto's.Se kinne dan batterijmodules yn searje tafoegje om snaren te bouwen dy't de fereaske spanning foar elk model leverje.Dit regelet de macht útfier.Se kinne dan dizze snaren parallel kombinearje om de fereaske enerzjyopslachkapasiteit te bouwen en de fereaske doer te leverjen.

De swiere lesten dy't spylje yn ûndergrûnske mynbou betsjutte dat auto's hege krêft moatte leverje.Dat freget om batterijsystemen rated op 650-850V.Wylst opwurdearring nei hegere spanningen hegere macht soe leverje, soe it ek liede ta hegere systeemkosten, dus wurdt leaud dat systemen foar de foar te fernimmen takomst ûnder 1,000V sille bliuwe.

Om 4 oeren trochgeande operaasje te berikken, sykje ûntwerpers typysk enerzjyopslachkapasiteit fan 200-250 kWh, hoewol guon sille 300 kWh of heger nedich wêze.

Dizze modulêre oanpak helpt OEM's om ûntwikkelingskosten te kontrolearjen en tiid nei merk te ferminderjen troch de needsaak foar typetesten te ferminderjen.Tink derom, Saft ûntwikkele in plug-and-play batterij oplossing beskikber yn sawol NMC en LTO elektrochemistries.

In praktyske ferliking

Om in gefoel te krijen foar hoe't de modules fergelykje, is it wurdich te sjen nei twa alternative senario's foar in typysk LHD-auto basearre op batterij-swapping en fluch opladen.Yn beide senario's weegt it auto 45 ton ûnladen en 60 ton folslein laden mei in loadkapasiteit fan 6-8 m3 (7.8-10.5 yd3).Om in like-foar-like ferliking mooglik te meitsjen, visualisearre Saft batterijen fan ferlykber gewicht (3,5 ton) en folume (4 m3 [5,2 yd3]).

Yn it senario foar it wikseljen fan batterijen kin de batterij basearre wurde op NMC- as LFP-chemie en soe in 6-oere LHD-ferskowing stypje fan 'e grutte en gewicht envelope.De twa batterijen, beoardiele op 650V mei 400 Ah-kapasiteit, soene in lading fan 3 oeren fereaskje as se fan 'e auto wikselje.Elk soe 2.500 syklusen duorje oer in totale kalinderlibben fan 3-5 jier.

Foar snelle opladen soe in inkele oanboord LTO-batterij fan deselde dimensjes wurde beoardiele op 800V mei 250 Ah-kapasiteit, it leverjen fan 3 oeren operaasje mei in ultrasnelle lading fan 15 minuten.Om't de skiekunde folle mear syklusen ferneare kin, soe it 20.000 syklusen leverje, mei in ferwachte kalinderlibben fan 5-7 jier.

Yn 'e echte wrâld koe in autoûntwerper dizze oanpak brûke om te foldwaan oan de foarkarren fan in klant.Bygelyks, it ferlingjen fan 'e tiid fan' e ferskowing troch it fergrutsjen fan de enerzjyopslachkapasiteit.

Fleksibel ûntwerp

Uteinlik sille it de mynoperators wêze dy't kieze oft se leaver batterij wikselje as rap opladen.En har kar kin ferskille ôfhinklik fan 'e elektryske krêft en romte beskikber op elk fan har siden.

Dêrom is it wichtich foar LHD-fabrikanten om har de fleksibiliteit te jaan om te kiezen.