Come funziona la ricarica opportunità sulle batterie al litio?

La ricarica opportunità significa collegare una batteria al litio durante le pause invece di eseguire un ciclo di ricarica-di ricarica completo. La batteria rimane nel camion. Gli operatori completano il tutto ogni volta che non utilizzano l'attrezzatura-pranzo, cambio turno, attesa su un rimorchio. Il SOC fluttua nell'intervallo 40-70% per tutto il giorno.

Con il piombo-acido questo distrugge la batteria. Solfatazione da carica parziale. Il litio non ha questo problema. Le celle LFP durano effettivamente più a lungo se le mantieni a un raggio medio-.

Ecco un aspetto del piombo-acido che le persone esterne al settore non apprezzano appieno: la logistica di ricarica è un incubo.

Un pacco di acido di piombo-per un grande carrello elevatore controbilanciato pesa 2.500 libbre, a volte di più. Non puoi semplicemente lasciarlo nel camion e collegarlo alla corrente durante la notte perché il camion deve funzionare nel turno successivo. Quindi estrai la batteria-hai bisogno di un paranco o di un supporto con rotelle per-portala in una stanza di ricarica, collegala e attendi. Otto ore per caricarsi, poi deve raffreddarsi altrimenti lo danneggi. Ci vogliono almeno dieci ore prima che il pacco sia pronto per tornare su un camion.

Per un funzionamento di 24-ore sono necessarie tre batterie per carrello elevatore che ruotano: una nel camion, una in ricarica e una in raffreddamento. Moltiplica per 50 camion e ottieni 150 pacchi batteria, una sala di ricarica dedicata grande quanto un campo da basket, un paio di ragazzi a tempo pieno-che non fanno altro che sostituire le batterie, un sistema di ventilazione per lo scarico dell'idrogeno, una stazione per il lavaggio degli occhi, il contenimento delle fuoriuscite, un programma di irrigazione mensile, tariffe di equalizzazione trimestrali. È tutta un'operazione.

Litio con ricarica occasionale: una batteria per camion. Nessuna stanza di ricarica. Nessun fantino della batteria. Gli operatori collegano un cavo quando vanno in pausa. Fatto.

Nel 2019 ho lavorato a un retrofit presso una drogheria DC in Ohio. Avevano 68 carrelli elevatori, un mix di carrelli retrattili e contrappesi, che eseguivano due turni con un equipaggio ridotto al terzo. Configurazione del piombo-acido. La sala di ricarica era di 4.000 piedi quadrati. Quando siamo passati al litio, quello è diventato uno spazio di stivaggio. Hanno raccolto qualcosa come 800 posti pallet. La posizione di responsabile della batteria è stata eliminata-quel ragazzo è passato alla ricezione. L'intero progetto è stato ripagato in meno di due anni, senza contare la riduzione della manutenzione.

Opportunity Charging

Hai bisogno di una potenza maggiore rispetto alla ricarica notturna. 100-200Un minimo per i camion di Classe I, più simile a 200-350 A per i più grandi.

Fronius produce buoni apparecchi. Costoso ma affidabile. Abbiamo avuto una discreta fortuna con Delta-Q su apparecchiature più piccole. Stai lontano dalle importazioni senza nome-a meno che tu non sia d'accordo con le richieste di garanzia che finiscono in un buco nero.

Il caricabatterie deve comunicare con il BMS. La ricarica del litio non è solo corrente costante fino al completamento-il BMS gestisce la curva di carica, bilancia le celle e gestisce i limiti termici. Un caricabatterie stupido che ignora i comandi BMS si caricherà troppo lentamente o danneggerà il pacco. La comunicazione CAN è standard. Se qualcuno tenta di venderti una configurazione al litio senza integrazione del caricabatterie BMS-, allontanati.

Non in una stanza di ricarica. Il punto è distribuirli in modo che il collegamento sia conveniente.

Banchine di carico, fine corsia, area pausa. Ovunque i camion rimangano per più di cinque minuti. Più lo rendi semplice, più operatori lo fanno effettivamente. Natura umana.

La capacità elettrica è il vincolo a cui nessuno pensa finché non diventa un problema. Gli edifici più vecchi spesso non riescono a supportare dieci-caricabatterie ad alta potenza sparsi qua e là senza l'aggiornamento dei pannelli. Avevamo un progetto in Pennsylvania in cui avevamo previsto otto stazioni di ricarica e il servizio elettrico dell'edificio non poteva gestirne quattro in funzione contemporaneamente. Alla fine dell'installazione, i caricabatterie per la gestione del carico- comunicano con un controller che li scagliona in modo da non superare mai i limiti di domanda. Aggiunti $ 15.000 al progetto ma più economico di un nuovo trasformatore.

Opportunity Charging

Il sistema di gestione della batteria è il cervello. Monitora ogni cella, gestisce la ricarica, gestisce il bilanciamento, registra tutto.

Non approfondirò qui l'architettura BMS. Se stai valutando i pacchetti, la cosa principale da considerare è la gestione termica. I pacchetti economici lesinano su questo. Le celle vanno bene per la ricarica occasionale-è il design termico a livello di pacco-che conta. Chiedi al venditore cosa succede quando inserisci 200 A nel pacco a una temperatura ambiente di 35 gradi. Se non possono darti una risposta chiara, è un segnale di allarme.

Questo merita una sezione a parte perché è l'unica applicazione in cui l'addebito opportunità diventa complicato.

Il litio resiste al freddo meglio del piombo-acido. E' vero. Ma caricare una batteria fredda è una storia diversa. Al di sotto di circa 5 gradi è necessario ridurre significativamente la corrente di carica o si rischia la placcatura al litio, che danneggia permanentemente le celle. Al di sotto di 0 gradi la maggior parte dei sistemi BMS non consente affatto la ricarica.

Quindi hai un carrello elevatore che ha appena trascorso quattro ore in un congelatore a -20 gradi. La batteria è fradicia. Lo tiri fuori dal molo per caricarlo e il BMS dice di no. E adesso?

La soluzione alternativa è caricare in un'area temperata. Alcuni siti costruiscono un vestibolo all'ingresso del congelatore dove i camion si fermano prima di entrare. Temperatura ambiente, forse 10-15 gradi. La batteria si riscalda mentre l'operatore sbriga pratiche burocratiche o altro. Venti minuti dopo fa abbastanza caldo per accettare una carica.

Lineage Logistics ha capito questo aspetto mentre converte le proprie strutture. È risolvibile ma devi pianificarlo. Molte persone credono che il litio sia plug{2}}and{3}}play e poi si sorprendono quando il parco congelatori non si carica.

I pacchi al litio costano circa 3 volte il costo iniziale del piombo-acido. Questo è il numero su cui tutti si fissano.

Cosa manca: stai acquistando un pacchetto invece di tre. Non stai costruendo una sala di ricarica. Non stai pagando qualcuno per cambiare le batterie. Non comprerai un estrattore di batterie per $ 8.000. Non avrai a che fare con fuoriuscite di acido, irrigazioni, cariche di equalizzazione, problemi di solfatazione.

TCO su cinque anni, il litio vince nella maggior parte delle applicazioni multi-turno. Nemmeno vicino. Operazioni a turno singolo-i conti sono più serrati-a volte il piombo-ha ancora senso se l'utilizzo è basso.

No. Il contrario.

Soprattutto le celle al litio-LFP-durano più a lungo se le tieni al centro dell'intervallo di carica. Le scariche profonde stressano l'anodo. Un SOC elevato sollecita il catodo. Galleggiare nell’intervallo 30-70% è il punto debole. Questo è esattamente ciò che fa la carica opportunità.

Il calore derivante dalla ricarica ad alta-velocità è un fattore, ma è gestibile con un design termico decente. 0.4C non è aggressivo per LFP. Ho visto pacchi con ricarica opportunità a 0,5°C per anni con un degrado minimo.

Opportunity Charging

Ripensando ai progetti degli ultimi cinque anni, gli errori sono solitamente gli stessi.

Sottovalutare i requisiti elettrici. Ottieni sempre un sopralluogo del sito prima di impegnarti nella disposizione del caricabatterie. Sempre.

Non comporta manutenzione anticipata. Gli addetti alla manutenzione sanno dove i camion sono effettivamente inattivi. Chiedi loro prima di scegliere le posizioni dei caricabatterie. La banchina di carico potrebbe sembrare ovvia, ma se i camion si muovono continuamente da lì, nessuno si collegherà.

Risparmiare sui caricabatterie. L'unità da 2.000 dollari di Alibaba non equivale al Fronius da 6.000 dollari. Lo scoprirai nel modo più duro.

Non formare gli operatori. Sembra banale, ma le persone non si collegano se non capiscono perché è importante. Cinque minuti in una riunione mattutina per spiegare il concetto sono molto utili.

Il piombo-non è morto, ma ora è chiaramente il percorso ereditato. Tutti gli OEM stanno spingendo il litio. Toyota, Crown, Hyster-le loro vendite di litio stanno crescendo più rapidamente di quelle di piombo-nella maggior parte delle linee di prodotti.

In parte dipende dalla pressione sulla sostenibilità. Il litio ha una storia del ciclo di vita migliore. In parte è questione di manodopera:-nessuno vuole più fornire personale a una sala batterie. In parte è solo la semplicità operativa. Una volta che un sito si converte e vede quanto è più semplice, non torna indietro.

L'attrezzatura è ancora in fase di perfezionamento. I caricabatterie stanno diventando più intelligenti, i sistemi BMS stanno migliorando, la progettazione termica dei pacchi sta migliorando. Tra cinque anni tutto questo sarà più maturo. Ma i principi fondamentali-una batteria, nessuna sostituzione, ricarica quando inattivo-questo non cambia.