Я працую ў гэтай галіне дванаццаць гадоў, і, шчыра кажучы, большасць інструкцый па літыевых батарэях бескарысныя для прыняцця рэальных рашэнняў аб закупках. Прынцыпы CC-CV, тэмпературныя абмежаванні, дробная зарадка на 80%... вы можаце знайсці ўсё гэта на Battery University. Няма сэнсу паўтараць.
Тое, што я хачу абмеркаваць сёння, гэта пытанні, якія насамрэч выклікаюць галаўны боль у каманд па закупках:Як выбраць ёмістасць, як падабраць зарадныя прылады, што такое разумнае ўкладанне і калі вы ўбачыце рэнтабельнасць інвестыцый.Стандартных адказаў няма, але я магу падзяліцца рэальнымі дадзенымі з нашых праектаў і памылкамі, якія мы зрабілі на гэтым шляху.
Кароткая інфармацыя: я інжынер па прымяненню ў [назва кампаніі адрэдагавана, каб не выглядаць як рэклама], у асноўным працую над праектамі электрыфікацыі прамысловых аўтамабіляў ва Усходнім і Паўднёвым Кітаі. У мяне менш досведу працы з халоднымі кліматычнымі ўмовамі на поўначы, таму мае прапановы могуць не цалкам прымяняцца, калі вы кіруеце маразільным складам у Харбіне.
Выбар магутнасці: больш складана, чым вы думаеце
Самае распаўсюджанае пытанне, якое я атрымліваю: "Ці дастаткова 400 Аг?" Я не магу адказаць на гэта прама, таму што "дастаткова" залежыць ад занадта вялікай колькасці зменных.
Спачатку разлічыце штодзённае спажыванне энергіі. Не прапусціце гэта.
Штодзённае спажыванне (кВт·г)=Сярэдняя магутнасць (кВт) × Гадзіны працы (г) × Каэфіцыент загрузкі
Каэфіцыент нагрузкі залежыць ад рэальных умоў працы: лёгкі рэжым 0,3~0,4, сярэдні 0,5~0,6, цяжкі 0,7~0,8. Многія людзі псуюць гэта, выкарыстоўваючы намінальную магутнасць у гадзінах, што дае лічбы на 30%+ вышэй, чым рэальнасць.
прыклад:2-тонны электрапагрузчык, намінальная магутнасць 8 кВт, працуе 10 гадзін у суткі, сярэдняя нагрузка.
Штодзённае спажыванне=8 × 10 × 0.55=44кВт·г
У сістэме 48 В 44 кВт-г адпавядаюць прыкладна 920 А-г. Паколькі вы не павінны разраджацца ніжэй за 20%, карысная ёмістасць складае каля 80%, гэта значыць, што вам трэба каля 1150 Аг, каб пражыць дзень на адной зарадцы.
Але гэта толькі тэорыя.
У рэальных праектах я выявіў, што разрыў паміж разліковым і рэальным спажываннем часта складае 15%~25%. Прычыны розныя: звычкі аператара, нахілы падлогі, ваганні вагі грузу, выкарыстанне сістэмы вентыляцыі і вентыляцыі... Таму мая рэкамендацыя:дадайце 20% буфера пасля разліку тэарэтычнага значэння, або спачатку арандуйце некалькі адзінак на месяц-тэсціравання ў рэальных умовах.
Ці заўсёды большае лепш? Неабавязкова.
У мінулым годзе кліент разлічыў штодзённае спажыванне ў 50 кВт/г, але настойваў на куплі акумулятараў на 1500 Аг, таму што "мы можам вырасці і не трэба будзе іх замяняць пазней". што здарылася
Праблема 1
Акумулятар большага памеру дадаў 60 кг, што прымусіла пагрузчык працаваць з меншай ёмістасцю відэльцаў
Праблема 2
Магутнасць зараднай прылады павінна быць адпаведна павышана, плюс выдаткі на пашырэнне электрычнай інфраструктуры
Праблема 3
Аб'ёмы бізнесу ніколі не раслі. Большую частку часу акумулятар вагаўся паміж 30%~60% SOC, фактычна паскараючы старэнне календара
Мой погляд:Калі бягучы аб'ём бізнесу стабільны, выбірайце ёмістасць, якая адпавядае вашым патрэбам (тэарэтычнае значэнне + 20% буфера). Калі яго не хопіць праз тры-пяць гадоў, заменіце яго. Гэта можа быць больш эканамічным, чым павелічэнне загадзя. Тэхналогія акумулятараў хутка развіваецца. «Высокая ёмістасць», за якую вы плаціце сёння, можа-ацэньвацца праз пяць гадоў.
Вядома, гэта толькі маё меркаванне. Калі ў вас ёсць бюджэт, прастора дазваляе і вы ўпэўнены ў росце, купля большага таксама не будзе памылкай.
Даведка аб кошце для тыпавых канфігурацый
Прыведзеныя ніжэй даныя паступаюць з нашых праектаў ва Усходнім Кітаі за 2024-2025 гады, у асноўным ад дыстрыб'ютараў CATL і EVE. Цэны змяняюцца штоквартальна, таму вашы фактычныя цэны могуць адрознівацца.
| Канфігурацыя | Кошт батарэі | Зарадная прылада | Інфраструктура | Выпадак выкарыстання |
|---|---|---|---|---|
| 500 Аг Стандарт | ¥48,000 | ¥9,000 | ¥3,000 | Адназменны,<25kWh/day |
| 700Ah Enhanced | ¥65,000 | ¥12,000 | ¥3,500 | 1,5 змены, 25~35 кВт/г/дзень |
| 1000Ah вялікі | ¥92,000 | ¥16,000 | ¥6,000 | Дзве змены, 35~50 кВт/г/дзень |
| 500Ah×2 Абмен | ¥96,000 | ¥9,000 | ¥8,000 | Не рэкамендуецца, калі батарэйны адсек не стацыянарны |
- Інфраструктура ўключае ўстаноўку зараднай станцыі, кабелі, мадэрнізацыю панэлі
- Не ўключае пашырэнне электрычнай магутнасці, якая вар'іруецца ад 0 да 100k+
- Канфігурацыя замены патрабуе дадатковага абсталявання і працоўнай сілы; неэканамічна ў доўгатэрміновай-тэрміновай перспектыве
Выбар зараднай прылады: дзе ўзнікае большасць праблем
Выбраны акумулятар, вазьміце любую зарадную прыладу? Гэта распаўсюджаная памылка. Каля 30 % выпадкаў няспраўнасці, з якімі я звяртаўся, былі звязаны-з зараднай прыладай.
Адпаведнасць напружання не такая простая
Усе акумулятары з маркіроўкай "48V" могуць мець вельмі розныя напружанні заканчэння зарада:
| Тып батарэі | Клеткі | Тэрмінацыя клетак | Спыненне пакета |
|---|---|---|---|
| NCM трохчленны | 13S | 4.2V | 54.6V |
| LFP (фасфат жалеза) | 15S | 3.65V | 54.75V |
| LFP (фасфат жалеза) | 16S | 3.65V | 58.4V |
Зарадныя прылады 15S і 16S LFP НЕ ўзаемазаменныя. Я бачыў, як кліенты спрабавалі зэканоміць грошы, выкарыстоўваючы зарадную прыладу 15S для акумулятараў 16S. Вынік: ніколі не зараджаецца больш за 85% SOC. Адваротнае больш небяспечна: зарадная прылада 16S на батарэях 15S выклікае прамую перазарадку.
Падчас закупкі заўсёды правярайце колькасць клетак. Аднаго намінальнага напружання недастаткова.
Пратаколы сувязі, шчыра кажучы, беспарадак
Тэарэтычна, зарадныя прылады з сувяззю CAN могуць узаемадзейнічаць з BMS у рэальным-часе, дынамічна рэгулюючы параметры зарадкі ў залежнасці ад стану батарэі. На практыцы:
Розныя вытворцы выкарыстоўваюць розныя пратаколы прыкладнога ўзроўню. CAN 2.0 вызначае толькі фізічны ўзровень. Тое, што адбываецца вышэй, залежыць ад-пастаўшчыка.
Сітуацыі, з якімі я сутыкаўся:
- Акумулятар маркі A з зараднай прыладай маркі B: кабель CAN падключаны, але рукапацісканне не атрымліваецца. У канчатковым выніку выкарыстаў яго як "тупое зарадная прылада"
- Пастаўшчык сцвярджае, што "сумяшчальны са стандартам GB/T 27930", але працуюць толькі асноўныя функцыі. Пашыраныя каманды цалкам не падтрымліваюцца
- Вытворца акумулятара адмаўляецца перадаваць пратакольную дакументацыю, спасылаючыся на «камерцыйную таямніцу»
Мая прапанова:
Калі вы не хочаце галаўнога болю, купляйце акумулятар і зарадная прылада адной маркі або атрымайце пісьмовыя гарантыі сумяшчальнасці са справаздачамі аб уводцы ў эксплуатацыю ад пастаўшчыкоў. Грошы, якія вы зэканоміце, купляючы асобна, могуць пазней не пакрыць выдаткі на адладку.
Тым не менш, калі ў вас ёсць інжынеры-электрыкі, якія самі спраўляюцца з інтэграцыяй пратаколаў, асобная купля можа зэканоміць 15%~20%.
Як выбраць стаўку аплаты
Мяне часта пра гэта пытаюцца, таму вось мой адзіны адказ:
| Сцэнар | Рэкамендаваны курс | Заўвагі |
|---|---|---|
| Адна змена, акно начной зарадкі 8+ гадзін | 0.3C~0.5C | Павольная зарадка найбольш беражліва дзейнічае на батарэі |
| Дзве змены, зарадка ў абед і ноч | 0.5C~0.8C | Баланс паміж хуткасцю і даўгавечнасцю |
| Тры змены бесперапынна, толькі кароткія перапынкі | 1C | Сцэнары зарадкі магчымасцяў |
| Надзвычайная сітуацыя | 1.5C | Толькі час ад часу, а не стандартная практыка |
Хуткая зарадка вышэй за 1C паскарае разрад батарэі, але наколькі менавіта? Шчыра кажучы,прамысловасць не прыйшла да адзінага меркавання. Дадзеныя лабараторый некаторых вытворцаў паказваюць мінімальную розніцу, але ў нашых рэальных праектах мы назіралі прыкладна на 1%~1,5% большую штогадовую дэградацыю пры ўстойлівым 1C супраць 0,5C. Памер выбаркі па-ранейшаму абмежаваны; прымайце гэта толькі як даведку.
ROI: Не падманвайце сябе ідэальнымі лічбамі
Інтэрнэт-аналіз рэнтабельнасці інвестыцый літыевай батарэі часта выглядае прыгожа: 28-месячная акупнасць, эканомія X сумы за 5 гадоў... Павабна, але рэальныя праекты рэдка дасягаюць поўных прагнозаў.
Вось рэальны выпадак, у тым ліку тое, што пайшло не так
2023 г., склад бытавой тэхнікі ў Паўднёвым Кітаі, 40 рычтракоў, пераўтвораных са свінцовай-кіслоты на літый. Нашы перад-праектныя разлікі:
Арыгінальныя свінцова-кіслотныя гадавыя выдаткі
| Пункт | Гадавы кошт (¥) |
|---|---|
| Амартызацыя акумулятара (тэрмін службы 3 гады) | 480,000 |
| Амартызацыя рэзервовага акумулятара | 480,000 |
| Заработная плата работніка па замене батарэі (2 чалавекі) | 168,000 |
| Абслугоўванне батарэі | 42,000 |
| Арэнда акумулятарнага памяшкання (40 м²) | 48,000 |
| Усяго | 1 218 000 / год |
Штогадовыя выдаткі на раствор літыя (прагназуемыя)
| Пункт | Гадавы кошт (¥) |
|---|---|
| Амартызацыя батарэі (тэрмін службы 8 гадоў) | 310,000 |
| Патрэбны рэзервовыя батарэі | 0 |
| Патрабуюцца работнікі па замене батарэй | 0 |
| Выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне | 8,000 |
| Усяго | 318 000 / год |
Што адбылося насамрэч:
Месяц 8:
Выяўленыя 5 пагрузчыкаў мелі інтэнсіўнасць выкарыстання, якая значна перавышала чаканні (гэта выклікала сістэма заахвочвання кіроўцаў). Да 14 месяца гэтыя батарэі пагоршыліся да 82%, што ўдвая хутчэй, чым прагназавалася
Месяц 11:
Новы супрацоўнік начной змены не разумеў пратаколаў, падключыў халодны{0}}пагрузчык да таго, як ён нагрэўся. 2 акумулятары мелі блакіроўку сігналізацыі BMS
Месяц 16:
Адна галоўная плата зараднай прылады адмовіла. Імпартныя дэталі чакаў 28 дзён. Гэты пагрузчык не працаваў амаль месяц
Месяц 20:
Агляд паказаў, што фактычная эканомія выдаткаў была прыкладна на 25% ніжэйшай за прагнозы, галоўным чынам з-за павышэння коштаў на электраэнергію і недасягнення мэтавага выкарыстання некаторага абсталявання
Фактычная акупнасць: 23 месяцы,На 9 месяцаў больш за прагназаваныя 14.
На самай справе гэта быў гладкі праект. Я бачыў і горшае: раптоўнае падзенне аб'ёму бізнесу, у выніку чаго абсталяванне не працуе, або праблемы з якасцю партыі акумулятараў, якія патрабуюць масавага вяртання на завод...
Я кажу:
Разлікі рэнтабельнасці інвестыцый пастаўшчыка звычайна з'яўляюцца найлепшым-сцэнарыем. Стварыце свой уласны бюджэт на 70% ад іх прагнозаў. Калі 70% усё яшчэ працуе для вас, праект, верагодна, трывалы.
Халодная зарадка: асаблівыя меркаванні для халоднага захоўвання
Адсутнасць зарадкі пры тэмпературы ніжэй за 0 градусаў - гэта асноўныя веды, на якіх я не буду спыняцца. Тое, што я хачу абмеркаваць, гэта практычнае пытанне для сцэнарыяў халоднага захоўвання:Колькі часу прайшло пасля выхаду акумулятара з халоднага сховішча, перш чым ён можа зараджацца?
Няма універсальнага адказу, таму што-хуткасць разагрэву залежыць ад:
- Маса батарэі (100 кг супраць 300 кг мае вялікую розніцу)
- Матэрыял корпуса (алюміній праводзіць цяпло хутчэй, чым пластык)
- Тэмпература навакольнага асяроддзя і вентыляцыя
- Ці ўстаноўлена актыўная сістэма ацяплення
Мы пратэставалі акумулятар ёмістасцю 400 Аг/220 кг (канфідэнцыяльна для канкрэтнай маркі) пры тэмпературы ў памяшканні ад -18 да 25 градусаў:
| Час | Тэмп. ядра | Тэмп. паверхні | Платная? |
|---|---|---|---|
| 0 хвілін | -18 градусаў | -18 градусаў | ✗ |
| 60 хвілін | -12 градусаў | -4 градус | ✗ |
| 120 хвілін | -6 градусаў | +8 ступень | ✗ |
| 180 хвілін | +1 ступень | +16 ступень | ✗ (набліжаецца да парога) |
| 210 хвілін | +5 ступень | +19 ступень | ✓ (павольная зарадка ОК) |
Заўвага: тэмпература ядра ад унутранага датчыка, тэмпература паверхні праз ІЧ-тэрмометр
Звярніце ўвагу на розніцу паміж тэмпературай ядра і паверхні.Многія людзі дакранаюцца да корпуса батарэі і думаюць, што "больш не холадна", але ўнутры ўсё яшчэ можа быць ніжэй за нуль. BMS звычайна счытвае тэмпературу ў цэнтры, так што вы атрымліваеце сітуацыі "на вуліцы цёпла, але ўсё роўна не зараджаецца". Гэта нармальная абарона. Не абмінай яго.
Ці варта ўсталёўваць сістэму ацяплення?
Модулі BMS з магчымасцю папярэдняга нагрэву дадаюць прыкладна 4000 ~ 6000 іен (значна адрозніваецца ў залежнасці ад маркі). Варта таго?
Маё правіла:
Калі ваша абсталяванне ўваходзіць і выходзіць з халоднага сховішча часцей за два разы на дзень, усталюйце яго. Калі толькі час ад часу, не рабіце гэтага.
Пры награванні час-разагрэву зніжаецца з 3~4 гадзін да 30~40 хвілін. Пры працоўным кошце 80 ¥/гадзіну эканомія 2 гадзін штодня азначае 160 ¥. За зімовы сезон (120 дзён) гэта зэканоміць 19 200 іен. Тэрмін акупнасці інвестыцый каля 3 месяцаў.
Але калі абсталяванне рэдка трапляе ў халадзільныя камеры, не хвалюйцеся. Вы можаце выкарыстоўваць -тэхналагічныя рашэнні: усталяваць "зону-прагрэву" пры пакаёвай тэмпературы, прыпаркавацца там на паўгадзіны, калі акумулятар спрацуе сігналізацыю прахалоду перад зарадкай. Нязручна, але бясплатна.
Пытанні, якія я таксама не зразумеў
У гэты момант я хачу шчыра згадаць некаторыя пытанні, на якія я не маю канчатковых адказаў:
1. Які рэальны тэрмін службы акумулятараў LFP?
Тэхнічныя характарыстыкі вытворцы часта паказваюць 3000~6000 цыклаў, некаторыя нават 8000. Але гэта лабараторныя ўмовы: пастаянная тэмпература 25 градусаў, 0,5C зарада/разраду, 80% DoD. У рэальным прамысловым асяроддзі назіраюцца ваганні тэмпературы, нестабільная хуткасць зарадкі, міністэрства абароны часта перавышае 80%... Які працэнт лабараторных даных пераводзіцца ў-рэальнае жыццё? Наш самы доўга{10}}праект, які адсочваецца, складае ўсяго 5 гадоў, памер выбаркі недастатковы. Пакуль не магу даць дакладныя высновы.
2. Ці скарачае працягласць жыцця магчымасць зарадкі?
Тэарэтычна, літыевыя акумулятары падлічваюць цыклы прапарцыйна, таму магчымая зарадка не павінна выклікаць дадатковага пагаршэння. Але некаторыя даследаванні паказваюць, што частыя неглыбокія цыклы паскараюць рост слоя SEI... Навуковыя колы ўсё яшчэ абмяркоўваюць гэта. Усё, што я магу сказаць, гэта з нашага абмежаванага досведу праектаў,відавочных негатыўных наступстваў мы пакуль не назіраем.
3. Як будзе развівацца рынак ужываных літыевых батарэй?
У цяперашні час практычна не існуе развітага другаснага рынку прамысловых літыевых батарэй. Адслужаныя батарэі альбо ідуць на другі- тэрмін службы, альбо на перапрацоўку. Але па меры таго, як першая вялікая хваля прамысловых літыевых акумулятараў пачынае сыходзіць, гэты рынак можа з'явіцца. Калі за пяць гадоў выкарыстаныя літыевыя батарэі каштуюць на 30 % ад новых, стратэгія выплаты прэміі за батарэі з доўгім-жыццём патрабуе пераацэнкі.
У мяне няма адказаў на гэтыя пытанні. Проста пазначце іх, каб улічыць нявызначанасць у доўгатэрміновым-планаванні.
Заключныя думкі
Калі вы праводзіце папярэдняе даследаванне для закупкі літыевых батарэй, мае прапановы:
- Спачатку зразумейце свае рэальныя патрэбы: Штодзённае спажыванне, вокны зарадкі, працоўнае асяроддзе. Вымерайце або разлічыце іх самастойна; не цалкам давярайце продажам
- Атрымлівайце прапановы ад 2-3 пастаўшчыкоў: Параўноўвайце не толькі цэны, але і прапановы па канфігурацыі, гарантыйныя ўмовы і адказ пасля-продажу
- Запытвайце аднолькавыя-справы ў галіны: Лепш, калі вы зможаце наведаць-сайт і паразмаўляць з рэальнымі карыстальнікамі аб рэальным уражанні
- Зніжка прагнозаў рэнтабельнасці інвестыцый на 30%: лічбы пастаўшчыкоў звычайна з'яўляюцца найлепшым-выпадкам. Дайце сабе запас
Калі ў вас ёсць канкрэтныя пытанні для абмеркавання, пакіньце каментарый. Я адкажу, калі ўбачу іх. На пытанні аб канкрэтных рэкамендацыях брэнда або цытатах я не буду адказваць публічна; адправіць асабістае паведамленне.
Выказаныя меркаванні адлюстроўваюць толькі асабісты вопыт і не з'яўляюцца парадай па закупках. Крыніца даных - праекты ва Усходнім Кітаі на 2024-2025 гг.; іншыя рэгіёны могуць адрознівацца.
