Часови за засилувачи до ват часови: Целосен водич за конверзија

Изгубивме проект за ладилници AGV во третиот квартал минатата година. Инженерот на клиентот инсистираше на повторно пресметување на вистинската Wh користејќи 80% DoD плус нивниот сопствен фактор за намалување на температурата. Имавме цитирано директно користејќи ги оценетите 100Ah на 12V на производителот и на крајот добивме околу 15% попуст.

 

Искрено, мислев дека нивните пресметки беа премногу конзервативни во тоа време. Гледајќи наназад, нивната корекција на температурата беше навистина агресивна, но веќе ја изгубивме понудата-да се расправаме за правилно или погрешно беше бесмислено. Оттогаш, бараме сите цитати да вклучуваат работен лист за пресметување на поништување, а тој мора да помине низ инженерството пред да се потпише финансискиот директор. Процесот е подосаден, но барем повторно нема да изгубиме зделки поради основните грешки како такви.

 

Ова искуство ме натера да сфатам нешто: повеќето луѓе ја третираат конверзијата Ah во Wh како средношколска математика-Wh е еднакво на Ah пати V, завршено. Но, секој што навистина врши набавки знае дека зад оваа „едноставна формула“ се кријат многу замки.

Да почнеме со самата формула

Wh=Ah × V, точно. Батеријата од 100Ah на номинална 12V ви дава 1200Wh.

Но, тоа 12V е номиналниот напон. Во реалната работа, напонот флуктуира помеѓу 10,5V и 14,4V. Кој број го користите?

Попрецизен метод е да се интегрира кривата на празнење, акумулирајќи Ah помножен со моменталниот напон V(t). Теоретски најпрецизно, но искрено, ретко го правиме тоа во вистински проекти-премногу незгодни, а не многу добавувачи дури и можат да обезбедат целосни криви на празнење.

Лекцијата од минатогодишниот проект AGV

Назад на тој изгубен проект. Оценивме тројца добавувачи, а еве како изгледаше:

Гледајќи чисто на $/Wh:

Добавувачот C изгледа како најдобрата зделка, нели? Но, не можевме да чекаме 16 недели-одложувањата на проектот значеа пет-фигури казни неделно. Завршивме со цитирање кај добавувачот Б, а клиентот ги користеше податоците на добавувачот В за да тврди дека големината ни е погрешна.

Ниедна страна всушност не направи грешки во пресметките-претпоставките беа различни. Користивме номинален напон плус стандарден DoD; тие користеа измерен средна-точка напон плус агресивно намалување. Како воопшто се расправате за ова? Технички и двете може да се оправдаат; комерцијално, кој губи, го прифаќа.

Зошто сега се фокусирам повеќе на Wh отколку на Ah

Ах има голем проблем како метрика: не ја рефлектира енергијата, само полнењето.

За сите батерии со 100Ah:

Зошто употребливиот капацитет на оловната-киселина е помал од половина? DoD е ограничен на 50%, во спротивно животниот век на циклусот драстично опаѓа. LFP може да се испушти до 80% или дури 90% додека го одржува циклусот.

Оваа разлика често се занемарува за време на фазата на цитирање. Финансискиот директор гледа оловна-киселина на 180 долари наспроти LFP на 400 долари, а првата реакција е „повеќе од двојно поголема цена“. Но, ако ја пресметате вистинската употреблива енергија, оловната-киселина е околу 0,30 $/Wh, LFP околу 0,38 $/Wh- јазот не е толку драматичен. Вклучете ги циклусите за замена, а LFP е всушност поевтин.

Се разбира, тоа зависи од конкретната апликација. За единечни-смени, лесни-сценарија, оловната-киселина може да биде навистина поекономична-нема потреба да се турка LFP.

Температура: променлива што многу луѓе ја потценуваат

Имаме клиент во Висконсин кој прави ладен ланец-нивниот магацин се наоѓа околу 40 степени F во текот на целата година-, а во зима паѓа под 20 степени F во зима. Претходно користеа AGM батерии и мораа да ги заменат по 14 месеци кога капацитетот падна под 60% од оценетите-целосно неупотребливи.

По префрлувањето на LFP, 26 месеци во истото опкружување и сеуште над 90% капацитет. ROI на овој случај изгледа одлично, но треба да бидам јасен: ова е најдобро-сценарио на случај-ладниот ланец е слаткото место на LFP.

Еве приближно како температурата влијае на капацитетот (ова се нашите сопствени податоци за тестирање; различни производители ќе се разликуваат):

Како што можете да видите, кога температурата паѓа, јазот помеѓу двата типа на батерии се зголемува. Во апликациите за складирање на ладилници, предноста на LFP е значајна.

Но имајте предвид-ова е изведба на празнење. Полнењето со ниска{2}}температура за LFP е уште една замка. Полнењето под 0 степен предизвикува литиумско обложување, а многу BMS системи едноставно ќе го блокираат полнењето. Дали клиентите се пожалија на ова, велејќи дека батеријата е скршена-тоа всушност го активира механизмот за заштита на BMS. Продажбата нема проактивно да ви го каже ова.

Како да се пресмета TCO

Имам податоци од две споредливи флоти. Контролиравме колку што е можно повеќе за променливите, но сè уште има разлики во работењето со клиентите-земете ги податоците само како референца.

Заштедено е околу 120.000 $, во меѓувреме помеѓу 14 и 16 месеци, во зависност од тоа како ќе го пресметате делот за трошоците за застој.

Флотата Б сега има 38 месеци и сè уште има капацитет од околу 87%. Врз основа на оваа крива на деградација, уште 3 години не треба да бидат проблем. Флотата А веќе помина низ еден циклус за замена на батерии и ќе треба уште една.

Замки за димензионирање на капацитетот

Сум видел многу луѓе кои набавуваат преголеми батерии заради „безбедност“. 100Ah би биле доволни, но тие купуваат 200Ah. Разбирлив начин на размислување, но овој пристап има проблеми со LFP.

LFP не сака долгорочно- да остане на висока SOC. Имавме клиент кој се преголеми за 40%, мислејќи дека е конзервативен. Две години подоцна, нивното задржување на капацитетот беше всушност полошо од батериите со нормална големина. Проверката на дневниците на BMS покажа дека батериите биле постојано над 75% SOC, ретко длабоко- испразнети.

Клетките што лебдат на висок напон долго- го забрзуваат стареењето на календарот.

Нашиот сегашен принцип на големина: работете наназад од 70-80% DoD во најлоши-услови на случај. 15-20% маржа е доволна - немојте да бидете алчни.

Еве како да се пресмета (со користење на вистински проект како пример):

1. Прво, одреди ја потребата за енергија. Да речеме дека опремата работи непрекинато на 500 W во текот на 6 часа-тоа е потреба од 3000 Wh суровини.
2. Потоа додадете дератирање. Внатрешно, користиме фактор 0,65 за апликации во складиште, температура на покривање, C- стапка, стареење итн.
3. Додадете оперативна маржа од 15%.4615Wh ÷ 0.85=5430Wh
4. На 12,8 V номинална: 5430 ÷ 12.8=424Ах.

Затоа, според спецификациите, изберете конфигурација од 450Ah или 500Ah.

Овој метод нема да одговара на секое сценарио, но е посигурен отколку димензионирањето директно од номиналните вредности.

Ефектот Пеукерт

Немаше да го напишам овој дел бидејќи има минимално влијание врз LFP, но бидејќи ова е целосен водич, кој вреди да се спомене.

Оловните-киселински батерии покажуваат значително намалување на капацитетот при високи стапки C--тоа се нарекува Пеукерт ефект. Батеријата AGM од 100Ah испразнета на 1C (100A) може да испорача само 55-60Ah. Бројките на листите со податоци на производителот се засноваат на тестирање C/20 или C/10, далеку од вистинската употреба.

Пеукерт експонентот на LFP е околу 1,02-1,05, во суштина незначителен. Без разлика дали се испуштате на 0,5C или 1C, капацитетот се разликува само за неколку проценти.

Значи, ако вашата апликација вклучува високи-тековни рафали-AGV забрзување, подигање на виљушкар, итн.-номиналниот капацитет на оловната киселина е само референтен број; што всушност добивате зависи од работниот циклус. Номиналниот капацитет на LFP е релативно сигурен.

Што да внимавате со добавувачите

Овде нема да препорачам или лошам некои конкретни добавувачи. Секој има добрите и лошите страни, а нашите сценарија за апликација можеби нема да важат за вашите.

Но, има неколку работи што можам да ги споделам:

• За добавувачите на батериски пакети на пазарот сега, ќелиите доаѓаат од само неколку извори. CATL, BYD, GOTION, EVE-овие врвни играчи имаат најголем дел од пазарниот удел. Толку често не го споредувате квалитетот на ќелијата, туку дизајнот на BMS и способноста за интегрирање на пакетите.
   
• Кога барате од добавувачите криви на испуштање, побарајте најмалку три: 0,2C, 0,5C, 1C. Многу помали продавачи не можат да ги произведат или да ви дадат графикони очигледно копирани од некој друг. Поголемите продавачи обично прво ќе прашаат за вашата специфична апликација, а потоа ќе обезбедат насочени податоци за тестот.
   
• Продажбата што не може да одговори на технички прашања на лице место не значи многу. Она што е важно е дали можете да добиете употребливи податоци во рок од 72 часа. Вистинското црвено знаме е радио тишина по барање или добивање куп генерички маркетинг материјали.
   
• Внимателно прочитајте ги условите за гаранција. Многу продавачи пишуваат „10 години или 4000 циклуси“, но ситниот печат има ограничувања на пропусната моќ што може да се постигне на 6 години. Некои ги дефинираат циклусите на апсурдни начини-10% DoD и 90% DoD се сметаат за ист циклус што ги прави таквите гаранции суштински безвредни.
   
• UL 9540A Термички податоци за тестирање{1}}легитимните продавачи на LFP треба да ги имаат сите. Оние кои се двоумат и велат „можеме да организираме тестирање“ или не тестирале или тестирале со неповолни резултати.