बातम्या

भूमिगत खाणकामात इलेक्ट्रोमोबिलिटीमध्ये संक्रमण करताना अनेक बॅटरी आणि चार्जिंग तंत्रज्ञानाचा विचार करणे आवश्यक आहे.

बॅटरीवर चालणारी खाण वाहने भूमिगत खाणकामासाठी योग्य आहेत.ते एक्झॉस्ट वायू उत्सर्जित करत नसल्यामुळे, ते थंड आणि वायुवीजन आवश्यकता कमी करतात, हरितगृह वायू (GHG) उत्सर्जन आणि देखभाल खर्च कमी करतात आणि कामाची परिस्थिती सुधारतात.

आज जवळजवळ सर्व भूगर्भातील खाणी उपकरणे डिझेलवर चालणारी आहेत आणि एक्झॉस्ट धूर तयार करतात.यामुळे कामगारांसाठी सुरक्षितता राखण्यासाठी व्यापक वेंटिलेशन सिस्टमची गरज भासते.शिवाय, आजचे खाण ऑपरेटर खनिज साठ्यांमध्ये प्रवेश करण्यासाठी 4 किमी (13,123.4 फूट) इतके खोल खोदत असल्याने, या प्रणाली वेगाने मोठ्या होत आहेत.त्यामुळे त्यांना इन्स्टॉल करणे आणि चालवणे अधिक महाग होते आणि अधिक ऊर्जा भूक लागते.

त्याच वेळी, बाजार बदलत आहे.सरकार पर्यावरणीय उद्दिष्टे ठरवत आहेत आणि ग्राहक कमी कार्बन फूटप्रिंट दर्शवू शकतील अशा अंतिम उत्पादनांसाठी प्रीमियम भरण्यास तयार आहेत.त्यामुळे खाणींचे डिकार्बोनायझेशन करण्यात अधिक रस निर्माण होत आहे.

लोड, हौल आणि डंप (LHD) मशिन हे करण्याची उत्तम संधी आहे.ते भूमिगत खाणकामासाठी सुमारे 80% ऊर्जा मागणीचे प्रतिनिधित्व करतात कारण ते खाणीतून लोक आणि उपकरणे हलवतात.

बॅटरीवर चालणाऱ्या वाहनांवर स्विच केल्याने खाणकाम डीकार्बोनाइज होऊ शकते आणि वायुवीजन प्रणाली सुलभ होऊ शकते.

यासाठी उच्च पॉवर आणि दीर्घ कालावधीच्या बॅटरीची आवश्यकता आहे - एक कर्तव्य जे पूर्वीच्या तंत्रज्ञानाच्या क्षमतेच्या पलीकडे होते.तथापि, गेल्या काही वर्षांतील संशोधन आणि विकासामुळे लिथियम-आयन (ली-आयन) बॅटरीची योग्य पातळी, सुरक्षा, परवडणारी आणि विश्वासार्हता या नवीन जातीची निर्मिती झाली आहे.

पाच वर्षांची अपेक्षा

जेव्हा ऑपरेटर LHD मशीन खरेदी करतात, तेव्हा त्यांना कठीण परिस्थितीमुळे जास्तीत जास्त 5 वर्षांचे आयुष्य अपेक्षित असते.ओलावा, धूळ आणि खडक, यांत्रिक धक्के आणि कंपन असलेल्या असमान परिस्थितीत मशीनला 24 तास जड भार वाहून नेणे आवश्यक आहे.

जेव्हा पॉवर येतो तेव्हा, ऑपरेटरना बॅटरी सिस्टमची आवश्यकता असते जी मशीनच्या आयुष्याशी जुळते.बॅटरींना वारंवार आणि खोल चार्ज आणि डिस्चार्ज सायकल देखील सहन करणे आवश्यक आहे.वाहनाची उपलब्धता वाढवण्यासाठी ते जलद चार्जिंगसाठी सक्षम असणे देखील आवश्यक आहे.याचा अर्थ एका वेळी 4 तास सेवा, अर्ध्या दिवसाच्या शिफ्ट पॅटर्नशी जुळते.

बॅटरी-स्वॅपिंग विरुद्ध जलद चार्जिंग

हे साध्य करण्यासाठी बॅटरी-स्वॅपिंग आणि जलद चार्जिंग हे दोन पर्याय समोर आले.बॅटरी-स्वॅपिंगसाठी बॅटरीचे दोन समान संच आवश्यक आहेत - एक वाहनाला उर्जा देणारा आणि दुसरा चार्जवर.4-तासांच्या शिफ्टनंतर, खर्च झालेली बॅटरी नव्याने चार्ज केलेल्या बॅटरीने बदलली जाते.

फायदा असा आहे की यासाठी उच्च पॉवर चार्जिंगची आवश्यकता नाही आणि सामान्यत: खाणीच्या विद्यमान विद्युत पायाभूत सुविधांद्वारे समर्थित केले जाऊ शकते.तथापि, चेंजओव्हरला उचलणे आणि हाताळणे आवश्यक आहे, जे अतिरिक्त कार्य तयार करते.

दुसरी पद्धत म्हणजे पॉज, ब्रेक आणि शिफ्ट बदल दरम्यान सुमारे 10 मिनिटांत जलद चार्जिंग करण्यास सक्षम असलेली एकल बॅटरी वापरणे.यामुळे बॅटरी स्विच करण्याची गरज नाहीशी होते, ज्यामुळे आयुष्य सोपे होते.

तथापि, जलद चार्जिंग उच्च-पॉवर ग्रिड कनेक्शनवर अवलंबून असते आणि खाण ऑपरेटरना त्यांच्या इलेक्ट्रिकल पायाभूत सुविधांमध्ये सुधारणा करणे किंवा वेसाइड एनर्जी स्टोरेज स्थापित करणे आवश्यक असू शकते, विशेषत: मोठ्या फ्लीट्ससाठी ज्यांना एकाच वेळी चार्ज करणे आवश्यक आहे.

बॅटरी स्वॅपिंगसाठी ली-आयन रसायनशास्त्र

स्वॅपिंग आणि जलद चार्जिंगमधील निवड कोणत्या प्रकारची बॅटरी रसायनशास्त्र वापरायची याची माहिती देते.

ली-आयन ही एक छत्री संज्ञा आहे जी इलेक्ट्रोकेमिस्ट्रीजची विस्तृत श्रेणी व्यापते.आवश्यक सायकल लाइफ, कॅलेंडर लाइफ, ऊर्जेची घनता, जलद चार्जिंग आणि सुरक्षितता प्रदान करण्यासाठी हे वैयक्तिकरित्या वापरले जाऊ शकतात किंवा मिश्रित केले जाऊ शकतात.

लिथियम निकेल-मॅंगनीज-कोबाल्ट ऑक्साईड (NMC), लिथियम निकेल-कोबाल्ट अॅल्युमिनियम ऑक्साईड (NCA) आणि लिथियम आयर्न फॉस्फेट (LFP) यांसारख्या बहुतेक लि-आयन बॅटरी ग्रेफाइटने नकारात्मक इलेक्ट्रोड म्हणून बनवल्या जातात आणि सकारात्मक इलेक्ट्रोड म्हणून भिन्न साहित्य असतात. ).

यापैकी, NMC आणि LFP दोन्ही पुरेशा चार्जिंग कार्यक्षमतेसह चांगली ऊर्जा सामग्री प्रदान करतात.हे बॅटरी स्वॅपिंगसाठी यापैकी एक आदर्श बनवते.

जलद चार्जिंगसाठी नवीन रसायनशास्त्र

जलद चार्जिंगसाठी, एक आकर्षक पर्याय उदयास आला आहे.हे लिथियम टायटेनेट ऑक्साईड (LTO) आहे, ज्यामध्ये एनएमसीपासून बनविलेले सकारात्मक इलेक्ट्रोड आहे.ग्रेफाइटऐवजी, त्याचे नकारात्मक इलेक्ट्रोड एलटीओवर आधारित आहे.

हे LTO बॅटर्यांना वेगळे कार्यप्रदर्शन प्रोफाइल देते.ते खूप उच्च पॉवर चार्जिंग स्वीकारू शकतात जेणेकरून चार्जिंगची वेळ 10 मिनिटांपेक्षा कमी असू शकते.ते इतर प्रकारच्या ली-आयन रसायनशास्त्रापेक्षा तीन ते पाच पट अधिक चार्ज आणि डिस्चार्ज चक्रांना देखील समर्थन देऊ शकतात.हे दीर्घ कॅलेंडर जीवनात अनुवादित करते.

याव्यतिरिक्त, एलटीओमध्ये अत्यंत उच्च अंतर्निहित सुरक्षितता आहे कारण ती विद्युत दुरुपयोग जसे की डीप डिस्चार्ज किंवा शॉर्ट सर्किट, तसेच यांत्रिक नुकसान सहन करू शकते.

बॅटरी व्यवस्थापन

OEM साठी आणखी एक महत्त्वाचा डिझाईन घटक म्हणजे इलेक्ट्रॉनिक देखरेख आणि नियंत्रण.त्यांना बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टम (BMS) सह वाहन समाकलित करणे आवश्यक आहे जे संपूर्ण सिस्टममध्ये सुरक्षिततेचे संरक्षण करताना कार्यप्रदर्शन व्यवस्थापित करते.

एक चांगला BMS सतत तापमान राखण्यासाठी वैयक्तिक पेशींचे चार्ज आणि डिस्चार्ज देखील नियंत्रित करेल.हे सातत्यपूर्ण कार्यप्रदर्शन सुनिश्चित करते आणि बॅटरीचे आयुष्य वाढवते.हे शुल्क स्थिती (SOC) आणि आरोग्य स्थिती (SOH) वर अभिप्राय देखील प्रदान करेल.हे बॅटरी लाइफचे महत्त्वाचे सूचक आहेत, SOC सह शिफ्ट दरम्यान ऑपरेटर किती वेळ वाहन चालवू शकतो हे दर्शविते आणि SOH हे उर्वरित कॅलेंडर आयुष्याचे सूचक आहे.

प्लग-अँड-प्ले क्षमता

जेव्हा वाहनांसाठी बॅटरी सिस्टम निर्दिष्ट करण्याचा विचार येतो, तेव्हा मॉड्यूल्स वापरणे खूप अर्थपूर्ण आहे.हे बॅटरी उत्पादकांना प्रत्येक वाहनासाठी टेलर-मेड बॅटरी सिस्टम विकसित करण्यास सांगण्याच्या पर्यायी पध्दतीशी तुलना करते.

मॉड्यूलर पध्दतीचा मोठा फायदा म्हणजे OEM अनेक वाहनांसाठी मूलभूत प्लॅटफॉर्म विकसित करू शकतात.ते नंतर प्रत्येक मॉडेलसाठी आवश्यक व्होल्टेज वितरीत करणार्‍या स्ट्रिंग्स तयार करण्यासाठी मालिकेत बॅटरी मॉड्यूल जोडू शकतात.हे पॉवर आउटपुट नियंत्रित करते.त्यानंतर आवश्यक ऊर्जा साठवण क्षमता तयार करण्यासाठी आणि आवश्यक कालावधी प्रदान करण्यासाठी ते या तारांना समांतर एकत्र करू शकतात.

भूमिगत खाणकामात जास्त भार पडतो म्हणजे वाहनांना उच्च शक्ती प्रदान करणे आवश्यक आहे.त्यासाठी 650-850V रेट केलेल्या बॅटरी सिस्टमची आवश्यकता आहे.उच्च व्होल्टेजमध्ये वाढ केल्याने उच्च उर्जा मिळेल, यामुळे सिस्टम खर्च देखील जास्त होईल, त्यामुळे असे मानले जाते की नजीकच्या भविष्यासाठी सिस्टम 1,000V च्या खाली राहतील.

4 तास सतत ऑपरेशन साध्य करण्यासाठी, डिझाइनर सामान्यत: 200-250 kWh ऊर्जा साठवण क्षमता शोधत आहेत, जरी काहींना 300 kWh किंवा त्याहून अधिक आवश्यक असेल.

हा मॉड्यूलर दृष्टीकोन OEM ला विकास खर्च नियंत्रित करण्यास आणि प्रकार चाचणीची आवश्यकता कमी करून बाजारासाठी वेळ कमी करण्यास मदत करतो.हे लक्षात घेऊन, Saft ने NMC आणि LTO इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री दोन्हीमध्ये उपलब्ध प्लग-अँड-प्ले बॅटरी सोल्यूशन विकसित केले.

एक व्यावहारिक तुलना

मॉड्यूल्सची तुलना कशी होते हे जाणून घेण्यासाठी, बॅटरी-स्वॅपिंग आणि जलद-चार्जिंगवर आधारित सामान्य LHD वाहनासाठी दोन पर्यायी परिस्थिती पाहण्यासारखे आहे.दोन्ही परिस्थितींमध्ये, 6-8 m3 (7.8-10.5 yd3) च्या लोड क्षमतेसह वाहनाचे वजन 45 टन अनलेडन आणि 60 टन पूर्णपणे लोड केलेले आहे.सारखी तुलना सक्षम करण्यासाठी, समान वजन (3.5 टन) आणि व्हॉल्यूम (4 m3 [5.2 yd3]) च्या Saft व्हिज्युअलाइज्ड बॅटरी.

बॅटरी-स्वॅपिंग परिस्थितीमध्ये, बॅटरी NMC किंवा LFP रसायनशास्त्रावर आधारित असू शकते आणि आकार आणि वजन लिफाफ्यातून 6-तास LHD शिफ्टला समर्थन देईल.400 Ah क्षमतेच्या 650V वर रेट केलेल्या दोन बॅटर्‍या, वाहनातून अदलाबदल करताना 3-तास चार्ज करणे आवश्यक आहे.प्रत्येक 3-5 वर्षांच्या एकूण कॅलेंडर जीवनात 2,500 चक्र चालेल.

जलद-चार्जिंगसाठी, समान परिमाणांची एकल ऑनबोर्ड LTO बॅटरी 250 Ah क्षमतेसह 800V वर रेट केली जाईल, 15-मिनिटांच्या अल्ट्रा-फास्ट चार्जसह 3 तासांचे ऑपरेशन वितरीत करेल.कारण रसायनशास्त्र आणखी अनेक चक्रांना तोंड देऊ शकते, ते 5-7 वर्षांच्या अपेक्षित कॅलेंडर जीवनासह 20,000 चक्रे वितरीत करेल.

वास्तविक जगात, वाहन डिझायनर ग्राहकाच्या आवडीनिवडी पूर्ण करण्यासाठी हा दृष्टिकोन वापरू शकतो.उदाहरणार्थ, ऊर्जा साठवण क्षमता वाढवून शिफ्टचा कालावधी वाढवणे.

लवचिक डिझाइन

शेवटी, खाण ऑपरेटर हे निवडतील की ते बॅटरी स्वॅपिंग किंवा जलद चार्जिंगला प्राधान्य देतात.आणि त्यांची निवड त्यांच्या प्रत्येक साइटवर उपलब्ध असलेल्या विद्युत शक्ती आणि जागेवर अवलंबून बदलू शकते.

म्हणून, LHD उत्पादकांनी त्यांना निवडण्यासाठी लवचिकता प्रदान करणे महत्त्वाचे आहे.