Amp Hours to Watt Hours. Ամբողջական փոխակերպման ուղեցույց
Անցյալ տարվա երրորդ եռամսյակում մենք կորցրեցինք սառը պահեստավորման AGV նախագիծը: Հաճախորդի ինժեները պնդում էր, որ իրական Wh-ը վերահաշվարկվի՝ օգտագործելով 80% DoD գումարած իրենց ջերմաստիճանի նվազեցման գործակիցը: Մենք ուղղակիորեն մեջբերում էինք արել՝ օգտագործելով արտադրողի գնահատված 100Ah 12V-ը, և ստացանք մոտ 15% զեղչ:
Անկեղծ ասած, ես կարծում էի, որ այն ժամանակ նրանց հաշվարկները չափազանց պահպանողական էին: Հետ նայելով, նրանց ջերմաստիճանի ուղղումը իսկապես ագրեսիվ էր, բայց մենք արդեն կորցրել էինք հայտը-ճիշտ կամ սխալ վիճելը անիմաստ էր: Այդ ժամանակվանից ի վեր, մենք պահանջում ենք, որ բոլոր գնանշումները ներառեն չափաբաժինների հաշվարկման աշխատանքային թերթիկ, և այն պետք է անցնի ինժեներական նախքան ֆինանսական տնօրենի ստորագրումը: Գործընթացն ավելի հոգնեցուցիչ է, բայց գոնե նման հիմնական սխալների պատճառով մենք նորից գործարքներ չենք կորցնի:
Այս փորձառությունն ինձ ստիպեց հասկանալ մի բան. մարդկանց մեծամասնությունը վերաբերվում է Ah-ին Wh-ի փոխակերպմանը, ինչպես միջին դպրոցի մաթեմատիկայի-Wh-ը հավասար է Ah-ի անգամ V-ի, ավարտված է: Բայց յուրաքանչյուր ոք, ով իրականում գնումներ է կատարում, գիտի, որ այս «պարզ բանաձևի» հետևում թաքնված են բազմաթիվ թակարդներ:
Սկսենք հենց բանաձևից
Wh=Ah × V, ճիշտ է: 100Ah մարտկոցը 12 Վ նոմինալով տալիս է 1200Wh:
Բայց այդ 12 Վ-ն անվանական լարումն է։ Իրական շահագործման ընթացքում լարումը տատանվում է 10,5 Վ-ից 14,4 Վ-ի միջև: Ո՞ր թիվն եք օգտագործում:
Մեր ներկայիս մոտեցումն է օգտագործել միջին-լիցքաթափման լարումը-փաստացի լարումը մոտավորապես միջին SOC-ում: LFP-ի համար մենք սովորաբար օգտագործում ենք 12,8 Վ 12 Վ-ի փոխարեն, ինչը ձեզ տալիս է 6,7% ավելի շատ էներգիա: Շատ բան չի թվում, բայց 50 վերելակների համար դա իրական փող է:
Ավելի ճշգրիտ մեթոդ է լիցքաթափման կորի ինտեգրումը` կուտակելով Ah-ը` բազմապատկելով ակնթարթային լարման V(t): Տեսականորեն ամենաճշգրիտը, բայց անկեղծ ասած, մենք հազվադեպ ենք դա անում իրական նախագծերում-չափազանց ծանր, և շատ մատակարարներ չեն կարող նույնիսկ ապահովել լիցքաթափման ամբողջական կորեր:
Դաս անցյալ տարվա AGV նախագծից
Վերադարձ դեպի այդ կորած նախագիծը։ Մենք գնահատեցինք երեք մատակարարների, և ահա թե ինչպես է այն երևում.
Մատակարար Ա
Սահմանված վաճառող-առաջատար-թթու, 12.0V/100Ah գնանշված է $178.50, ներառյալ հարկը, 60-օրվա վճարման պայմանները, մեկշաբաթյա առաքումը: Լավ հարաբերություններ, ինչ-որ մեկին զանգահարել, երբ ամեն ինչ սխալ է ընթանում:
Մատակարար Բ
Նոր LFP վաճառող-12.8V/100Ah գնանշված է $423, ներառյալ հարկը, պահանջվում է 30% ավանդ, 8 շաբաթ ժամկետով: Տեխնիկական աջակցության արձագանքը պատշաճ էր:
ՄատակարարC
Նաև LFP-13.2V/100Ah գնանշված է $389, նույնպես պահանջվում էր ավանդ, բայց ժամկետը 16 շաբաթ էր: Sales-ն ասաց, որ դա սակարկելի է, բայց պարզվեց, որ դա BS է:
Նայելով զուտ $/Wh:
Մատակարար A՝ $178,50 ÷ 1200Wh=$0,149/Wh
Մատակարար B՝ $423 ÷ 1280Wh=$0,330/Wh
Մատակարար C՝ $389 ÷ 1320Wh=$0,295/Wh
Մատակարար C-ն ամենալավ գործարքն է թվում, չէ՞: Բայց մենք չկարողացանք սպասել 16 շաբաթ-նախագծի ուշացումները նշանակում էին շաբաթական հինգ-տուգանք: Մենք ի վերջո մեջբերումներ արեցինք մատակարար B-ից, և հաճախորդը օգտագործեց մատակարար C-ի տվյալները՝ պնդելու համար, որ մեր չափերը սխալ էին:
Կողմերից ոչ մեկը իրականում հաշվարկային սխալներ չի թույլ տվել-ենթադրությունները տարբեր էին: Մենք օգտագործեցինք անվանական լարման գումարած ստանդարտ DoD; նրանք օգտագործել են չափված միջին-կետային լարումը, գումարած ագրեսիվ նվազեցումը: Ինչպե՞ս եք նույնիսկ վիճում այս մասին: Տեխնիկապես երկուսն էլ կարող են արդարացված լինել. կոմերցիոն առումով, ով պարտվում է, ընդունում է այն։
Ինչու ես հիմա ավելի շատ կենտրոնանում եմ Wh-ի, քան Ah-ի վրա
Ah-ը որպես չափիչ ունի մեծ խնդիր. այն չի արտացոլում էներգիան, միայն լիցքավորումը:
Բոլոր 100Ah-ով գնահատված մարտկոցների համար.
| Տեսակ | Անվանական լարում | Հաշվարկված Wh | Մոտավոր Օգտագործելի |
|---|---|---|---|
| Հեղեղված կապարի-թթու | 12.0V | 1200 | ~500-600 |
| AGM | 12.0V | 1200 | ~550-650 |
| LFP | 12.8V | 1280 | ~950-1050 |
| LFP | 13.2V | 1320 | ~1000-1100 |
Ինչո՞ւ է կապարի-թթվի օգտագործելի հզորությունը կեսից պակաս: DoD-ը սահմանափակվում է 50%-ով, հակառակ դեպքում ցիկլի կյանքը կտրուկ նվազում է: LFP-ն կարող է լիցքաթափվել մինչև 80% կամ նույնիսկ 90%՝ պահպանելով ցիկլի կյանքը:
Այս տարբերությունը հաճախ անտեսվում է մեջբերումների փուլում: Ֆինանսական տնօրենը տեսնում է կապարի-թթուն $180-ի դիմաց LFP-ի $400-ի դիմաց, և առաջին արձագանքը «ավելի քան կրկնակի թանկ է»: Բայց եթե դուք հաշվարկում եք իրական օգտագործելի էներգիան, կապարի-թթուն մոտ $0,30/Wh է, LFP-ն մոտ $0,38/Wh-այդ բացն այնքան էլ կտրուկ չէ: Գործոնը փոխարինող ցիկլերում, և LFP-ն իրականում ավելի էժան է:
Իհարկե, դա կախված է կոնկրետ դիմումից: Մեկ-հերթափոխով, թեթև-սցենարների դեպքում կապարի-թթուն կարող է իսկապես ավելի խնայող լինել-LFP-ին մղելու կարիք չկա:
Ջերմաստիճան. փոփոխական, որը շատերը թերագնահատում են
Մենք ունենք մի հաճախորդ Վիսկոնսինում, ով զբաղվում է սառը շղթայով-նրանց պահեստը գտնվում է շուրջ 40 ° F տարին-կլոր տարիքում, ձմռանը իջնում է 20 ° F-ից ցածր: Նրանք նախկինում օգտագործում էին AGM մարտկոցներ և ստիպված էին դրանք փոխարինել 14 ամիս հետո, երբ հզորությունը իջավ անվանական-ամբողջովին անօգտագործելիի 60%-ից ցածր:
LFP-ին անցնելուց հետո՝ 26 ամիս նույն միջավայրում և դեռ 90%-ից բարձր հզորություն: Այս գործի ROI-ն հիանալի տեսք ունի, բայց ես պետք է հստակ լինեմ. սա լավագույն-դեպքի սցենարն է-սառը շղթան LFP-ի քաղցր կետն է:
Ահա մոտավորապես, թե ինչպես է ջերմաստիճանը ազդում հզորության վրա (սա մեր փորձարկման տվյալներն են. տարբեր արտադրողները տարբեր կլինեն).
| LFP | AGM | |
|---|---|---|
| 77 աստիճան F / 25 աստիճան | 100% | 100% |
| 60 աստիճան F / 15 աստիճան | 94-97% | 85-90% |
| 40 աստիճան F / 4 աստիճան | 85-90% | 70-80% |
| 20 աստիճան F / -7 աստիճան | 70-78% | 55-65% |
| 0 աստիճան F / -18 աստիճան | 50-60% | 35-45% |
Ինչպես տեսնում եք, երբ ջերմաստիճանը նվազում է, մարտկոցների երկու տեսակների միջև բացը մեծանում է: Սառը պահեստավորման ծրագրերում LFP-ի առավելությունը նշանակալի է:
Բայց նկատի ունեցեք,-սա լիցքաթափման արդյունավետություն է: LFP-ի ցածր-ջերմաստիճանի լիցքավորումը ևս մեկ որոգայթ է: 0 աստիճանից ցածր լիցքավորումը առաջացնում է լիթիումի ծածկույթ, և շատ BMS համակարգեր պարզապես արգելափակում են լիցքավորումը: Հաճախորդները բողոքում էին դրա մասին՝ ասելով, որ մարտկոցը կոտրվել է-դա իրականում գործարկվել է BMS պաշտպանության մեխանիզմը: Վաճառքները ակտիվորեն չեն ասի ձեզ սա:
Ինչպես հաշվարկել TCO-ն
Ես ունեմ տվյալներ երկու համեմատելի նավատորմից: Մենք հնարավորինս վերահսկում էինք փոփոխականները, սակայն հաճախորդի գործառնությունների մեջ դեռևս կան տարբերություններ-վերցրեք տվյալները միայն որպես հղում:
Ա նավատորմ. 20 բեռնատար, կապար-թթվային, 2 հերթափոխով աշխատանք
1-ին տարվա սպասարկման աշխատանքները հիմնված են բավականին ճշգրիտ ժամանակային քարտերի գրառումների վրա՝ $18.2K: 2-րդ տարուց հաճախորդը փոխեց կապալառուներին, և մենք ունենք միայն հաշիվ-ապրանքագրերի ընդհանուր գումարներ, որոնք կարող են ներառել այլ ապրանքներ-ավելի քիչ ճշգրիտ:
Անգործության ծախսերը ամենադժվարն է հաշվարկելը: Մենք գնահատել ենք՝ հիմնվելով մարտկոցի մեկ փոխանակման համար 30 րոպեի վրա՝ բազմապատկած ժամային աշխատանքի դրույքաչափով: Այս թիվը շատ պահպանողական է. արտադրողականության իրական ազդեցությունը, հավանաբար, ավելի բարձր է, բայց ճշգրիտ քանակական գնահատում չի կարող լինել:
Էլեկտրաէներգիան չափվում է 1-ին տարվա համար, գնահատվում է 5% աճ 2-րդ և 3-րդ տարիների համար:
Կոպիտ թվեր.
Տարի 1. մարտկոց 72 հազար դոլար + սպասարկում ~ 18 հազար դոլար + էլեկտրաէներգիա ~ 8,5 հազար դոլար + անսարքություն ~ 31 հազար դոլար=~ 130 հազար դոլար
Տարի 2. Տեխնիկական սպասարկում ~ 20 հազար դոլար + Էլեկտրաէներգիա ~ 9 հազար դոլար + անսարքություն ~ 34 հազար դոլար=~ 63 հազար դոլար
Տարի 3. մարտկոցի փոխարինում 54 հազար դոլար + սպասարկում ~ 21 հազար դոլար + Էլեկտրաէներգիա ~ 9,5 հազար դոլար + անսարքություն ~ 37 հազար դոլար=~ 122 հազար դոլար
Երեք-տարվա ընդհանուր մոտ $315K, չհաշված մարտկոցի օդորակման և հատակի տարածքի ծախսերը:
Նավատորմ B. 20 բեռնատար, LFP, 2 հերթափոխով շահագործում
1-ին տարի նախնական ներդրում $168K, որից հետո հիմնականում նվազագույն սպասարկում և էլեկտրաէներգիա:
Տարի 1. մարտկոց $168K + տեխնիկական սպասարկում ~$2,5K + Էլեկտրաէներգիա ~$6K=~$177K
Տարի 2. Տեխնիկական սպասարկում ~$2,5K + Էլեկտրաէներգիա ~$6K=~$8,5K
Տարի 3. տեխնիկական սպասարկում ~2,5 հազար դոլար + Էլեկտրաէներգիա ~ 6,5 հազար դոլար=~ 9 հազար դոլար
Երեք-տարվա ընդհանուր մոտ $195K:
Խնայվել է մոտ 120 հազար ԱՄՆ դոլար՝ ընդհուպ 14-ից 16 ամիսների ընթացքում՝ կախված նրանից, թե ինչպես եք հաշվարկում պարապուրդի ծախսերի մասը:
B նավատորմը այժմ ունի 38 ամիս և դեռ 87% հզորություն: Ելնելով այս դեգրադացիայի կորից, ևս 3 տարի խնդիր չպետք է լինի: Ա նավատորմն արդեն անցել է մարտկոցի փոխարինման մեկ շրջան և մոտ է մյուսի կարիքը:
Տարողությունների չափման որոգայթներ
Ես տեսել եմ, որ շատ գնումներ կատարող մարդիկ «անվտանգության» համար չափազանց մեծ չափերի են թողել մարտկոցները: 100Ah-ը բավական կլինի, բայց նրանք գնում են 200Ah: Հասկանալի մտածելակերպ, բայց այս մոտեցումը խնդիրներ ունի LFP-ի հետ:
LFP-ն չի սիրում երկարաժամկետ-բարձր SOC-ում մնալ: Մենք ունեինք հաճախորդ, ով 40%-ով չափից դուրս էր՝ կարծում էր, որ դա պահպանողական է: Երկու տարի անց նրանց հզորության պահպանումն իրականում ավելի վատ էր, քան սովորական չափի մարտկոցները: BMS-ի գրանցամատյանները ստուգելը ցույց տվեց, որ մարտկոցները մշտապես գտնվում են SOC-ի 75%-ից բարձր, հազվադեպ՝ խորը-լիցքաթափված:
Երկարաժամկետ-բարձր լարման վրա լողացող բջիջները փաստացի արագացնում են օրացուցային ծերացումը:
Չափերի չափման մեր ներկայիս սկզբունքը. աշխատել հետընթաց 70-80% DoD-ից ամենավատ-դեպքերի պայմաններում. 15-20% մարժա բավարար է, մի ագահացեք:
Ահա, թե ինչպես կարելի է հաշվարկել (օգտագործելով փաստացի նախագիծը որպես օրինակ).
- Նախ, որոշեք էներգիայի պահանջարկը: Ասենք, որ սարքավորումը 6 ժամ շարունակ աշխատում է 500 Վտ հզորությամբ-դա 3000 Վտժ հումքի պահանջն է:
- Այնուհետև ավելացրեք թերացում: Ներքին մասում մենք օգտագործում ենք 0,65 գործակից պահեստային կիրառությունների, ծածկույթի ջերմաստիճանի, C- արագության, ծերացման և այլնի համար: Սառը պահեստավորման համար մենք օգտագործում ենք 0,55,3000Wh ÷ 0.65=4615Wh:
- Ավելացնել գործառնական մարժան 15%.4615Wh ÷ 0.85=5430Wh
- 12.8V անվանական:5430 ÷ 12.8=424Ահ.
Այսպիսով, որոշակի-իմաստուն ընտրեք 450Ah կամ 500Ah կոնֆիգուրացիա:
Այս մեթոդը չի համապատասխանում յուրաքանչյուր սցենարի, բայց այն ավելի հուսալի է, քան ուղղակիորեն գնահատված արժեքներից չափագրելը:
Պեյկերտի էֆեկտը
Ես չէի պատրաստվում գրել այս բաժինը, քանի որ այն նվազագույն ազդեցություն ունի LFP-ի վրա, բայց քանի որ սա ամբողջական ուղեցույց է, որը արժե նշել:
Կապարի-թթվային մարտկոցները ցույց են տալիս հզորության զգալի նվազում C-բարձր արագությամբ-սա կոչվում է Peukert էֆեկտ: 100Ah AGM մարտկոցը լիցքաթափված 1C (100A) ջերմաստիճանում կարող է ապահովել միայն 55-60Ah: Արտադրողի տվյալների աղյուսակի թվերը հիմնված են C/20 կամ C/10 թեստավորման վրա՝ հեռու իրական օգտագործումից:
LFP-ի Peukert ցուցիչը մոտ 1.02-1.05 է, էապես աննշան: Անկախ նրանից, թե դուք լիցքաթափում եք 0,5C կամ 1C ջերմաստիճանում, հզորությունը տարբերվում է ընդամենը մի քանի տոկոսով:
Այսպիսով, եթե ձեր հավելվածը ներառում է բարձր-ընթացիկ պոռթկումներ-AGV արագացում, բեռնատարի բարձրացում և այլն:-կապար թթվի գնահատված հզորությունը պարզապես հղման թիվ է. այն, ինչ դուք իրականում ստանում եք, կախված է աշխատանքային ցիկլից: LFP-ի գնահատված հզորությունը համեմատաբար հուսալի է:
Ինչ պետք է դիտել մատակարարների հետ
Ես այստեղ որևէ կոնկրետ մատակարարի խորհուրդ չեմ տա կամ վատաբանում եմ: Յուրաքանչյուրն ունի դրական և բացասական կողմեր, և մեր կիրառման սցենարները կարող են չկիրառվել ձեր վրա:
Բայց կան մի քանի բաներ, որոնք կարող եմ կիսվել.
- Այժմ շուկայում մարտկոցների փաթեթների մատակարարների համար բջիջները գալիս են ընդամենը մի քանի աղբյուրներից: CATL, BYD, GOTION, EVE-այս առաջատար խաղացողները կազմում են շուկայի մասնաբաժնի մեծ մասը: Այսպիսով, դուք հաճախ չեք համեմատում բջջային որակը, այլ BMS դիզայնը և փաթեթի ինտեգրման հնարավորությունը:
- Մատակարարներից արտահոսքի կորեր խնդրելիս պահանջեք առնվազն երեքը՝ 0.2C, 0.5C, 1C: Շատ ավելի փոքր վաճառողներ չեն կարող դրանք արտադրել կամ ձեզ տալ գծապատկերներ, որոնք ակնհայտորեն պատճենված են մեկ ուրիշից: Ավելի մեծ վաճառողները սովորաբար նախ հարցնում են ձեր կոնկրետ հավելվածի մասին, այնուհետև տրամադրում են նպատակային փորձարկման տվյալներ:
- Տեխնիկական հարցերին տեղում չպատասխանելու վաճառքը շատ բան չի նշանակում: Կարևորն այն է, թե արդյոք դուք կարող եք օգտագործել օգտագործելի տվյալներ 72 ժամվա ընթացքում: Իրական կարմիր դրոշը ռադիոյի լռությունն է հարցնելուց կամ ընդհանուր շուկայավարման նյութերի կույտ ստանալուց հետո:
- Ուշադիր կարդացեք երաշխիքային պայմանները: Շատ վաճառողներ գրում են «10 տարի կամ 4000 ցիկլեր», բայց նուրբ տպագիրն ունի թողունակության սահմանափակումներ, որոնք կարող են հասնել 6 տարի: Ոմանք սահմանում են ցիկլերը անհեթեթ ձևերով-10% DoD և 90% DoD համարվում են նույն ցիկլը, որը նման երաշխիքներ էապես անարժեք է դարձնում:
- UL 9540A ջերմային փախուստի փորձարկման տվյալներ-օրինական LFP վաճառողները պետք է ունենան դրանք: Նրանք, ովքեր տատանվում են և ասում «մենք կարող ենք թեստավորում կազմակերպել», կամ չեն թեստավորել, կամ թեստավորվել են անբարենպաստ արդյունքներով։
Վերջնական մտքեր
Ah to Wh փոխարկումն ինքնին դժվար չէ: Դժվարը իմանալն է, թե որ թվերն օգտագործել և ինչպես մեկնաբանել արդյունքները:
Հատուկ թերթիկի համարները մեկնարկային կետն են, ոչ թե պատասխանը: 100 Աժ հզորությամբ բոլոր մարտկոցները կարող են շատ տարբեր իրական էներգիա մատակարարել տարբեր լարման, քիմիայի և աշխատանքային պայմաններում:
Այն որոգայթները, որոնց մենք հանդիպել ենք, հիմնականում վերը նշված են: Յուրաքանչյուր նախագիծ տարբեր է, և կոնկրետ հարցերը կոնկրետ վերլուծության կարիք ունեն: Ազատորեն կարող եք գտնել ինձ LinkedIn-ում, որպեսզի զրուցեմ նմանատիպ չափերի հարցերի շուրջ-հնարավոր է, որ չունենան բոլոր պատասխանները, բայց ուրախ եմ կիսվել որոշ տեսակետներով:
