골프 카트 리튬 배터리: 36V 대 48V 대 72V – 함정 방지

저는 현재 4년째 Polinovel에서 배터리 조달 업무를 담당하고 있습니다. 전압 선택에 대해 내가 아는 대부분은 다른 사람의 실수를 정리하면서 나온 것입니다. 이론도 아니고 스펙시트도 아닙니다. 누군가가 무엇이 잘못되었는지, 그리고 우리가 무엇이든 구할 수 있는지 알아내야 했기 때문에 실제로 실패한 배포가 내 책상에 떨어졌습니다.

 

따라서 차량 관리자가 어떤 전압을 선택해야 하는지 물을 때 저는 세 가지 옵션 모두에 대한 균형 잡힌 비교를 제공하지 않습니다. 나는 특별한 이유가 없는 한 48V를 사용하라고 말합니다. 그건 판매 홍보가 아닙니다. 제 처남이 전화해서 같은 질문을 하면 이렇게 말하겠습니다.-}장인-

12V 시리즈 연결 재해

전압 선택을 시작하기 전에 RFQ에 계속 나타나는 문제를 해결해야 합니다. 구매자는 Amazon에서 총 2,400달러에 12V 100Ah 리튬 배터리 4개를 보고 48V 시스템에 대한 거래를 찾았다고 생각합니다. 직렬로 연결하면 끝이죠?

잘못된. 각 12V 배터리에는 자체 BMS가 있습니다. 4개의 배터리는 서로 통신하지 않는 4개의 별도 관리 시스템을 의미합니다. 첫 번째 배터리가 완전히 충전되면 BMS가 차단됩니다. 전류가 전체 스트링을 통해 흐르는 것을 멈춥니다. 나머지 세 개의 배터리는 부분적으로 충전되어 있습니다.

몇 달 동안 이 작업을 수행하면 셀 전압이 완전히 다른 4개의 배터리를 갖게 됩니다. 용량 탱크. 범위는 시작한 것의 60% 정도까지 떨어집니다. 그런 다음 BMS 장치 중 하나가 셀이 너무 낮다고 판단하고 모든 것을 페어웨이 중간-에서 차단합니다.

나는 애리조나의 한 리조트가 정확히 이런 일을 겪는 것을 보았습니다. 카트 40개, 배터리당 $2,400, 설치 인건비 추가. 8개월째에는 전체 차량을 적절한 단일{4}}팩 48V 장치로 교체했습니다. 낭비되는 하드웨어, 이중 설치 및 가동 중지 시간을 합산하면 "절약" 비용은 약 45,000달러입니다.

Cartaholics의 포럼 사용자는 나보다 더 잘 표현했습니다.

왜 48V이고 다른 것들은 아닌지

골프카트 업계는 마케팅과 무관한 이유로 48V를 표준으로 정했다. Club Car, E{2}}Z-GO, Yamaha는 엔지니어링이 합리적이기 때문에 모두 48V로 전환했습니다.

48V에서는 36V에 비해 동일한 전력 출력에 대해 더 낮은 전류를 실행합니다. 전류가 낮다는 것은 케이블과 커넥터의 열이 적고 접촉기에 가해지는 스트레스가 적으며 모터 브러시의 수명이 길어진다는 것을 의미합니다. 1,500와트 부하는 48V에서 약 31A, 36V에서는 42A를 끌어옵니다. 그 차이는 수천 시간의 작동 시간에 걸쳐 더욱 커집니다.

그러나 차량 구매자에게 더 중요한 것은 48V 부품이 어디에나 있다는 것입니다. 컨트롤러가 화요일에 죽으면 목요일까지 세 곳의 다른 공급업체로부터 교체품을 받을 수 있습니다. 72V 시스템으로 시도해 보면 리드 타임이 일주일- 긴 전문 유통업체를 찾고 있는 것입니다. 저는 72V 부품이 도착할 때까지 하루 150달러에 가스 카트를 임대하는 운영 업체를 본 적이 있습니다.

16S LiFePO4 구성(직렬 16개 셀, 공칭 51.2V)은 전력, 가용성 및 안전성의 최적점을 제공합니다. 그것을 유지하는 데 있어서 이국적인 것은 없습니다. 귀하의 기술자는 이미 플랫폼을 알고 있을 것입니다.

36V가 실제로 의미가 있는 경우

36V가 쓸모없다는 말은 아닙니다. 올바른 적용을 위해서는 올바른 선택이며 비용도 저렴합니다.

아마도 150에이커 미만의 플랫 부동산입니다. 카트는 하루 최대 4시간 운행합니다. 1~2명의 승객이 있고 무거운 화물은 없습니다. 아무도 서두르지 않는 커뮤니티 셔틀. 주말이면 주인이 직접 꺼내가는 사유지.

이러한 조건에서 36V 100Ah 시스템(약 3.6kWh)은 평지에서 30~40마일의 범위를 제공합니다. 충분합니다. 그리고 동급의 48V 설정에 비해 카트당 $500~$800를 절약할 수 있습니다.

문제는 구매자가 실제로 48V가 필요한 애플리케이션에 대해 36V를 사양할 때입니다. 4명의 승객과 골프 가방을 36V 카트에 싣고 12% 경사를 가리키며 무슨 일이 일어나는지 지켜보세요. 모터 컨트롤러는 200A에 도달할 수 있는 전류 스파이크를 요구합니다. BMS가 150A 연속 정격인 경우 자체 보호를 위해 종료되거나(승객을 언덕 중앙에 좌초시키거나) 과전류를 허용하고 다음 달에 걸쳐 천천히 스스로 가열됩니다.

작년에 노스캐롤라이나의 언덕이 많은 지역의 부동산 관리자로부터 전화를 받았습니다. 그들은 판매자가 "주거용으로는 괜찮을 것"이라고 말했기 때문에 36V를 구입했습니다. 6개월이 지난 후 절반의 차량에서 BMS 오류가 발생했습니다. 카트는 평평한 구간에서는 괜찮게 달렸지만 누군가가 뒷산으로 지름길을 가려고 할 때마다 무언가가 고장났습니다.

팩을 48V로 교체하는 것 외에는 해결책이 없습니다. 그들은 상당한 비용과 당혹감을 안고 그렇게 했습니다.

72V 질문

차량 관리자는 때때로 72V가 심각하다는 것을 증명하는 프리미엄 옵션인 것처럼 묻습니다. 더 많은 볼트, 더 많은 전력이 더 좋을 것입니다.

대부분의 골프 카트 애플리케이션에서 72V는 과잉이므로 문제가 발생합니다.

예, 속도가 더 빨라집니다. 예, 언덕 등반은 수월합니다. 그러나 12V 액세서리용 호환 컨트롤러, 충전기 및 DC{4}}DC 컨버터를 고려하면 전체 시스템에 대해 40~60% 더 많은 비용을 지불하게 됩니다. 부품 소싱이 극적으로 좁아집니다. 그리고 관할권에 따라 72V 시스템에는 48V에서 발생하지 않는 추가 안전 프로토콜과 운영자 교육이 필요할 수 있습니다.

72V는 특정 애플리케이션에 적합합니다. 직원이 신속하게 지상을 커버해야 하는 500에이커가 넘는 대규모 부동산. 전체 교대 근무를 위해 언덕이 많은 지형을 가로질러 800+파운드의 장비를 운반하는 다용도 차량. 소유자가 특별히 최대 가속을 원하는 리프팅 성능 카트.

카트가 비교적 평평한 페어웨이를 가로질러 일반 속도로 대부분의 골퍼를 이동시키는 경우 48V는 이미 요구 사항을 초과합니다. 72V로 전환하면 사용되지 않는 기능을 구입하면서 유지 관리 복잡성과 부품 비용이 증가합니다.

72V가 나쁘다는 말은 아닙니다. 프리미엄을 수락하기 전에 귀하의 운영에 실제로 필요한지 확인하라고 말씀드리고 싶습니다.

수용력: 누구도 충분히 생각하지 못하는 변수

전압이 모든 관심을 끌고 있습니다. 용량 선택은 종종 나중에 고려하는 것으로 처리됩니다. 범위의 중간에 있는 항목을 선택하고 계속 진행하면 됩니다.

용량은 팩의 지속 시간에 직접적인 영향을 미치기 때문에 이는 실수입니다.

LiFePO4 셀은 특정 방전 심도에서의 사이클 수명 등급을 받았습니다. 80% DoD에서 3,000주기 등급의 팩은 정기적으로 50%까지만 방전하는 경우 5,000+ 주기를 제공합니다. 수학은 간단합니다. 얕은 사이클링은 수명이 길어진다는 의미입니다.

그렇다면 이것이 함대 사양에 대해 무엇을 의미합니까? 카트가 매일 평균 35마일을 운행하는 경우:

48V 60Ah 팩(2.88kWh)은 해당 거리를 커버하지만 매일 85~90%의 방전 심도로 작동합니다. 당신은 사이클 수명을 빠르게 불타고 있습니다.

48V 105Ah 팩(5.04kWh)은 DoD의 55~60%에서 동일한 일일 실행을 처리합니다. 용량 감소가 문제가 되기 전에 수년을 두 배로 늘릴 수 있습니다.

105Ah 팩은 선불 비용이 더 높습니다. 그러나 5년이 아닌 8년 동안 지속되면 연간 비용이 감소합니다. 이는 수명주기 비용이 아닌 구매 가격을 기준으로 평가하기 때문에 조달 팀이 때때로 건너뛰는 기본 차량 수학입니다.

그래도 균형추가 있습니다. 용량이 클수록 팩이 더 무거워집니다. 48V 150Ah 시스템의 무게는 60Ah 버전보다 약 60파운드 더 나갑니다. 언덕이 많은 지형에서는 추가 중량으로 인해 마일당 에너지 소비가 증가하여 용량 이점이 부분적으로 감소합니다.

일반 부동산의 경우: 용량을 적극적으로 늘리면 모든 이점을 얻을 수 있습니다.

언덕이 많은 부동산의 경우: 추가된 용량 증가가 중량 패널티로 인한 효율성 손실보다 더 큰 균형을 찾으십시오. 일반적으로 48V 시스템의 경우 100~120Ah 범위입니다.

충전기 문제

간단하기 때문에 짧게 설명하겠습니다. 하지만 이 문제는 사람들을 끊임없이 혼란스럽게 합니다.

납{0}}충전기는 리튬 배터리를 안전하게 충전할 수 없습니다. 전압이 "일치"하더라도.

충전 프로필은 근본적으로 다릅니다. 납{1}}충전기는 48V 시스템의 경우 최종 전압을 60V 이상으로 끌어올려 리튬 셀에 스트레스를 주고 성능 저하를 가속화합니다. 48V 팩에 대한 적절한 LiFePO4 충전은 55.2V와 56.8V 사이에서 종료됩니다. 정기적으로 58.4V를 초과하면 1~2년 내에 팩 수명이 눈에 띄게 단축됩니다.

모든 리튬 전환 예산에는 전용 리튬 충전기가 포함되어야 합니다. 이는 협상할 수 없습니다.- 공급업체에서 리튬 팩이 "기존 충전기와 호환됩니다"라고 말하면 부적절한 충전 프로필로 인한 손상을 보장하는 보증과 함께 이를 서면으로 기재하도록 요청하세요. 그들이 얼마나 빨리 후진하는지 보세요.

조정 가능한 전압 충전기를 사용하면 정확한 컷오프를 조정할 수 있는 유연성이 제공됩니다. 매일 전체 범위가 필요하지 않은 경우 최대 수명을 위해 55.2V로 충전하십시오. 몇 퍼센트의 추가 용량이 필요한 경우 56.8V로 높이십시오.

실제로 중요한 BMS 사양

배터리 공급업체를 평가할 때 대부분의 구매자는 용량, 전압, 가격을 고려합니다. BMS 사양은 데이터시트에 간략하게 설명되어 있지만 카트가 부하 상태에서 안정적으로 작동하는지 여부를 결정합니다.

연속 방전 전류: 이것이 BMS가 지속을 허용하는 것입니다. 수정되지 않은 표준 카트에는 최소 150A가 필요합니다. 더 큰 타이어를 장착한 리프트 카트나 다용도 차량에는 200A 이상이 필요합니다. BMS 등급이 애플리케이션 요구 사항보다 낮은 경우 부하가 걸리면 중단됩니다. 대개 최악의 순간에 발생합니다.

피크 방전 전류: 가속 및 언덕 출발 중 짧은-시간 동안 스파이크가 발생합니다. 표준 카트는 250A+ 피크를 끌어옵니다. 개조된 차량은 400A 이상으로 치솟을 수 있습니다. BMS는 실제 최대 수요보다 높은 여유 공간이 필요합니다. 그렇지 않으면 보호 종료가 발생합니다.

저온 보호: LiFePO4 셀을 영하에서 충전하면 영구적으로 손상됩니다. 양극에 리튬 도금이 형성되어 사라지지 않습니다. 고품질 BMS에는 화씨 32도 미만의 충전을 차단하는 온도 감지 기능이 포함되어 있습니다. 저예산 팩은 때때로 이를 건너뜁니다. 추운 기후에서 작동하는 경우 겨울이 투자를 파괴하기 전에 이러한 보호 기능이 있는지 확인하십시오.

셀 밸런싱 방법: 패시브 밸런싱은 높은 셀에서 과도한 전하를 열로 배출합니다. 작동하지만 에너지를 낭비하고 충전 중에만 균형을 유지합니다. 능동 밸런싱은 셀 간에 전하를 전송하고, 방전 중에도 작동하며, 팩 수명 동안 더욱 긴밀한 균형을 유지합니다. 활용도가 높은 차량 애플리케이션의 경우 액티브 밸런싱을 통해 사용 가능한 팩 수명이 눈에 띄게 늘어납니다.

배터리 사양 시트뿐만 아니라 공급업체로부터 실제 BMS 사양 시트를 받으십시오. 그들이 정보를 제공할 수 없거나 제공하지 않을 경우, 이는 그들이 무엇을 숨기고 있는지 알려줍니다.

리튬 대 납-산 비용의 실수

리튬과 납{0}}의 초기 비용 차이는 실제입니다. 48V 납{3}}설정 가격은 $800~$1,500입니다. 리튬 등가물 가격은 $2,000~$3,500입니다. 구매 가격에 초점을 맞춘 조달 팀은 델타를 확인하고 납산에 도달합니다.{11}}

그러나 구매 가격은 장비 수명 주기 동안 실제로 지불하는 가격이 아닙니다.

상업용 골프 카트 응용 분야에 사용되는 납{0}}배터리는 사이클링 강도에 따라 3~5년 동안 지속됩니다. 일부 차량은 성능이 허용할 수 없을 정도로 저하되기 때문에 3년 후에 교체됩니다. 이는 10년의 소유 기간 동안 2~3개의 배터리를 구매한다는 의미입니다.

적절한 DoD 관리를 갖춘 리튬 팩은 일반적으로 10년을 초과합니다. 한 번의 구매.

납{0}}은 매주 유지관리가 필요합니다. 급수, 터미널 청소, 균등화 비용. 올바르게 수행하고 있다면 일주일에 카트당 15~20분 정도 소요됩니다. 50주 이상은 연간 카트당 12~17시간의 노동 시간입니다. 완전히 로드된 시간당 $15의 경우 배터리 유지 관리에만 카트당 연간 $180~$250를 지출하게 됩니다.

리튬에는 그 어느 것도 필요하지 않습니다. 유지 관리 노동이 필요하지 않습니다.

에너지 효율 차이를 추가합니다. 리튬 팩은 내부 저항이 낮으며 납산처럼 충전 비효율성으로 인해 전력을 낭비하지 않습니다.- 전기 요금 및 활용도에 따라 리튬은 카트당 연간 30~60달러의 전력 비용을 절약합니다.

10년 동안의 관점을 종합해 보면 다음과 같습니다.

카트당 납-산:

• 초기 팩: $1,200
• 4년차 교체: $1,200
• 7년차 교체: $1,200
• 유지보수 인건비(10년): $2,000
• 충전기 교체: $300
• 총액: 약 $5,900

카트당 리튬:

• 초기 팩: $2,800
• 리튬 충전기: $400
• 유지관리: $0
• 에너지 절약: -$400
• 총액: 약 $2,800

리튬 옵션 비용은 소유 기간 동안 절반 미만입니다. 그리고 이는 운영상의 이점을 고려하지 않은 것입니다. 납산 고갈로 인한 중간-고장-, 토요일 유지 관리 교대 근무, 추적할 급수 일정이 없습니다.

플로리다의 Beach Bums Golf Car Rentals는 2021년에 65개의 렌탈 카트를 리튬으로 전환한 경험을 기록했습니다. 렌탈에서는 사이클 배터리를 사용하기가 어렵기 때문에 1~2년마다 납산 팩을 교체해 왔습니다. 매주 전 직원을 동원했던 토요일 유지 관리 루틴이 완전히 사라졌습니다. 대여 중에 카트가 죽어가는 것에 대한 고객 불만-이 전혀 발생하지 않았습니다. 이 회사는 실제로 납산 범위가 지원할 수 없는 -하루 종일 렌탈 서비스를 제공하여{10}}새로운 수익을 창출했습니다(golfcaradvisor.com).

차량 전환 ROI

납산에서 리튬 전환을 평가하는 20-카트 차량의 경우 일반적으로 계산 방법은 다음과 같습니다.

일회성- 투자:
리튬 팩(20 × $2,800): $56,000
리튬 충전기(10개 × $400): $4,000
설치 인건비(20 × $200): $4,000
더 적음: 납산 장비의 잔존 가치-: -$3,000
순투자: 약 $61,000

연간 운영 절감액:
유지 관리 인력 제거: $4,000
회피된 교체 준비금(연간 교체에 ~$8,000를 지출했을 것임): $8,000
에너지 비용 절감: $800
연간 총 절감액: 약 $12,800

투자 회수 기간: 5년 미만

투자 회수 후 함대는 리튬 팩이 결국 교체가 필요할 때까지 이러한 절감 효과를 무기한 확보합니다. 이는 DoD가 합리적으로 관리된다면 10년 이내에는 발생하지 않을 것입니다.

이 계산은 인건비, 전기요금, 차량의 주기 정도에 따라 달라집니다. 활용도가 높은-상업 운영으로 더 빠른 투자 회수가 가능합니다. 활용도가 낮은-개인 차량은 시간이 더 오래 걸립니다. 그러나 대부분의 상용 응용 분야에서 리튬 전환은 운영상의 개선 사항을 계산하기도 전에 재정적으로 지출됩니다.

서명하기 전에 확인할 사항

나는 체크리스트를 작성할 만큼 여러 번 화상을 입었습니다. 복잡하지는 않지만 실제로 문제를 일으키는 내용을 다룹니다.

첫째: 팩이 여러 개의 작은 배터리가 함께 포장된 것이 아니라 통합 BMS가 포함된 단일 통합 장치인지 확인합니다. 직접 물어보세요. 대답이 모호하면 떠나세요.

둘째: BMS 사양을 서면으로 받아보세요. 연속 및 최고 방전 등급. 온도 보호 임계값. 셀 밸런싱 유형. 공급업체가 이 문서를 제공할 수 없으면 품질 관리가 의심스러운 것입니다.

셋째: 인증을 확인합니다. 경전기차용 UL 2271. 운송 안전에 관한 UN 38.3. 단순한 청구가 아닌 실제 인증서를 요청하세요. UL은 귀하가 확인할 수 있는 공개 데이터베이스를 유지관리합니다.

넷째: 보증 조건을 이해하십시오. 용량 저하는 어떻게 측정되나요? 설치가 무효화되는 보증-은 무엇인가요? 실패 후 제외를 발견하기 전에 구체적인 답변을 얻으십시오.

다섯째: 10개 이상의 주문에 대해서는 파일럿 프로그램을 추진하세요. 2~3개의 카트가 전체 투입 전 60~90일 동안 실제 경로를 운행합니다. 자사 제품에 자신감이 있는 공급업체라면 누구나 이를 수용할 것입니다. 대량 약속을 미리 고집하는 사람들은 비교를 피해야 할 이유가 있을 수 있습니다.

전압 결정이 중요합니다. 용량 결정이 중요합니다. 하지만 사양을 뒷받침할 수 없는 공급업체로부터 제품을 구매하는 경우에도 문제가 되지 않습니다. 이 업계의 품질 차이는 엄청납니다. 구매하기 전에 하는 숙제에 따라 전환이 성공할지 아니면 값비싼 교훈이 될지 결정됩니다.

나는 Polinovel에서 일하고 있으므로 적절한 맥락에서 내 관점을 취하십시오. 하지만 나는 6개월 후 보증 분쟁으로 이어지는 판매에서 승리하기보다는 솔직하게 말해서 판매에서 패하는 편이 낫습니다. 여기서 기술적인 사항은 어떤 배터리를 구입하든 관계없이 적용됩니다.

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