직렬 및 병렬 배터리 배선: 전체 가이드

중서부 저온 유통 시설에서 3주 전에 리튬 전환 실패에 관해 우리에게 전화했습니다. 그들은 18개월 전에 다른 공급업체로부터 31팩을 구입했습니다. 사양서는 괜찮아 보였습니다.. 48V, 314Ah, LiFePO4, CE 마크. 조달팀은 그들이 모든 것을 다룰 것이라고 생각했습니다.

 

14개 팩은 이미 용량의 80% 미만이었습니다. 공급업체는 가격 우위를 확보하기 위해 16S 패시브 밸런싱을 사용했습니다. 시설은 3교대로 운영되었습니다.기회 충전. 패시브 BMS는 이러한 종류의 사이클링에서는 셀 균형을 유지할 수 없습니다. 각 충전은 가장 약한 세포가 떨어지기 시작할 때까지 불균형을 더욱 악화시켰습니다.

 

그들이 기다리는 동안 3주 동안 새 팩, 신속한 화물 운송, 인력 설치, 트럭 임대가 이루어졌습니다. 처음부터 올바른 구성을 지정한 경우보다 총 피해액이 4만-7,000달러 더 늘어났습니다. 그건 품질 문제가 아닙니다. 이는 사양 문제이며 조달 팀이 내부 배터리 아키텍처에 대해 어떤 질문을 해야할지 모르기 때문에 지속적으로 발생합니다.

사양서와 현실 사이의 격차

전압과 용량은 대부분의 RFQ에서 중점을 두는 부분입니다. 때로는 사이클 수명. 어쩌면 인증. 내부 셀 아키텍처는 거의 나타나지 않습니다.

그러나 누군가가 더 높은-전압 NMC 화학 물질을 사용하는 경우 48V 배터리는 다양한 방법으로 제작할 수 있습니다.. 15S 표준 LFP 셀 사용. 16S 공칭 51.2V용. 14S. 종이에는 동일한 헤드라인 번호가 있지만 현장에서는 완전히 다른 행동을 보입니다. 다양한 BMS 요구 사항. 다양한 충전 프로필. 문제가 발생할 경우 다양한 실패 모드.

시리즈 구성에서 실제로 일어나는 일

직렬 스트링의 모든 셀은 동일한 전류를 전달합니다. 기본 전기 이론처럼 들리네요. 실질적인 결과는 하나의 약한 세포가 전체 무리를 탱크로 삼는다는 것입니다. 16S 설정에서는 성능이 저하된 셀 하나가 낮은-전압 차단에 도달하면 BMS가 모든 연결을 끊습니다. 트럭이 통로 중간에-멈춥니다. 3교대-교대 근무 일정을 엄격하게 운영하는 시설에서는 지속적으로 발생합니다.

하지만 더 높은 전압에는 실질적인 이점이 있습니다. 80V 지게차 시스템은 모터에 동일한 전력을 공급하기 위해 48V보다 40% 적은 전류를 끌어옵니다. 전류가 적다는 것은 더 작은 케이블을 사용할 수 있다는 것을 의미합니다. 커넥터의 열이 적습니다. 시간이 지남에 따라 배선 하니스의 마모가 줄어듭니다. 이유가 있어요대형-카운터밸런스 트럭6,000lb 용량 등급을 초과하면 80V 플랫폼을 사용하십시오.

 

병렬 구성은 그렇지 않을 때까지 단순해 보입니다.

병렬 배선은 전압을 일정하게 유지하면서 용량을 추가합니다. 그것이 더 쉬운 선택이라고 생각할 것입니다.

 

병렬 스트링 간의 현재 공유로 인해 작동 후 몇 달이 지나야 나타나는 문제가 발생합니다. 동일한 생산에서 나온 셀이라도 내부 저항에는 약간의 차이가 있습니다. 저항이 낮은 스트링은 자연스럽게 더 많은 전류를 끌어옵니다. 더 빨리 마모됩니다. 자체적으로 발생하는 것보다 더 일찍 실패합니다.

 

작년에 한 스트링이 다른 스트링보다 40% 더 많은 사이클을 기록한 병렬 팩을 보았습니다. 동일한 셀, 동일한 BMS, 동일한 트럭. 스트링마다 케이블 길이가 다릅니다. 케이블이 짧을수록 저항이 낮아서 매 사이클마다 스트링이 더 열심히 작동했습니다. 고객은 마모된 끈이 고장났음을 알게 되었고 제조상의 결함이 아니기 때문에 보증이 거부되었습니다. 설치 프로그램이 바로가기를 사용했습니다.

 

좋은 병렬 설치는 동일한 로트와 동일한 길이의 케이블에서 일치하는 셀을 사용하는 것입니다.- 시간이 더 걸립니다. 비용이 더 많이 듭니다. 많은 애프터마켓 배터리 상점에서는 이를 건너뜁니다.

차량 전환의 실제 수치

우리는 43개 고객 차량에서 데이터를 가져왔습니다.납산에서{0}}리튬으로 전환지난 몇 년 동안. 결과는 두 개의 명확한 그룹으로 나뉩니다.

실제 작동 방식에 맞게 구성한 차량의 투자 회수 기간은 26~31개월이었습니다. 배터리 수명은 8년 이상으로 예상됩니다.

주로 가격 및 사양표 번호를 기준으로 구매한 차량은 초기에 19-개월 투자 회수를 예상했습니다. 용량이 예상보다 빠르게 감소했기 때문에 실제 투자 회수 기간은 40개월이 넘었습니다.

이 그룹 간의 차이점은 균형 잡힌 아키텍처로 귀결되었습니다.액티브 셀 밸런싱구매 시 팩당 800~1200달러 정도 더 비쌉니다. 충전 및 방전 중에 지속적으로 셀 간에 에너지를 재분배합니다. 패시브 밸런싱은 충전 중에 높은 셀을 제거합니다. 밤새 요금을 전액 청구하는 경우에는 잘 작동합니다. 교대근무 사이에 충전할 기회가 있을 때 무너집니다.

20대의-트럭이 2교대로 운행됩니다. 활성 BMS 사양은 초기 비용에 2만 달러를 추가합니다. 해당 팩은 용량이 80%로 떨어지기 전에 4,000사이클에 도달합니다. 동일한 듀티 사이클에서 패시브 시스템은 대략 2,400개를 얻습니다. 7-년 동안 활성 차량은 배터리를 한 번 교체합니다. 패시브 함대는 두 가지를 수행합니다. 2만 개의 추가 선불 비용으로 장비 수명 기간 동안 약 7만{12}}을 절약할 수 있습니다.

아무도 경고하지 않는 BMS 호환성 문제

현대식 지게차는 배터리와 대화하고 싶어합니다. 대시보드의 충전 상태. 뭔가 잘못되었을 때의 오류 코드입니다. 때로는 통신이 끊어지면 트럭이 작동하지 못하게 하는 인터록 기능이 있습니다.

BMS트럭 관제사와 동일한 프로토콜을 사용해야 합니다. 크라운은 한 가지를 사용합니다. Toyota는 다른 것을 사용합니다. 예일은 또 다르다. Crown 트럭과 완벽하게 통합되는 팩을 구입하면 Toyota에 지속적인 오류가 발생할 수 있습니다.

우리는 여러 OEM 브랜드를 사용하는 고객을 대상으로 비공식 설문조사를 실시했습니다. 애프터마켓 리튬 설치의 30% 정도는 적어도 부분적인 통신 불일치가 있습니다. 트럭은 여전히 ​​운행되므로 처음에는 아무도 불평하지 않습니다. 그러나 차량 관리자는 실제 배터리 상태 데이터를 볼 수 없습니다. 발생하는 문제를 포착할 수 없습니다. 이미 소유한 트럭에 내장된 진단 도구를 사용할 수 없습니다.

열 관리값싼 팩이 부족한 또 다른 곳입니다. 사양 시트에는 배터리가 마이너스 20C에서 플러스 50C까지 작동한다고 나와 있을 수 있습니다. 그렇다고 해서 전체 범위에서 잘 작동한다는 의미는 아닙니다.

리튬 전지는 차가운 상태에서 충전하면 영구적인 손상을 입을 위험이 있습니다. 고품질 BMS 시스템은 팩이 예열될 때까지 0 미만에서 충전을 차단합니다. 이는 냉동고 작업에서 마이너스 20 구역을 벗어나는 트럭이 잠시 따뜻한 곳에 있을 때까지 충전을 허용하지 않을 수 있음을 의미합니다. 운영하는 사람들은 그걸 싫어해요.

Polinovel 냉장 보관 팩에는 셀을 충전할 수 있을 만큼 따뜻하게 유지하는 가열 요소가 포함되어 있습니다. 표준 팩보다 더 비싸고 더 복잡합니다. 주변 창고용으로 설계된 배터리를 사용할 때 냉동고 작동을 미치게 만드는 "트럭이 충전되지 않음" 문제를 제거합니다.

실제 작동 방식에 맞는 구성

귀하의 RFQ에 포함되어야 하지만 아마도 포함되지 않을 것 같은 것

공급업체에 무엇이든 보내기 전에 작업이 실제로 어떻게 실행되는지 문서화하세요. 교대당 특정 시간. 특정 교대 횟수. 교대근무 사이의 실제 충전 창입니다. 3~5년 후 수술이 어떤 모습일 것으로 예상하는지. "다-교대 작업"과 같은 모호한 표현은 공급업체가 기술적으로 요구 사항을 충족하지만 실제 상황에서는 성능이 떨어지는 구성을 제안할 여지를 제공합니다.-

충전기 상황을 확인해보세요. 납{1}}충전기는 수정이나 완전한 교체 없이는 리튬 변환에 거의 작동하지 않습니다. 우리는 충전기를 완전히 배제한 인용문을 보았습니다. 실제 설치 범위가 나타날 때까지는 경쟁력이 있어 보였습니다.

귀하의 지게차가 어떤 통신 프로토콜을 사용하는지 파악하십시오. 이는 제조업체에 따라 다르며 때로는 동일한 제조업체의 모델 연도에 따라 다릅니다.

사양을 작성할 때 공급자에게 셀 아키텍처가 실제로 무엇인지, 그리고 애플리케이션에 이를 선택한 이유를 알려주도록 요구하십시오. 당신이 돌려받는 것이 출력 사양의 수정뿐이라면 그것은 엔지니어링 솔루션이 아닌 상용 제품을 판매하는 사람입니다.

셀 밸런싱에 대해 직접 문의하세요. 활성 또는 수동. 실제로 처리할 수 있는 듀티 사이클은 무엇입니까? 자신의 제품을 아는 공급업체는 솔직한 답변을 제공합니다. 회피성은 논의하고 싶지 않은 기술적 한계 또는 단순히 자사 제품에 대해 충분히 알지 못한다는 것을 의미합니다.

유사한 작업에서 참조를 얻으십시오. 1교대-주변 창고에서 좋은 결과를 얻은 공급업체는 3교대-냉동고 애플리케이션에 대한 관련 경험이 전혀 없을 수도 있습니다. 기술적 과제는 한 부문의 실적이 이전되지 않을 만큼 충분히 다릅니다.

평가하는 동안 실제 수치로 TCO 계산을 실행하세요. 공급업체는 유리한 가정을 모델로 삼습니다. 실제 전기 비용, 유지 관리 인건비, 장비 활용도를 활용하십시오.

평형추 솔루션을 살펴보세요. 리튬 팩은 대체되는 납-산보다 무게가 훨씬 가볍습니다. 48V 리튬은 납-산이 2,000을 초과하는 경우 600lbs일 수 있습니다. 이러한 무게 차이는 지게차 안정성에 영향을 미칩니다. 좋은 공급업체는 제안서에 안정기를 포함합니다. 다른 사람들은 이를 설치 후 발견한 숨겨진 비용이나 안전 격차로 남겨 둡니다.

보증 조건을 주의 깊게 읽으십시오. 표준 보증에서는 종종 극한의 온도 적용, 높은{1}}사이클 작업 또는 승인된 기술자가 아닌 사람이 수행한 설치를 제외합니다. 실제 작동 방식에 적용되지 않는 보증은 문서에 적힌 내용과 관계없이 가치가 없습니다.

Polinovel에서 이에 접근하는 방법

엔지니어링 팀은 우리가 인용하기 전에 애플리케이션을 평가합니다. 표준 제품을 당기는 것보다 시간이 더 오래 걸립니다. 보증 청구 및 고객 불만을 유발하는 사양 불일치를 방지합니다.

우리는 운영 데이터부터 시작합니다. 교대 패턴, 장비 모델, 충전 인프라, 환경 조건. 다양한 구성에서 예상 성능을 모델링합니다. 가장 낮은 초기 비용, 가장 긴 배터리 수명, 가장 빠른 투자 회수 등 고객이 가장 중요하다고 말하는 사항을 기준으로 추천하세요. 이러한 우선 순위는 다양한 권장 사항으로 이어지며 배포 후 2년 동안 불일치를 발견하는 것보다 사양 중에 대화를 나누는 것이 좋습니다.

냉장 보관, AGV 통합 또는 혼합 차량 전환과 같은 복잡한 애플리케이션은 현장 평가를 받습니다. 기술 직원이 나와서 인프라를 살펴보고, 운영을 감시하고, 이메일에 설명된 방식이 아닌 실제 작동 방식을 설명하는 사양을 개발합니다. 이러한 평가는 공급업체를 평가하는 데 유용한 문서를 생성하므로 고객이 다른 사람에게서 구매하게 되더라도 가치가 있습니다.

표준 제품은 대부분의 자재 취급 분야에 적용됩니다. 48V 시스템용 FL51 시리즈, 장비 요구 사항에 따라 314Ah에서 최대 920Ah까지의 용량을 제공합니다. 80V 고강도 애플리케이션용 FL80 시리즈.- 해당 부문에 대한 골프 카트, AGV, 특수 차량 구성.

우리는 사양을 엔지니어링 문제로 취급합니다. 때때로 이는 고객에게 우리 제품이 고객이 원하는 작업에 적합하지 않다는 것을 알리는 것을 의미합니다. 설치 실패를 나중에 처리하는 것보다 미리 대화를 나누는 것이 더 좋습니다.