Ампер сати у ват сати: Комплетан водич за конверзију

Изгубили смо пројекат хладњаче АГВ у трећем кварталу прошле године. Инжењер клијента је инсистирао на поновном израчунавању стварног Вх користећи 80% ДоД плус сопствени фактор смањења температуре. Ми смо цитирали директно користећи 100 Ах пута 12 В, и на крају смо добили око 15% попуста.

 

Искрено, мислио сам да су њихове калкулације у то време биле превише конзервативне. Гледајући уназад, њихова корекција температуре је заиста била агресивна, али смо већ изгубили понуду-свађање да ли је тачно или погрешно било је бесмислено. Од тада, захтевамо да све понуде укључују радни лист за израчунавање умањења вредности, и он мора да прође кроз инжењеринг пре него што финансијски директор потпише. Процес је досаднији, али барем нећемо поново губити послове због основних грешака.

 

Ово искуство ме је навело да схватим нешто: већина људи конверзију Ах у Вх третира као математику у средњој школи-Вх је једнако Ах пута В, готово. Али свако ко се заиста бави набавком зна да се иза ове „једноставне формуле“ крију многе замке.

Почнимо са самом формулом

Вх=Ах × В, тачно. Батерија од 100 Ах при номиналном напону од 12 В даје вам 1200 Вх.

Али тих 12В је номинални напон. У стварном раду, напон варира између 10,5В и 14,4В. Који број користите?

Прецизнији метод је да се интегрише крива пражњења, акумулирајући Ах помножен тренутним напоном В(т). Теоретски најпрецизније, али искрено, ретко то радимо у стварним пројектима-превише гломазним, а мало добављача може чак ни да обезбеди комплетне криве пражњења.

Лекција из прошлогодишњег АГВ пројекта

Назад на тај изгубљени пројекат. Оценили смо три добављача, а ево како је то изгледало:

Гледајући чисто на $/Вх:

Добављач Ц изгледа као најбоља понуда, зар не? Али нисмо могли да чекамо 16 недеља-кашњења у пројекту су значила пет-казни недељно. На крају смо цитирали добављача Б, а клијент је користио податке добављача Ц да аргументује да је наша величина погрешна.

Ниједна страна заправо није направила грешке у прорачуну-претпоставке су биле различите. Користили смо номинални напон плус стандардни ДоД; користили су измерени средњи-напон плус агресивно смањење снаге. Како се уопште свађаш око овога? Технички и једно и друго може бити оправдано; комерцијално, ко губи прихвата.

Зашто се сада више фокусирам на Вх него на Ах

Ах има велики проблем као метрику: не одражава енергију, само наелектрисање.

За све батерије од 100 Ах:

Зашто је употребни капацитет оловне{0}}киселине мањи од половине? ДоД је ограничен на 50%, иначе животни век циклуса драматично опада. ЛФП може да се испразни до 80% или чак 90% док одржава животни век циклуса.

Ова разлика се често занемарује током фазе цитирања. Финансијски директор види оловну{1}}киселину од 180 УСД у односу на ЛФП од 400 УСД, а прва реакција је „више него дупло већа цена“. Али ако израчунате стварну употребљиву енергију, оловна-киселина је око 0,30 УСД/Вх, ЛФП око 0,38 УСД/Вх-размак није толико драматичан. Узмите у обзир циклусе замене, а ЛФП је заправо јефтинији.

Наравно, ово зависи од специфичне апликације. За једну{1}}смену, лаке{2}} сценарије, оловна-киселина би заиста могла да буде економичнија-нема потребе да се гура ЛФП.

Температура: Варијабла коју многи људи потцењују

Имамо клијента у Висконсину који ради на хладном ланцу-у њиховом складишту је око 40 степени Ф током целе године-, а зими падне испод 20 степени Ф. Раније су користили АГМ батерије и морали су да их замене после 14 месеци када је капацитет пао испод 60% оцењеног-потпуно неупотребљив.

Након преласка на ЛФП, 26 месеци у истом окружењу и даље изнад 90% капацитета. Повраћај улагања у овом случају изгледа сјајно, али треба да будем јасан: ово је најбољи{3}}сценариј-хладног ланца је слатка тачка ЛФП-а.

Ево отприлике како температура утиче на капацитет (ово су наши тестни подаци; различити произвођачи ће се разликовати):

Као што видите, када температура падне, јаз између два типа батерија се повећава. У апликацијама за хладно складиштење, предност ЛФП-а је значајна.

Али имајте на уму{0}}да је ово учинак пражњења. Ниско{2}}пуњење за ЛФП је још једна замка. Пуњење испод 0 степени узрокује литијумско превлачење, а многи БМС системи ће једноставно блокирати пуњење. Да се ​​клијенти жале на ово, говорећи да је батерија покварена-то је заправо био механизам заштите БМС-а. Продаја вам то неће проактивно рећи.

Како израчунати ТЦО

Имам податке из две упоредиве флоте. Контролисали смо променљиве колико год је то могуће, али и даље постоје разлике у операцијама клијената-узмите податке само као референцу.

Уштеђено је око 120.000 долара, између 14. и 16. месеца, у зависности од тога како израчунате део трошкова застоја.

Флота Б сада има 38 месеци и још увек има око 87% капацитета. На основу ове криве деградације, још 3 године не би требало да буде проблем. Флота А је већ прошла кроз један циклус замене батерија и ускоро ће требати још један.

Замке при одређивању капацитета

Видео сам многе људе који су набавили превелике батерије ради „безбедности“. 100 Ах би било довољно, али они купују 200 Ах. Разумљив начин размишљања, али овај приступ има проблема са ЛФП-ом.

ЛФП не воли да остане на високом СОЦ-у на дужи рок-. Имали смо клијента који је био превелик за 40%, мислећи да је конзервативан. Две године касније, њихов капацитет је био лошији од батерија нормалне величине. Провера БМС евиденције је показала да су батерије стално изнад 75% СОЦ, ретко дубоко-испражњене.

Ћелије које плутају на високом напону дугорочно-у ствари убрзавају календарско старење.

Наш тренутни принцип одређивања величине: радите уназад од 70-80% ДоД у најгорим-условима. 15-20% маргине је довољна – немојте бити похлепни.

Ево како да израчунате (користећи стварни пројекат као пример):

1. Прво одредите потребу за енергијом. Рецимо да опрема непрекидно ради на 500В током 6 сати-то је 3000Вх необрађених захтева.
2. Затим додајте смањење вредности. Интерно користимо фактор 0,65 за апликације у складишту, температуру покривања, Ц-стопу, старење, итд. За хладно складиштење користимо 0,55,3000Вх ÷ 0.65=4615Вх
3. Додајте оперативну маргину од 15%.4615Вх ÷ 0.85=5430Вх
4. На 12,8 В номинално: 5430 ÷ 12.8=424Ах.

Дакле, -мудро, изаберите конфигурацију од 450 Ах или 500 Ах.

Овај метод неће одговарати сваком сценарију, али је поузданији од димензионисања директно из оцењених вредности.

Пеукертов ефекат

Нисам намеравао да пишем овај одељак јер има минималан утицај на ЛФП, али пошто је ово комплетан водич, вредан помена.

Оловне{0}}киселинске батерије показују значајно смањење капацитета при високим Ц-стопама-то се назива Пеукертов ефекат. АГМ батерија од 100 Ах испражњена на 1Ц (100А) може испоручити само 55-60Ах. Подаци произвођача су засновани на Ц/20 или Ц/10 тестирању, далеко од стварне употребе.

ЛФП-ов Пеукерт експонент је око 1,02-1,05, у суштини занемарљив. Без обзира да ли се празните на 0,5Ц или 1Ц, капацитет се разликује за само неколико процената.

Дакле, ако ваша апликација укључује велике{0}}струјне рафале-АГВ убрзање, дизање виљушкара, итд.{3}}називни капацитет оловне киселине је само референтни број; шта заправо добијате зависи од радног циклуса. Називни капацитет ЛФП-а је релативно поуздан.

На шта треба обратити пажњу код добављача

Нећу препоручити или клеветати било које специфичне добављаче овде. Свако има предности и недостатке, а наши сценарији апликације се можда не односе на ваш.

Али постоји неколико ствари које могу да поделим:

• За добављаче батеријских пакета који су сада на тржишту, ћелије долазе из само неколико извора. ЦАТЛ, БИД, ГОТИОН, ЕВЕ-ови врхунски играчи заузимају највећи део тржишног удела. Тако често не поредите квалитет ћелије, већ БМС дизајн и могућност интеграције пакета.
   
• Када тражите од добављача криве пражњења, захтевајте најмање три: 0,2Ц, 0,5Ц, 1Ц. Многи мањи добављачи не могу да их произведу, или да вам дају графиконе очигледно копиране од неког другог. Већи добављачи ће обично прво питати о вашој специфичној апликацији, а затим ће пружити циљане податке о тестирању.
   
• Немогућност продаје да одговори на техничка питања на лицу места не значи много. Важно је да ли можете да добијете употребљиве податке у року од 72 сата. Права црвена застава је радио тишина након питања или добијања гомиле генеричких маркетиншких материјала.
   
• Пажљиво прочитајте услове гаранције. Многи добављачи пишу „10 година или 4000 циклуса“, ​​али ситни испис има ограничења протока која би могла бити погођена на 6 година. Неки дефинишу циклусе на апсурдне начине-10% ДоД и 90% ДоД се рачунају као исти циклус, чинећи такве гаранције у суштини безвредне.
   
• Подаци о УЛ 9540А термичком тестирању{1}}требало би да имају сви легитимни ЛФП продавци. Они који оклевају и кажу „можемо да организујемо тестирање“ или нису тестирали или су тестирали са неповољним резултатима.