अँप तास ते वॅट तास: पूर्ण रूपांतरण मार्गदर्शक
आम्ही मागील वर्षी तिसऱ्या तिमाहीत कोल्ड स्टोरेज एजीव्ही प्रकल्प गमावला. क्लायंटच्या अभियंत्याने 80% DoD आणि स्वतःचे तापमान कमी करणारे घटक वापरून वास्तविक Wh ची पुनर्गणना करण्याचा आग्रह धरला. आम्ही निर्मात्याचे रेट केलेले 100Ah गुणा 12V वापरून थेट उद्धृत केले होते आणि सुमारे 15% सूट दिली होती.
प्रामाणिकपणे, मला वाटले की त्यांची गणना त्यावेळी खूप पुराणमतवादी होती. मागे वळून पाहताना, त्यांची तापमान सुधारणा खरोखरच आक्रमक होती, परंतु आम्ही आधीच बोली गमावून बसलो-योग्य किंवा चुकीचा वाद घालणे निरर्थक होते. तेव्हापासून, आम्हाला डेरेटिंग कॅल्क्युलेशन वर्कशीट समाविष्ट करण्यासाठी सर्व अवतरणांची आवश्यकता आहे आणि सीएफओने साइन ऑफ करण्यापूर्वी त्यास अभियांत्रिकीतून जावे लागेल. प्रक्रिया अधिक कंटाळवाणा आहे, परंतु किमान आम्ही अशा मूलभूत चुकांवर पुन्हा सौदे गमावणार नाही.
या अनुभवामुळे मला काहीतरी जाणवले: बहुतेक लोक आह ते डब्ल्यूचे रूपांतरण जसे की मिडल स्कूल मॅथ-व्ह बरोबर आह गुणा V, पूर्ण झाले. परंतु जो कोणी प्रत्यक्षात खरेदी करतो त्याला हे माहित आहे की या "साध्या सूत्र" मागे बरेच तोटे लपलेले आहेत.
चला फॉर्म्युला स्वतःपासून सुरुवात करूया
Wh=Ah × V, बरोबर. 12V नाममात्र 100Ah बॅटरी तुम्हाला 1200Wh देते.
पण तो 12V हा नाममात्र व्होल्टेज आहे. वास्तविक ऑपरेशनमध्ये, व्होल्टेज 10.5V आणि 14.4V दरम्यान चढ-उतार होते. तुम्ही कोणता नंबर वापरता?
आमचा सध्याचा दृष्टीकोन म्हणजे मध्य-डिस्चार्ज व्होल्टेज-वास्तविक व्होल्टेज सुमारे मध्य SOC वर वापरणे. LFP साठी, आम्ही सामान्यत: 12V ऐवजी 12.8V वापरतो, जे तुम्हाला 6.7% अधिक ऊर्जा देते. फार काही वाटत नाही, पण ५० फोर्कलिफ्टमध्ये, तेच खरे पैसे आहेत.
अधिक अचूक पद्धत म्हणजे डिस्चार्ज वक्र एकत्रित करणे, तात्काळ व्होल्टेज V(t) ने गुणाकार केलेला Ah जमा करणे. सैद्धांतिकदृष्ट्या सर्वात तंतोतंत, परंतु प्रामाणिकपणे आम्ही हे क्वचितच वास्तविक प्रकल्पांमध्ये करतो-खूप त्रासदायक, आणि बरेच पुरवठादार पूर्ण डिस्चार्ज वक्र देखील प्रदान करू शकत नाहीत.
गेल्या वर्षीच्या AGV प्रकल्पातील धडा
त्या हरवलेल्या प्रकल्पाकडे परत. आम्ही तीन पुरवठादारांचे मूल्यांकन केले आणि ते कसे दिसते ते येथे आहे:
पुरवठादार ए
स्थापित विक्रेता-लीड-ॲसिड, 12.0V/100Ah $178.50 उद्धृत कर यासह, 60-दिवसाच्या पेमेंट अटी, एक-आठवड्यात वितरण. चांगले नाते, एखादी गोष्ट चुकली की कॉल करायचा.
पुरवठादार बी
नवीन LFP विक्रेता-12.8V/100Ah $423 वर उद्धृत कर, 30% ठेव आवश्यक, 8-आठवड्याचा लीड टाइम. तांत्रिक समर्थन प्रतिसाद सभ्य होता.
पुरवठादारC
तसेच LFP-13.2V/100Ah $389 वर उद्धृत केले, तसेच ठेव आवश्यक आहे, परंतु लीड टाइम 16 आठवडे होता. विक्रीने सांगितले की ते वाटाघाटी करण्यायोग्य आहे, परंतु ते बीएस असल्याचे निष्पन्न झाले.
$/Wh कडे पूर्णपणे पहात आहे:
पुरवठादार A: $178.50 ÷ 1200Wh=$0.149/Wh
पुरवठादार B: $423 ÷ 1280Wh=$0.330/Wh
पुरवठादार C: $389 ÷ 1320Wh=$0.295/Wh
पुरवठादार सी सर्वोत्तम डीलसारखे दिसते, बरोबर? परंतु आम्ही 16 आठवडे प्रतीक्षा करू शकलो नाही-प्रोजेक्ट विलंब म्हणजे दर आठवड्याला पाच-आकृती दंड. आम्ही पुरवठादार B सह उद्धृत केले आणि क्लायंटने आमचा आकार चुकीचा असल्याचा युक्तिवाद करण्यासाठी पुरवठादार C चा डेटा वापरला.
कोणत्याही बाजूने गणनेत चुका केल्या नाहीत- गृहितके वेगळी होती. आम्ही नाममात्र व्होल्टेज अधिक मानक DoD वापरले; त्यांनी मोजलेले मध्य-बिंदू व्होल्टेज अधिक आक्रमक डेरेटिंग वापरले. यावर तुम्ही वादही कसा घालता? तांत्रिकदृष्ट्या दोन्ही न्याय्य ठरू शकतात; व्यावसायिकदृष्ट्या, जो हरतो तो स्वीकारतो.
का मी आता आह पेक्षा जास्त लक्ष केंद्रित करतो
आह एक मेट्रिक म्हणून एक मोठी समस्या आहे: ती ऊर्जा प्रतिबिंबित करत नाही, फक्त चार्ज करते.
100Ah रेट केलेल्या सर्व बॅटरीसाठी:
| प्रकार | नाममात्र व्होल्टेज | गणना केली Wh | अंदाजे वापरण्यायोग्य |
|---|---|---|---|
| फ्लड लीड-ॲसिड | 12.0V | 1200 | ~500-600 |
| एजीएम | 12.0V | 1200 | ~550-650 |
| LFP | 12.8V | 1280 | ~950-1050 |
| LFP | 13.2V | 1320 | ~1000-1100 |
लीड-ॲसिडची वापरण्यायोग्य क्षमता अर्ध्यापेक्षा कमी का असते? DoD 50% पर्यंत मर्यादित आहे, अन्यथा सायकल जीवन नाटकीयरित्या कमी होते. सायकलचे आयुष्य कायम ठेवताना LFP 80% किंवा अगदी 90% पर्यंत डिस्चार्ज करू शकते.
अवतरण टप्प्यात हा फरक अनेकदा दुर्लक्षित केला जातो. CFO ला लीड-ॲसिड $180 विरुद्ध LFP $400 वर दिसते आणि पहिली प्रतिक्रिया "किंमत दुप्पट" असते. परंतु आपण वास्तविक वापरण्यायोग्य ऊर्जेची गणना केल्यास, लीड-ॲसिड सुमारे $0.30/Wh, LFP सुमारे $0.38/Wh-अंतर इतके नाट्यमय नाही. बदली चक्रातील घटक, आणि LFP प्रत्यक्षात स्वस्त आहे.
अर्थात, हे विशिष्ट अनुप्रयोगावर अवलंबून असते. सिंगल-शिफ्ट, हलकी-कर्तव्य परिस्थितीसाठी, लीड-ॲसिड खरोखरच अधिक किफायतशीर असू शकते-LFP पुश करण्याची गरज नाही.
तापमान: एक परिवर्तनशील बरेच लोक कमी लेखतात
आमच्याकडे विस्कॉन्सिनमध्ये एक क्लायंट कोल्ड चेन करत आहे-त्यांचे कोठार सुमारे 40 डिग्री फॅरेनहाऊसवर बसते-, हिवाळ्यात तापमान 20 डिग्री फॅपेक्षा कमी होते. ते आधी एजीएम बॅटरी वापरत होते, आणि 14 महिन्यांनंतर त्यांची क्षमता रेट केलेल्या-च्या 60% पेक्षा कमी झाल्यावर त्यांना बदलणे आवश्यक होते.
LFP वर स्विच केल्यानंतर, त्याच वातावरणात 26 महिने आणि तरीही 90% क्षमतेपेक्षा जास्त. या केसवरील ROI छान दिसत आहे, परंतु मी स्पष्ट केले पाहिजे: ही एक सर्वोत्तम-केस परिस्थिती आहे-कोल्ड चेन हे LFP चे गोड ठिकाण आहे.
तापमान क्षमतेवर कसा परिणाम करते ते येथे आहे (हा आमचा स्वतःचा चाचणी डेटा आहे; भिन्न उत्पादक बदलतील):
| LFP | एजीएम | |
|---|---|---|
| 77 डिग्री फॅ / 25 डिग्री | 100% | 100% |
| 60 डिग्री फॅ / 15 डिग्री | 94-97% | 85-90% |
| 40 डिग्री फॅ / 4 डिग्री | 85-90% | 70-80% |
| 20 डिग्री फॅ / -7 डिग्री | 70-78% | 55-65% |
| 0 डिग्री फॅ / -18 डिग्री | 50-60% | 35-45% |
तुम्ही बघू शकता, जेव्हा तापमान कमी होते, तेव्हा दोन प्रकारच्या बॅटरीमधील अंतर वाढते. कोल्ड स्टोरेज ऍप्लिकेशन्समध्ये, LFP चा फायदा लक्षणीय आहे.
परंतु लक्षात ठेवा-हे डिस्चार्ज कार्यप्रदर्शन आहे. LFP साठी कमी-तापमान चार्जिंग ही आणखी एक समस्या आहे. 0 डिग्रीपेक्षा कमी चार्जिंग केल्याने लिथियम प्लेटिंग होते आणि अनेक BMS सिस्टीम चार्जिंग बंद करतात. जर ग्राहकांनी याबद्दल तक्रार केली असेल तर, बॅटरी तुटल्याचे सांगून-खरेतर BMS संरक्षण यंत्रणा ट्रिगर करत आहे. विक्री हे तुम्हाला सक्रियपणे सांगणार नाही.
TCO ची गणना कशी करावी
माझ्याकडे दोन तुलना करण्यायोग्य फ्लीट्सचा डेटा आहे. आम्ही व्हेरिएबल्ससाठी शक्य तितके नियंत्रित केले, परंतु तरीही ग्राहक ऑपरेशन्समध्ये फरक आहेत-डेटा फक्त संदर्भ म्हणून घ्या.
फ्लीट A: 20 पोहोच ट्रक, लीड-ॲसिड, 2-शिफ्ट ऑपरेशन
वर्ष 1 देखभाल श्रम बऱ्यापैकी अचूक वेळेच्या कार्ड रेकॉर्डवर आधारित आहे: $18.2K. वर्ष 2 पासून, क्लायंटने कंत्राटदार बदलले, आणि आमच्याकडे फक्त इनव्हॉइस बेरीज आहेत, ज्यामध्ये इतर आयटम-कमी अचूक असू शकतात.
डाउनटाइम खर्चाची गणना करणे सर्वात कठीण आहे. आम्ही प्रति बॅटरी स्वॅप 30 मिनिटांच्या आधारावर अंदाज लावला, प्रति तास श्रम दराने गुणाकार केला. ही संख्या खूप पुराणमतवादी आहे; वास्तविक उत्पादकता प्रभाव अधिक असण्याची शक्यता आहे परंतु अचूकपणे मोजता येत नाही.
वर्ष 1 साठी वीज मोजली जाते, वर्ष 2 आणि 3 साठी 5% वाढीचा अंदाज आहे.
उग्र आकडे:
वर्ष 1: बॅटरी $72K + देखभाल ~$18K + वीज ~$8.5K + डाउनटाइम ~$31K=~$130K
वर्ष 2: देखभाल ~$20K + वीज ~$9K + डाउनटाइम ~$34K=~$63K
वर्ष 3: बॅटरी बदलणे $54K + देखभाल ~$21K + वीज ~$9.5K + डाउनटाइम ~$37K=~$122K
तीन-वर्ष एकूण सुमारे $315K, बॅटरी रूम HVAC आणि फ्लोअर स्पेसची किंमत मोजत नाही.
फ्लीट बी: 20 पोहोच ट्रक, LFP, 2-शिफ्ट ऑपरेशन
वर्ष 1 प्रारंभिक गुंतवणूक $168K, त्यानंतर मुळात फक्त किमान देखभाल आणि वीज.
वर्ष 1: बॅटरी $168K + देखभाल ~$2.5K + वीज ~$6K=~$177K
वर्ष 2: देखभाल ~$2.5K + वीज ~$6K=~$8.5K
वर्ष 3: देखभाल ~$2.5K + वीज ~$6.5K=~$9K
तीन-वर्ष एकूण सुमारे $195K.
तुम्ही डाउनटाइम खर्च भागाची गणना कशी करता यावर अवलंबून सुमारे $120K वाचवले, 14 आणि 16 महिन्यांमधील ब्रेकइव्हन.
फ्लीट बी आता 38 महिन्यांवर आहे आणि अजूनही सुमारे 87% क्षमता आहे. या डिग्रेडेशन वक्रवर आधारित, आणखी 3 वर्षे समस्या नसावी. फ्लीट ए ने आधीपासून एक बॅटरी बदलण्याचे चक्र पार केले आहे आणि आता दुसऱ्याची आवश्यकता आहे.
क्षमता आकारमान तोटे
मी "सुरक्षिततेसाठी" अनेक खरेदी करणारे लोक मोठ्या आकाराच्या बॅटरीला पाहिले आहेत. 100Ah पुरेसे असेल परंतु ते 200Ah खरेदी करतात. समजण्यासारखी मानसिकता, परंतु या दृष्टिकोनात LFP सह समस्या आहेत.
LFP ला उच्च SOC वर दीर्घकाळ राहणे आवडत नाही-. आमच्याकडे एक क्लायंट होता ज्याने 40% ने ओव्हरसाईज केले, ते पुराणमतवादी आहे. दोन वर्षांनंतर, त्यांची क्षमता धारणा सामान्यतः आकाराच्या बॅटरीपेक्षा वाईट होती. BMS लॉग तपासताना असे दिसून आले की बॅटरी सतत 75% SOC पेक्षा जास्त आहेत, क्वचितच डीप-डिस्चार्ज होतात.
उच्च व्होल्टेजवर तरंगणाऱ्या पेशी दीर्घकाळ-कॅलेंडर वृद्धत्वाला गती देतात.
आमचे सध्याचे आकारमान तत्त्व: ७०-80% DoD पासून सर्वात वाईट-केस परिस्थितीत. 15-20% मार्जिन पुरेसे आहे-लोभी होऊ नका.
गणना कशी करायची ते येथे आहे (उदाहरणार्थ वास्तविक प्रकल्प वापरून):
- प्रथम, उर्जेची आवश्यकता निश्चित करा. असे म्हणा की उपकरणे 500W वर 6 तास सतत चालतात-म्हणजे 3000Wh ची कच्ची आवश्यकता आहे.
- नंतर derating जोडा. अंतर्गत, आम्ही वेअरहाऊस ऍप्लिकेशन्ससाठी 0.65 घटक वापरतो, तापमान, C-दर, वृद्धत्व इ. शीतगृहासाठी, आम्ही 0.55.3000Wh ÷ 0.65=4615Wh वापरतो
- 15%.4615Wh ÷ 0.85=5430Wh चे ऑपरेशनल मार्जिन जोडा
- 12.8V नाममात्र वर: 5430 ÷ 12.8=424आह.
त्यामुळे विशिष्ट-नुसार, 450Ah किंवा 500Ah कॉन्फिगरेशन निवडा.
ही पद्धत प्रत्येक परिस्थितीत बसणार नाही, परंतु रेट केलेल्या मूल्यांमधून थेट आकार देण्यापेक्षा ती अधिक विश्वासार्ह आहे.
Peukert प्रभाव
मी हा विभाग लिहिणार नाही कारण याचा LFP वर कमीत कमी प्रभाव पडतो, परंतु हे एक संपूर्ण मार्गदर्शक असल्याने, उल्लेख करण्यासारखे आहे.
लीड-ॲसिड बॅटरी उच्च सी-दर-मध्ये लक्षणीय क्षमता कमी करतात याला प्यूकर्ट इफेक्ट म्हणतात. 1C (100A) वर डिस्चार्ज केलेली 100Ah AGM बॅटरी फक्त 55-60Ah वितरित करू शकते. उत्पादक डेटाशीटचे आकडे C/20 किंवा C/10 चाचणीवर आधारित आहेत, प्रत्यक्ष वापरापासून दूर.
LFP चा Peukert घातांक सुमारे 1.02-1.05 आहे, मूलत: नगण्य. तुम्ही 0.5C किंवा 1C वर डिस्चार्ज करत असलात तरी क्षमता फक्त काही टक्क्यांनीच वेगळी असते.
त्यामुळे तुमच्या अर्जामध्ये उच्च-वर्तमान स्फोट-एजीव्ही प्रवेग, फोर्कलिफ्ट लिफ्टिंग इत्यादींचा समावेश असल्यास. तुम्हाला प्रत्यक्षात काय मिळते ते कर्तव्य चक्रावर अवलंबून असते. LFP ची रेटेड क्षमता तुलनेने विश्वसनीय आहे.
पुरवठादारांसह काय पहावे
मी येथे कोणत्याही विशिष्ट पुरवठादाराची शिफारस करणार नाही किंवा वाईट बोलणार नाही. प्रत्येकाकडे साधक आणि बाधक असतात आणि आमची अर्ज परिस्थिती तुमच्यासाठी लागू होणार नाही.
पण मी शेअर करू शकतो अशा काही गोष्टी आहेत:
- आता बाजारात बॅटरी पॅक पुरवठादारांसाठी, सेल फक्त मूठभर स्त्रोतांकडून येतात. CATL, BYD, GOTION, EVE-या सर्वोत्कृष्ट खेळाडूंचा बाजारातील बहुतांश हिस्सा आहे. त्यामुळे अनेकदा तुम्ही सेलच्या गुणवत्तेची तुलना करत नसून बीएमएस डिझाइन आणि पॅक एकत्रीकरण क्षमतेची तुलना करत आहात.
- पुरवठादारांना डिस्चार्ज वक्रांसाठी विचारताना, किमान तीनची विनंती करा: 0.2C, 0.5C, 1C. बरेच छोटे विक्रेते ते तयार करू शकत नाहीत किंवा तुम्हाला स्पष्टपणे दुसऱ्याकडून कॉपी केलेले चार्ट देऊ शकत नाहीत. मोठे विक्रेते विशेषत: प्रथम आपल्या विशिष्ट अनुप्रयोगाबद्दल विचारतील, नंतर लक्ष्यित चाचणी डेटा प्रदान करतील.
- विक्री तांत्रिक प्रश्नांना जागेवरच उत्तर देऊ शकत नाही याचा फारसा अर्थ नाही. तुम्हाला 72 तासांच्या आत वापरण्यायोग्य डेटा मिळू शकतो की नाही हे महत्त्वाचे आहे. वास्तविक लाल ध्वज म्हणजे रेडिओ शांतता विचारल्यानंतर किंवा जेनेरिक विपणन सामग्रीचा ढीग मिळाल्यानंतर.
- वॉरंटी अटी काळजीपूर्वक वाचा. बरेच विक्रेते "10 वर्षे किंवा 4000 चक्र" लिहितात, परंतु उत्कृष्ट प्रिंटमध्ये थ्रूपुट मर्यादा 6 वर्षांपर्यंत पोहोचू शकतात. काही चक्रांना निरर्थक पद्धतीने परिभाषित करतात-10% DoD आणि 90% DoD समान चक्र म्हणून गणले जातात ज्यामुळे अशा वॉरंटी अनिवार्यपणे निरुपयोगी ठरतात.
- UL 9540A थर्मल रनअवे चाचणी डेटा-कायदेशीर LFP विक्रेत्यांकडे असणे आवश्यक आहे. जे संकोच करतात आणि म्हणतात "आम्ही चाचणीची व्यवस्था करू शकतो" त्यांनी एकतर चाचणी केली नाही किंवा प्रतिकूल परिणामांसह चाचणी केली नाही.
अंतिम विचार
Ah ते Wh रूपांतरण स्वतःच कठीण नाही. कोणती संख्या वापरायची आणि परिणामांचा अर्थ कसा लावायचा हे जाणून घेणे कठीण आहे.
स्पेक शीट क्रमांक हा प्रारंभिक बिंदू आहे, उत्तर नाही. 100Ah रेट केलेल्या सर्व बॅटरी वेगवेगळ्या व्होल्टेज, रसायनशास्त्र आणि ऑपरेटिंग परिस्थितींमध्ये मोठ्या प्रमाणात भिन्न वास्तविक ऊर्जा देऊ शकतात.
आम्हाला आलेल्या अडचणी मूलत: वरील सर्व दस्तऐवजीकरण आहेत. प्रत्येक प्रकल्प वेगळा असतो आणि विशिष्ट समस्यांचे विशिष्ट विश्लेषण आवश्यक असते. समान आकाराच्या प्रश्नांबद्दल चॅट करण्यासाठी मला LinkedIn वर मोकळ्या मनाने शोधा-सर्व उत्तरे नसतील, परंतु काही दृष्टीकोन सामायिक करण्यात आनंद होईल.
