Натрій-іонні акумуляторні батареї можна розглядати для AGV, AMR і складської техніки, але рішення не повинно починатися лише з хімії. В автоматизації складу акумуляторна батарея працює всередині рухомої системи управління: двигун, контролер, зарядний пристрій, док-станція, BMS, програмне забезпечення для автопарку, роз'єми, логіка безпеки та робочий процес обслуговування - все це впливає на надійність.
Блок може відповідати напрузі і підходити до відсіку, але все одно вийти з ладу під час прискорення, стикувального заряду, роботи в холодильній камері, планування на основі SOC або відновлення після захисту BMS. Для системних інтеграторів головне питання полягає не в тому, чи може натрій-іон живити транспортний засіб, а в тому, чи може готовий блок підтримувати повний профіль місії, не викликаючи простоїв.
Іонно-натрієвий акумулятор Kamada Power 12v 100Ah
Почніть з місії транспортного засобу, а не з хімії акумулятора
Вантажні та складські автомобілі поводяться не так, як звичайні запасні акумулятори. Вони рухаються, зупиняються, піднімають, повертають, стикуються, заряджаються, повідомляють про стан і повертаються до роботи за розкладом. Цей робочий ритм повинен визначати акумулятор.
Легкі AMR, що переміщують невеликі вантажі через плоскі проходи, не створюють навантаження на пакування, як, наприклад, візок для переміщення палет, тягач, підйомна платформа, холодильний візок, підлогомийний візок або складський візок з великим навантаженням. Для одних застосувань найбільше значення може мати час у дорозі. Для іншого - пусковий струм. Для третьої - швидкість заряджання в док-станції. Для четвертої - якщо технічний фахівець повинен перезарядити батарею після захисту, це може зашкодити бізнес-плану.
Ось чому напруги та ємності недостатньо. Вони описують розмір акумулятора. Вони не описують, чи зможе батарея витримати робочий процес транспортного засобу. Напруга платформи також залежить від конструкції транспортного засобу. Деякі складські транспортні засоби можуть використовувати системи 24В або 48В, в той час як більш важкі платформи можуть використовувати більш високовольтні архітектури акумуляторів. Акумулятор повинен відповідати платформі транспортного засобу, а не тільки хімічній назві.
Для AGV натрій-іонний акумулятор інтеграції, спочатку оцініть шість меж: піковий струм, можливість заряджання, зв'язок з BMS, дані SOC, поведінку в холодному приміщенні, механічну надійність і відновлення після захисту.
Піковий струм - це те місце, де багато акумуляторів виходять з ладу першими
Енергоспоживання AGV в середньому може виглядати помірним, але складні моменти є короткими і вимогливими: запуск з корисним вантажем, підйом на рампу, підйом, розворот під навантаженням або перезапуск після аварійної зупинки.
Ці моменти оголюють весь шлях розряду.
Натрій-іонний акумулятор повинен бути оцінений на предмет пікового струму, просідання напруги, поведінки BMS при перевантаженні по струму, межі відключення контролера, нагрівання та відновлення після захисту. Якщо пікова межа BMS занадто низька, автомобіль може зупинитися під час прискорення. Якщо падіння напруги занадто глибоке, контролер може зменшити потужність або спровокувати несправність. Якщо роз'єм або кабельна лінія мають занадто великий опір, блок може виглядати справним, але під навантаженням автомобіль все одно виходить з ладу.
Це не лише проблема комірки. Поточний шлях включає конфігурацію комірки, силові компоненти BMS, шини, клеми, роз'єми, кабельні датчики, запобіжники та поведінку вхідних сигналів контролера. Слабке місце в будь-якому місці на цьому шляху може перетворити нормальний рух транспортного засобу на зупинку.
Акумулятор слід оцінювати за найважчим нормальним робочим моментом, а не за середнім струмом.
Можливість заряджання змінює конструкцію акумулятора
Багато AGV та AMR покладаються на періодичну зарядку, а не на одну довгу зарядку в кінці дня. Принагідна зарядка означає, що транспортний засіб виконує невеликі сеанси зарядки під час коротких зупинок або технологічних перерв, що часто зустрічається в автоматизованому промисловому середовищі.
Це змінює проблему з акумулятором.
Натрій-іонний акумулятор, який використовується для заряджання, повинен витримувати часті цикли часткового заряджання, пробудження зарядного пристрою, обмеження струму, підвищення температури та зв'язок з автомобілем або зарядною док-станцією. Якщо зарядний пристрій подає занадто сильний струм, акумулятор може швидше старіти або спрацьовувати захист. Якщо BMS блокує заряджання, а зарядний пристрій не розуміє, чому, автомобіль може вийти з ладу. Якщо батарея переходить у режим сну або захисту і не може правильно прокинутися в док-станції, графік роботи автопарку стає ненадійним.
У системі AGV зарядка - це не просто обслуговування акумулятора. Це частина забезпечення доступності транспортного засобу.
Зв'язок між зарядним пристроєм та BMS не є необов'язковим для розумних автопарків
Деякі прості складські транспортні засоби можуть працювати лише від налаштувань напруги та струму. Розумніші AGV зазвичай потребують тіснішого зв'язку між акумулятором, зарядним пристроєм, контролером транспортного засобу та програмним забезпеченням автопарку.
Зарядні пристрої для AGV часто налаштовані на певний хімічний склад і напругу акумулятора, а також можуть взаємодіяти з BMS і системою керування транспортного засобу за допомогою цифрових входів/виходів, CAN або інших подібних каналів керування. Цей зв'язок може підтримувати безпечнішу автоматизовану зарядку на безпілотних зарядних майданчиках.
Для натрій-іонних акумуляторів це важливо, оскільки зарядному пристрою може знадобитися інформація про дозвіл на заряд, обмеження струму заряду, температурний стан, SOC, стан тривоги та стан відновлення. Якщо зарядний пристрій бачить лише напругу, він може не зрозуміти, чи обмежує BMS струм, чи блокує заряджання, чи очікує відновлення температури, чи повідомляє про несправність.
Інтерфейс зв'язку - це лише канал. Сумісність протоколів визначає, чи розуміє система межі заряду батареї.
Програмне забезпечення для автопарку потребує даних SOC, яким можна довіряти
Один AGV з приблизними показниками заряду батареї - це незручність. Автопарк з недостовірними даними SOC стає проблемою планування.
Програмне забезпечення для автопарку може використовувати стан акумулятора, щоб вирішити, чи може транспортний засіб прийняти інше завдання, повернутися до зарядної станції, зменшити швидкість або звернутися до сервісу. Якщо SOC неправильний, система може відправити транспортний засіб на маршрут, який він не зможе виконати. Якщо дані SOH або тривоги відсутні, технічне обслуговування стає реактивним. Якщо стан батареї затримується або неправильно зчитується, автопарк виглядає нестабільним, навіть якщо проблема не в батареях.
Це особливо важливо для натрій-іонних акумуляторів, оскільки оцінка SOC повинна відповідати поведінці напруги, профілю навантаження та алгоритму BMS. Профіль контролера, створений на основі іншого типу батареї, може не надавати надійної інформації.
Для системного інтегратора блок повинен не лише постачати енергію. Він повинен надавати дані про батарею, які можуть бути використані транспортним засобом і системою автопарку.
Реальні інтеграційні ризики поділяються на п'ять груп
Найкорисніший спосіб оцінити натрій-іонний акумулятор для AGV - не запитувати довгий список параметрів. Потрібно визначити, яка межа системи може порушити робочий процес транспортного засобу.
| Межа інтеграції | Що це змінює в пакеті | Невдача, якщо її проігнорувати |
|---|
| Пікове падіння струму та напруги | Конфігурація комірки, обмеження струму BMS, шина, з'єднувач, кабельний шлях | Транспортний засіб зупиняється під час прискорення, підйому, підйому на пандус або переміщення вантажу |
| Можливість зарядки | Логіка струму заряду, поведінка при пробудженні, зв'язок із зарядним пристроєм, термоконтроль | Автомобіль пристає до док-станції, але не відновлюється, повільно заряджається або спрацьовує захист |
| Дані SOC та автопарку | Алгоритм BMS, протокол зв'язку, інтерпретація контролера | Планування маршрутів стає ненадійним або транспортні засоби зупиняються до завершення завдання |
| Робота холодильних камер | Низькотемпературний розряд, правила холодної зарядки, розміщення датчиків, зниження | Автомобіль працює в холодних регіонах, але не може правильно заряджатися або спрацьовує під навантаженням |
| Механічна інтеграція | Корпус, кріплення, роз'єми, компенсація натягу, віброзахист | Періодичні несправності, ослаблені клеми, пошкодження роз'ємів, простої |
Ця таблиця не замінює інженерну перевірку. Вона показує, де насправді змінюється дизайн. Стандартна упаковка може працювати, коли ці межі прості. Індивідуальна конструкція стає безпечнішою, коли одна з них стає частиною нормальної експлуатації.
Холодне зберігання змінює більше, ніж час роботи
Склади холодного зберігання створюють інші проблеми з батареями, ніж звичайні криті маршрути AGV.
Натрій-іонний акумулятор може мати корисний потенціал низькотемпературного розряду, але готовий акумулятор все одно потребує чітких меж зарядки. Транспортний засіб може працювати в холодному приміщенні, а потім припаркуватися для зарядки, поки елементи ще холодні. Якщо BMS блокує зарядку, автомобіль може залишитися в автономному режимі. Якщо зарядний пристрій ігнорує холодний стан, це може призвести до перенапруження батареї. Якщо падіння напруги поглиблюється під холодним навантаженням, контролер може спрацювати, навіть якщо батарея працювала при кімнатній температурі.
Холодну експлуатацію слід оцінювати за трьома моментами: рух під навантаженням, стоянка для зарядки та повернення до роботи після захисту, пов'язаного з температурою.
Загальне твердження про низькотемпературні розряди не доводить усіх трьох.
Механічна надійність - частина інтеграції акумуляторів
Вантажні та складські транспортні засоби піддаються впливу вібрації, багаторазового переміщення, щільної прокладки кабелів, зносу роз'ємів, пилу, вологи від миття підлоги та частого доступу для технічного обслуговування. Батарею можна встановлювати в компактному шасі, поруч з двигунами або в місці, де роз'єми і кабелі рухаються під час обслуговування.
Роз'єми акумуляторних батарей часто є одними з найуразливіших частин систем складської техніки, а надійні з'єднання допомагають скоротити час простою в умовах вібрації та суворих умов експлуатації.
Це означає, що механічне припасування - це не тільки те, чи поміщається блок у відсік. Вона включає в себе точки кріплення, захист клем, орієнтацію роз'ємів, компенсацію натягу кабелю, міцність корпусу, доступ до сервісного обслуговування і тепловий шлях. Натрій-іонний акумулятор може бути електрично придатним, але не працювати як автомобільний продукт, якщо механічна інтеграція є слабкою.
Пакет, який вимагає від інсталяторів імпровізувати кронштейни, прокладку кабелів або захист роз'ємів, не готовий до розгортання в автопарку.
Стандартні пакети працюють, коли робочий процес простий
Стандартний натрій-іонний акумулятор може підійти, якщо маршрут транспортного засобу передбачуваний, струм споживання помірний, заряджання повільне або добре контрольоване, умови експлуатації м'які, контролер толерантний, а автопарк не сильно залежить від даних акумулятора.
Це правильний варіант використання.
Потреба в індивідуальному дизайні зростає, коли AGV залежить від високого пікового струму, частої зарядки, автоматичного стикування, роботи в холодних приміщеннях, точної звітності SOC, зв'язку з програмним забезпеченням автопарку, компактної установки або автоматичного відновлення після захисту.
| Умова застосування | Стандартного пакету може бути достатньо | Індивідуальна упаковка безпечніша |
|---|
| Робочий цикл транспортного засобу | Передбачуваний маршрут, помірна течія, м'яке середовище | Високий піковий струм, підйом, підйом по рампі, багаторазове прискорення |
| Спосіб зарядки | Повільне або контрольоване заряджання | Часта можливість зарядки або автоматичне стикування |
| Потреби в системних даних | Базова індикація напруги є прийнятною | Дані SOC, SOH, сигналізації та зв'язку впливають на планування роботи автопарку |
| Робоче середовище | Звичайний критий склад | Холодне зберігання, вібрація, волога, пил або тісний простір для встановлення |
| Сервісна модель | Допускається ручна перевірка | Потрібне автоматичне відновлення та чітке звітування про несправності |
Різниця не в тому, "стандартна упаковка проти кращої". Різниця полягає в тому, чи відповідають затверджені межі стандартного пакета робочому процесу транспортного засобу. Стандартний пакет є прийнятним, коли програма залишається в цих межах. Індивідуальний пакет безпечніший, коли автомобіль змінює електричні, теплові, механічні, комунікаційні або відновлювальні вимоги.
Перевірка моментів робочого процесу, які зупиняють операції
Батарея для AGV не повинна бути схвалена тільки тому, що після встановлення вона може рухатися. Це проста умова.
Корисна перевірка спрямована на моменти, які зупиняють роботу: запуск з корисним навантаженням, підйом на рампу, повторне прискорення, рух з низьким рівнем SOC, підзарядка в док-станції, пробудження зарядного пристрою, робота в холодильній камері, втрата зв'язку, захист BMS і автоматичне відновлення.
Хороший результат означає, що транспортний засіб надійно запускається, завершує маршрути, правильно стикується, передбачувано заряджається, послідовно звітує про SOC, справляється з несправностями і повертається до роботи без прихованих ручних дій.
Для автоматизації складу батарея є успішною лише тоді, коли графік залишається стабільним.
Сервісна поведінка визначає прийнятність автопарку
У машині з ручним керуванням оператор може помітити проблему і відреагувати на неї. В автопарку AGV слабка поведінка відновлення може збільшити час простою.
Якщо акумуляторна батарея потрапляє в режим захисту від перевантаження по струму, низької напруги, блокування низькотемпературного заряду, несправності зв'язку або сплячого режиму, контролеру транспортного засобу та сервісній команді потрібен чіткий шлях для подальших дій. Безпечна подія BMS все одно може стати проблемою для експлуатації, якщо система не може пояснити стан або відновитися.
Упаковка повинна відповідати сервісній моделі. Невеликий майданчик з технічним персоналом поблизу може допускати ручну перевірку. Великий автоматизований склад потребує більш чітких сигналів тривоги, передбачуваної поведінки при пробудженні та станів несправності, які може зрозуміти контролер транспортного засобу або програмне забезпечення автопарку.
Батарея, яка захищає себе, але залишає транспортний засіб на мілині, недостатня для серйозної автоматизації.
Висновок
Натрій-іонні акумуляторні батареї можна розглядати для AGV, AMR і складських транспортних засобів, коли готовий пакет відповідає робочому процесу транспортного засобу, поточному попиту, ритму заряджання, поведінці контролера, потребам SOC, простору для встановлення, температурному діапазону і логіці відновлення.
Перед затвердженням перевірте його в реальній експлуатації. Мета полягає не тільки в тому, щоб живити транспортний засіб, але й у тому, щоб підтримувати стабільний графік роботи автопарку.
Для проектів AGV, AMR або складських транспортних засобів, зверніться до kamada power з вашими ключовими системними вимогами. Наша команда інженерів допоможе підібрати безпечніший варіант батареї для вашої платформи.
ПОШИРЕНІ ЗАПИТАННЯ
Чи можна використовувати натрій-іонні акумулятори в AGV?
Так, натрій-іонні акумулятори можна розглядати для AGV, коли готовий блок перевірений на реальний робочий цикл автомобіля, піковий струм, поведінку зарядного пристрою, логіку BMS, потреби зв'язку та умови експлуатації.
Чи підходять натрій-іонні акумулятори для AMR?
Вони можуть бути придатними для AMR, якщо профіль маршруту, поточний попит, ритм заряджання, обмеження за розміром та вимоги до даних автопарку відповідають дизайну пакета. Легкі AMR може бути легше підтримувати, ніж важкі AGV або навантажувачі.
У чому полягає основний ризик для акумуляторів у застосуванні AGV?
Основний ризик - це не середня потужність. А в тому, чи зможе блок впоратися з найскладнішими моментами робочого процесу: запуск з корисним навантаженням, розгін, підйом по рампі, підйом, підзарядка в док-станції, робота в холодному стані, захист BMS і автоматичне відновлення.
Чи підтримують натрій-іонні батареї AGV зарядку з можливістю підзарядки?
Вони можуть підтримувати можливість заряджання, якщо конструкція елемента, BMS, зарядного пристрою, тепловий режим і протокол зв'язку розраховані на часте часткове заряджання. Зарядний пристрій і BMS повинні розуміти дозвіл на зарядку, обмеження струму, температурний стан і стан відновлення.
Чи достатньо стандартного натрій-іонного акумулятора для складського транспорту?
Стандартного комплекту може бути достатньо для передбачуваних маршрутів, помірного споживання струму, м'яких умов експлуатації та простого заряджання. Спеціальний комплект безпечніший, якщо транспортний засіб залежить від високого пікового струму, автоматичного стикування, точних даних SOC, роботи в холодних умовах, компактної установки або автоматичного відновлення.
На що слід звернути увагу системним інтеграторам, перш ніж вибрати натрій-іонну батарею для AGV?
Системні інтегратори повинні перевіряти напругу автомобіля, піковий струм, просідання напруги, межу відключення контролера, протокол зарядного пристрою, поведінку при стикуванні, звітність SOC, тривоги BMS, продуктивність холодильної камери, надійність роз'єму, конструкцію кріплення та відновлення після захисту.