સમાચાર

ભૂગર્ભ ખાણકામમાં ઇલેક્ટ્રોમોબિલિટીમાં સંક્રમણ કરતી વખતે ઘણી બેટરી અને ચાર્જિંગ તકનીકો ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.

બેટરી સંચાલિત માઇનિંગ વાહનો ભૂગર્ભ ખાણકામ માટે આદર્શ રીતે અનુકૂળ છે.કારણ કે તેઓ એક્ઝોસ્ટ વાયુઓનું ઉત્સર્જન કરતા નથી, તેઓ ઠંડક અને વેન્ટિલેશનની જરૂરિયાતો ઘટાડે છે, ગ્રીનહાઉસ ગેસ (GHG) ઉત્સર્જન અને જાળવણી ખર્ચમાં ઘટાડો કરે છે અને કામ કરવાની સ્થિતિમાં સુધારો કરે છે.

લગભગ તમામ ભૂગર્ભ ખાણ સાધનો આજે ડીઝલ સંચાલિત છે અને એક્ઝોસ્ટ ધૂમાડો બનાવે છે.આ કામદારો માટે સલામતી જાળવવા માટે વ્યાપક વેન્ટિલેશન સિસ્ટમ્સની જરૂરિયાતને આગળ ધપાવે છે.તદુપરાંત, આજના ખાણ સંચાલકો અયસ્કના થાપણો મેળવવા માટે 4 કિમી (13,123.4 ફૂટ) જેટલું ઊંડું ખોદકામ કરી રહ્યા હોવાથી, આ સિસ્ટમો ઝડપથી મોટી બની જાય છે.તે તેમને ઇન્સ્ટોલ કરવા અને ચલાવવા માટે વધુ ખર્ચાળ બનાવે છે અને વધુ ઊર્જા ભૂખ્યા બનાવે છે.

તે જ સમયે, બજાર બદલાઈ રહ્યું છે.સરકારો પર્યાવરણીય લક્ષ્યો નક્કી કરી રહી છે અને ગ્રાહકો નીચા કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટને દર્શાવી શકે તેવા અંતિમ ઉત્પાદનો માટે વધુને વધુ પ્રીમિયમ ચૂકવવા તૈયાર છે.તે ખાણોને ડીકાર્બોનાઇઝ કરવામાં વધુ રસ પેદા કરી રહી છે.

લોડ, હૉલ અને ડમ્પ (LHD) મશીનો આ કરવા માટે ઉત્તમ તક છે.તેઓ ભૂગર્ભ ખાણકામ માટે લગભગ 80% ઊર્જા માંગનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે કારણ કે તેઓ ખાણ દ્વારા લોકો અને સાધનોને ખસેડે છે.

બેટરી સંચાલિત વાહનો પર સ્વિચ કરવાથી ખાણકામને ડીકાર્બોનાઇઝ કરી શકાય છે અને વેન્ટિલેશન સિસ્ટમને સરળ બનાવી શકાય છે.

આ માટે ઉચ્ચ શક્તિ અને લાંબા સમયની બેટરીની જરૂર છે - એક ફરજ જે અગાઉની તકનીકની ક્ષમતાઓથી આગળ હતી.જો કે, છેલ્લાં કેટલાંક વર્ષોમાં સંશોધન અને વિકાસએ યોગ્ય સ્તરની કામગીરી, સલામતી, પરવડે તેવી અને વિશ્વસનીયતા સાથે લિથિયમ-આયન (લિ-આયન) બેટરીની નવી જાતિ બનાવી છે.

પાંચ વર્ષની અપેક્ષા

જ્યારે ઓપરેટરો LHD મશીન ખરીદે છે, ત્યારે તેઓ કઠિન પરિસ્થિતિઓને કારણે વધુમાં વધુ 5-વર્ષના જીવનની અપેક્ષા રાખે છે.મશીનોને ભેજ, ધૂળ અને ખડકો, યાંત્રિક આંચકો અને કંપન સાથે અસમાન સ્થિતિમાં 24 કલાક ભારે ભાર વહન કરવાની જરૂર છે.

જ્યારે પાવરની વાત આવે છે, ત્યારે ઓપરેટરોને એવી બેટરી સિસ્ટમની જરૂર હોય છે જે મશીનના જીવનકાળ સાથે મેળ ખાતી હોય.બેટરીઓને વારંવાર અને ઊંડા ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ચક્રનો પણ સામનો કરવાની જરૂર છે.વાહનની ઉપલબ્ધતા વધારવા માટે તેઓ ઝડપી ચાર્જિંગ માટે સક્ષમ હોવા પણ જરૂરી છે.આનો અર્થ એ છે કે અડધા દિવસની શિફ્ટ પેટર્ન સાથે મેળ ખાતા એક સમયે 4 કલાક સેવા.

ઝડપી ચાર્જિંગ વિરુદ્ધ બેટરી-સ્વેપિંગ

આ હાંસલ કરવા માટે બેટરી-સ્વેપિંગ અને ઝડપી ચાર્જિંગ બે વિકલ્પો તરીકે ઉભરી આવ્યા છે.બેટરી-સ્વેપિંગ માટે બેટરીના બે સરખા સેટની જરૂર પડે છે - એક વાહનને પાવર કરે છે અને બીજો ચાર્જ કરે છે.4-કલાકની શિફ્ટ પછી, ખર્ચાયેલી બેટરીને તાજી ચાર્જ કરેલી બેટરીથી બદલવામાં આવે છે.

ફાયદો એ છે કે આને ઉચ્ચ પાવર ચાર્જિંગની જરૂર નથી અને સામાન્ય રીતે ખાણના હાલના ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર દ્વારા સપોર્ટ કરી શકાય છે.જો કે, ચેન્જઓવર માટે લિફ્ટિંગ અને હેન્ડલિંગની જરૂર છે, જે એક વધારાનું કાર્ય બનાવે છે.

અન્ય અભિગમ એ છે કે વિરામ, વિરામ અને શિફ્ટ ફેરફારો દરમિયાન લગભગ 10 મિનિટની અંદર ઝડપી ચાર્જિંગ માટે સક્ષમ સિંગલ બેટરીનો ઉપયોગ કરવો.આનાથી બેટરી બદલવાની જરૂરિયાત દૂર થાય છે, જીવન સરળ બને છે.

જો કે, ઝડપી ચાર્જિંગ હાઇ-પાવર ગ્રીડ કનેક્શન પર આધાર રાખે છે અને ખાણ ઓપરેટરોએ તેમના ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરને અપગ્રેડ કરવાની અથવા વેસાઇડ એનર્જી સ્ટોરેજ ઇન્સ્ટોલ કરવાની જરૂર પડી શકે છે, ખાસ કરીને મોટા કાફલાઓ માટે કે જેને એકસાથે ચાર્જ કરવાની જરૂર છે.

બેટરી સ્વેપિંગ માટે લિ-આયન રસાયણશાસ્ત્ર

સ્વેપિંગ અને ફાસ્ટ ચાર્જિંગ વચ્ચેની પસંદગી જણાવે છે કે કયા પ્રકારની બેટરી કેમિસ્ટ્રીનો ઉપયોગ કરવો.

લિ-આયન એ એક છત્ર શબ્દ છે જે ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીની વ્યાપક શ્રેણીને આવરી લે છે.જરૂરી ચક્ર જીવન, કૅલેન્ડર જીવન, ઊર્જા ઘનતા, ઝડપી ચાર્જિંગ અને સલામતી પહોંચાડવા માટે આનો વ્યક્તિગત રીતે અથવા મિશ્રિત ઉપયોગ કરી શકાય છે.

મોટાભાગની લિ-આયન બેટરીઓ નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે ગ્રેફાઇટથી બનાવવામાં આવે છે અને હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે વિવિધ સામગ્રીઓ ધરાવે છે, જેમ કે લિથિયમ નિકલ-મેંગેનીઝ-કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ (NMC), લિથિયમ નિકલ-કોબાલ્ટ એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ (NCA) અને લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP). ).

આમાંથી, NMC અને LFP બંને પર્યાપ્ત ચાર્જિંગ પ્રદર્શન સાથે સારી ઊર્જા સામગ્રી પ્રદાન કરે છે.આ બેટરી સ્વેપિંગ માટે આમાંથી કોઈ એકને આદર્શ બનાવે છે.

ઝડપી ચાર્જિંગ માટે એક નવું રસાયણશાસ્ત્ર

ઝડપી ચાર્જિંગ માટે, એક આકર્ષક વિકલ્પ ઉભરી આવ્યો છે.આ લિથિયમ ટાઇટેનેટ ઓક્સાઇડ (LTO) છે, જે NMC માંથી બનાવેલ હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ ધરાવે છે.ગ્રેફાઇટને બદલે, તેનું નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ LTO પર આધારિત છે.

આ LTO બેટરીને અલગ પ્રદર્શન પ્રોફાઇલ આપે છે.તેઓ ખૂબ જ ઉચ્ચ પાવર ચાર્જિંગ સ્વીકારી શકે છે જેથી ચાર્જિંગનો સમય 10 મિનિટ જેટલો ઓછો હોય.તેઓ લિ-આયન રસાયણશાસ્ત્રના અન્ય પ્રકારો કરતાં ત્રણથી પાંચ ગણા વધુ ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ચક્રને પણ સમર્થન આપી શકે છે.આ લાંબા કૅલેન્ડર જીવનમાં અનુવાદ કરે છે.

વધુમાં, એલટીઓમાં અત્યંત ઉચ્ચ સ્વાભાવિક સલામતી છે કારણ કે તે વિદ્યુત દુરુપયોગ જેમ કે ડીપ ડિસ્ચાર્જ અથવા શોર્ટ સર્કિટ, તેમજ યાંત્રિક નુકસાનનો સામનો કરી શકે છે.

બેટરી મેનેજમેન્ટ

OEM માટે અન્ય મહત્વપૂર્ણ ડિઝાઇન પરિબળ ઇલેક્ટ્રોનિક મોનિટરિંગ અને નિયંત્રણ છે.તેઓએ વાહનને બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ (BMS) સાથે એકીકૃત કરવાની જરૂર છે જે સમગ્ર સિસ્ટમમાં સલામતીનું રક્ષણ કરતી વખતે કામગીરીનું સંચાલન કરે છે.

એક સારો BMS સતત તાપમાન જાળવવા માટે વ્યક્તિગત કોષોના ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જને પણ નિયંત્રિત કરશે.આ સાતત્યપૂર્ણ પ્રદર્શનને સુનિશ્ચિત કરે છે અને બેટરી જીવનને મહત્તમ કરે છે.તે સ્ટેટ ઑફ ચાર્જ (SOC) અને સ્ટેટ ઑફ હેલ્થ (SOH) પર પણ પ્રતિસાદ આપશે.આ બૅટરી જીવનના મહત્વપૂર્ણ સૂચક છે, SOC બતાવે છે કે ઑપરેટર પાળી દરમિયાન કેટલો સમય વાહન ચલાવી શકે છે, અને SOH બાકીના કૅલેન્ડર જીવનનું સૂચક છે.

પ્લગ-એન્ડ-પ્લે ક્ષમતા

જ્યારે વાહનો માટે બેટરી સિસ્ટમનો ઉલ્લેખ કરવાની વાત આવે છે, ત્યારે મોડ્યુલોનો ઉપયોગ કરવામાં ઘણો અર્થ થાય છે.આ બેટરી ઉત્પાદકોને દરેક વાહન માટે ટેલર-મેઇડ બેટરી સિસ્ટમ્સ વિકસાવવા માટે કહેવાના વૈકલ્પિક અભિગમ સાથે તુલના કરે છે.

મોડ્યુલર અભિગમનો મોટો ફાયદો એ છે કે OEM બહુવિધ વાહનો માટે મૂળભૂત પ્લેટફોર્મ વિકસાવી શકે છે.પછી તેઓ દરેક મોડલ માટે જરૂરી વોલ્ટેજ વિતરિત કરતી સ્ટ્રિંગ્સ બનાવવા માટે શ્રેણીમાં બેટરી મોડ્યુલો ઉમેરી શકે છે.આ પાવર આઉટપુટને નિયંત્રિત કરે છે.પછી તેઓ જરૂરી ઉર્જા સંગ્રહ ક્ષમતા બનાવવા અને જરૂરી અવધિ પૂરી પાડવા માટે આ તારોને સમાંતરમાં જોડી શકે છે.

ભૂગર્ભ ખાણકામમાં ભારે ભારનો અર્થ એ થાય છે કે વાહનોને ઉચ્ચ શક્તિ પહોંચાડવાની જરૂર છે.તે 650-850V પર રેટિંગવાળી બેટરી સિસ્ટમ્સ માટે કૉલ કરે છે.જ્યારે ઉચ્ચ વોલ્ટેજને અપરેટ કરવાથી વધુ પાવર મળશે, તે સિસ્ટમ ખર્ચમાં પણ વધારો કરશે, તેથી એવું માનવામાં આવે છે કે સિસ્ટમો નજીકના ભવિષ્ય માટે 1,000V ની નીચે રહેશે.

સતત 4 કલાકની કામગીરી હાંસલ કરવા માટે, ડિઝાઇનર્સ સામાન્ય રીતે 200-250 kWh ની ઊર્જા સંગ્રહ ક્ષમતા શોધી રહ્યા છે, જોકે કેટલાકને 300 kWh અથવા તેનાથી વધુની જરૂર પડશે.

આ મોડ્યુલર અભિગમ OEM ને વિકાસ ખર્ચને નિયંત્રિત કરવામાં અને ટાઇપ ટેસ્ટિંગની જરૂરિયાત ઘટાડીને માર્કેટમાં સમય ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.આને ધ્યાનમાં રાખીને, Saft એ NMC અને LTO ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી બંનેમાં ઉપલબ્ધ પ્લગ-એન્ડ-પ્લે બેટરી સોલ્યુશન વિકસાવ્યું.

વ્યવહારુ સરખામણી

મોડ્યુલોની સરખામણી કેવી રીતે થાય છે તેની અનુભૂતિ મેળવવા માટે, બેટરી-સ્વેપિંગ અને ફાસ્ટ-ચાર્જિંગ પર આધારિત લાક્ષણિક LHD વાહન માટે બે વૈકલ્પિક દૃશ્યો જોવા યોગ્ય છે.બંને પરિસ્થિતિઓમાં, વાહનનું વજન 45 ટન અનલાડેન અને 60 ટન સંપૂર્ણ લોડ છે જેની લોડ ક્ષમતા 6-8 m3 (7.8-10.5 yd3) છે.સમાન-જેવી સરખામણીને સક્ષમ કરવા માટે, સમાન વજન (3.5 ટન) અને વોલ્યુમ (4 m3 [5.2 yd3]) ની Saft વિઝ્યુઅલાઈઝ્ડ બેટરી.

બેટરી-સ્વેપિંગની સ્થિતિમાં, બેટરી NMC અથવા LFP રસાયણશાસ્ત્ર પર આધારિત હોઈ શકે છે અને કદ અને વજનના પરબિડીયુંમાંથી 6-કલાકની LHD શિફ્ટને સપોર્ટ કરશે.બે બેટરી, 400 Ah ક્ષમતા સાથે 650V પર રેટ કરવામાં આવી છે, જ્યારે વાહનને અદલાબદલી કરવામાં આવે ત્યારે તેને 3-કલાક ચાર્જની જરૂર પડશે.દરેક 3-5 વર્ષની કુલ કેલેન્ડર આયુષ્યમાં 2,500 ચક્ર ચાલશે.

ફાસ્ટ-ચાર્જિંગ માટે, સમાન પરિમાણોની સિંગલ ઓનબોર્ડ LTO બેટરીને 250 Ah ક્ષમતા સાથે 800V પર રેટ કરવામાં આવશે, જે 15-મિનિટના અલ્ટ્રા-ફાસ્ટ ચાર્જ સાથે 3 કલાકની કામગીરી પૂરી પાડે છે.કેમ કે રસાયણશાસ્ત્ર ઘણા વધુ ચક્રનો સામનો કરી શકે છે, તે 5-7 વર્ષનું અપેક્ષિત કેલેન્ડર જીવન સાથે 20,000 ચક્રો વિતરિત કરશે.

વાસ્તવિક દુનિયામાં, વાહન ડિઝાઇનર ગ્રાહકની પસંદગીઓને પૂર્ણ કરવા માટે આ અભિગમનો ઉપયોગ કરી શકે છે.દાખલા તરીકે, ઉર્જા સંગ્રહ ક્ષમતા વધારીને શિફ્ટનો સમયગાળો લંબાવવો.

લવચીક ડિઝાઇન

આખરે, તે ખાણ ઓપરેટરો હશે જેઓ પસંદ કરશે કે તેઓ બેટરી સ્વેપિંગ અથવા ઝડપી ચાર્જિંગ પસંદ કરે છે.અને તેમની પસંદગી તેમની દરેક સાઇટ પર ઉપલબ્ધ વિદ્યુત શક્તિ અને જગ્યાના આધારે બદલાઈ શકે છે.

તેથી, LHD ઉત્પાદકો માટે તેમને પસંદ કરવા માટે સુગમતા પ્રદાન કરવી મહત્વપૂર્ણ છે.