סוללת ליתיום עגלת גולף: 36V מול 48V מול 72V - הימנע ממלכודות
אני מטפל ברכש סוללות בפולינובל כבר ארבע שנים. רוב מה שאני יודע על בחירת מתח הגיע מניקוי טעויות של אנשים אחרים. לא תיאוריה, לא דפי מפרט. פריסות כושלות בפועל שנחתו על שולחני כי מישהו היה צריך להבין מה השתבש והאם נוכל להציל משהו.
אז כשמנהלי צי שואלים אותי באיזה מתח לבחור, אני לא נותן להם השוואה מאוזנת של כל שלוש האפשרויות. אני אומר להם ללכת על 48V אלא אם כן יש להם סיבה ספציפית שלא. זה לא הצעה למכירות. זה מה שהייתי אומר לגיסי-אם הוא יתקשר לשאול את אותה שאלה.
אסון החיבורים מסדרת 12V
לפני שנכנס לבחירת מתח, אני צריך להתייחס למשהו שממשיך להופיע בהצעות מחיר. קונים רואים ארבע סוללות ליתיום 12V 100Ah באמזון ב-2,400 דולר בסך הכל וחושבים שמצאו עסקה על מערכת 48V. חוט אותם בסדרה, סיימתי, נכון?
טָעוּת. לכל אחת מאותן סוללות 12V יש BMS משלה. ארבע סוללות אומרות ארבע מערכות ניהול נפרדות שאינן מדברות זו עם זו. כאשר הסוללה הראשונה מגיעה לטעינה מלאה, ה-BMS שלה מתנתק. זרם מפסיק לזרום דרך כל המיתר. שלוש הסוללות האחרות יושבות שם טעונות חלקית.
עשה זאת במשך כמה חודשים ויש לך ארבע סוללות עם מתחי תאים שונים בתכלית. מיכלי קיבולת. הטווח יורד אולי ל-60% ממה שהוא התחיל. ואז אחת מיחידות ה-BMS מחליטה שתא נמוך מדי ומכבה הכל באמצע המסלול-.
צפיתי באתר נופש באריזונה עובר בדיוק את זה. ארבעים עגלות, 2,400 דולר כל אחת בסוללות, בתוספת עבודת התקנה. בחודש שמונה הם החליפו את כל הצי ביחידות-יחידות מתאימות של 48V. ה"חיסכון" עלה להם באיזה מקום בסביבות $45,000 כאשר אתה מחבר את החומרה המבוזבזת, ההתקנה הכפולה וזמני ההשבתה.
אם אתה לא לוקח שום דבר אחר מהמאמר הזה:מערכת 48V זקוקה לסוללת 48V עם BMS מאוחד. לא ארבע סוללות 12V שמתיימרות להיות 48V.
משתמש בפורום על Cartaholics ניסח זאת טוב ממני:
"לעולם אל תחבר סוללות ליתיום בסדרות אם אתה רוצה פתרון אמין. יש 4 BMS שכולם עושים את שלהם. כשהסוללה הראשונה במחרוזת מגיעה לטעינה מלאה, ה-BMS שלה מתנתק".
למה 48V ולא האחרים
תעשיית עגלות הגולף הסתפקה ב-48V כסטנדרט מסיבות שאין להן שום קשר לשיווק. קלאב קאר, E-Z-GO, Yamaha, כולם עברו ל-48V כי ההנדסה הגיונית.
ב-48V אתה מפעיל זרם נמוך יותר עבור אותו פלט הספק בהשוואה ל-36V. זרם נמוך יותר פירושו פחות חום בכבלים ובמחברים שלך, פחות לחץ על מגעים, חיים ארוכים יותר למברשות המנוע. עומס של 1,500 וואט מושך כ-31 אמפר ב-48V לעומת 42 אמפר ב-36V. ההבדל הזה מתארך על פני אלפי שעות פעילות.
אבל אולי יותר חשוב לרוכשי צי: חלקי 48V נמצאים בכל מקום. הבקר מת ביום שלישי, אתה יכול לקבל החלפה עד יום חמישי משלושה ספקים שונים. נסה זאת עם מערכת 72V ואתה מסתכל על מפיצים מיוחדים עם זמני אספקה ארוכים-לשבוע. ראיתי מבצעים שוכרים עגלות גז ב-$150 ליום בהמתנה לרכיבי 72V שיגיעו.
תצורת 16S LiFePO4 (כלומר 16 תאים בסדרה, 51.2V נומינלי) מעניקה לך את הנקודה המתוקה של כוח, זמינות ובטיחות. שום דבר אקזוטי בשמירה עליו. כנראה שהטכנאים שלך כבר מכירים את הפלטפורמה.
כאשר 36V באמת הגיוני
אני לא אומר ש-36V זה חסר תועלת. עבור היישום הנכון זו הבחירה הנכונה ועולה פחות.
נכסים שטוחים מתחת אולי ל-150 דונם. עגלות פועלות 4 שעות ביום מקסימום. נוסע אחד או שניים, ללא מטען כבד. הסעות קהילתיות שבהן אף אחד לא ממהר. אחוזות פרטיות שבהן הבעלים מוציא אותה בסופי שבוע.
בתנאים אלה, מערכת 36V 100Ah (כ-3.6 קילוואט-שעה) מספקת טווח של 30 עד 40 מייל על קרקע ישרה. יותר ממספיק. ואתה חוסך $500 עד $800 לעגלה לעומת הגדרות מקבילות של 48V.
הבעיה היא כאשר קונים מפרטים 36V עבור יישומים שצריכים למעשה 48V. שים ארבעה נוסעים ותיקי גולף על עגלת 36V, כוון אותה לדרגה של 12% וצפה במה שקורה. בקר המנוע דורש קוצים זרם שיכול להגיע ל-200 אמפר. אם ה-BMS שלך מדורג ל-150A רציף, או שהוא נכבה כדי להגן על עצמו (תוקע את הנוסעים שלך באמצע -גבעה) או שהוא מאפשר זרם יתר ומתבשל לאט במהלך החודשים הבאים.
קיבלתי טלפון בשנה שעברה ממנהל נכסים בקהילה הררית בצפון קרוליינה. הם קנו 36V כי ספק אמר להם שזה "יעבוד מצוין למגורים". שישה חודשים לאחר מכן, למחצית הצי שלהם היו כשלים ב-BMS. העגלות רצו בסדר בקטעים שטוחים אבל בכל פעם שמישהו ניסה לעשות את הקיצור במעלה הגבעה האחורית, משהו נשבר.
אין שום תיקון לזה מלבד החלפת החבילות ב-48V. מה שהם עשו, בהוצאות ניכרות ובמבוכה.
שאלת 72V
מנהלי צי לפעמים שואלים על 72V כאילו זו אפשרות הפרימיום שמוכיחה שהם רציניים. יותר וולט, יותר כוח, חייב להיות טוב יותר.
עבור רוב יישומי עגלות הגולף, 72V הוא יתר על המידה שיוצר בעיות.
כן, אתה מקבל יותר מהירות. כן, טיפוס על גבעות הוא ללא מאמץ. אבל אתה גם משלם 40 עד 60 אחוז יותר עבור המערכת השלמה ברגע שאתה מביא בחשבון בקרים תואמים, מטענים וממירי DC- DC עבור אביזרי ה-12V שלך. המקור לחלקים מצטמצם באופן דרמטי. ובהתאם לתחום השיפוט שלך, מערכות 72V עשויות לדרוש פרוטוקולי בטיחות נוספים והכשרת מפעילים ש-48V לא מפעילים.
72V הגיוני עבור יישומים ספציפיים. נכסים גדולים מעל 500 דונם שבהם הצוות צריך לכסות את הקרקע במהירות. רכבי שירות גוררים 800+ קילוגרמים של ציוד על פני שטח הררי עבור משמרות מלאות. עגלות ביצועים מורמות שבהן הבעלים רוצה במיוחד תאוצה מקסימלית.
אם העגלות שלך מעבירות בעיקר שחקני גולף על פני מסלולים שטוחים יחסית במהירויות רגילות, 48V כבר עולה על הדרישות שלך. מעבר ל-72V קונה לך יכולת שאינה בשימוש תוך הגדלת מורכבות התחזוקה ועלויות החלקים שלך.
אני לא אומר לך ש-72V זה רע. אני אומר לך לוודא שהפעולה שלך אכן זקוקה לה לפני שאתה מקבל את הפרמיה.
קיבולת: המשתנה שאף אחד לא חושב עליו מספיק
מתח מקבל את כל תשומת הלב. לרוב מתייחסים לבחירת הקיבולת כאל מחשבה שלאחר מכן: פשוט בחרו משהו באמצע הטווח והמשיכו הלאה.
זו טעות, כי הקיבולת משפיעה ישירות על משך האריזה שלך.
תאי LiFePO4 מדורגים עבור חיי מחזור בעומק ספציפי של פריקה. חבילה המדורגת ל-3,000 מחזורים ב-80% DoD תספק 5,000+ מחזורים אם תפרק רק ל-50% באופן קבוע. המתמטיקה פשוטה: רכיבה רדודה יותר פירושה חיים ארוכים יותר.
אז מה זה אומר לגבי מפרט הצי? אם העגלות שלך רצות 35 מייל ביום בממוצע:
חבילת 48V 60Ah (2.88 קילוואט-שעה) מכסה את המרחק הזה אבל פועלת בעומק של 85 עד 90 אחוזים של פריקה בכל יום. אתה שורף את חיי המחזור במהירות.
חבילת 48V 105Ah (5.04 קילוואט-שעה) מטפלת באותה ריצה יומית ב-55 עד 60 אחוז DoD. אתה עשוי להכפיל את השנים שלך לפני שדעיכת הקיבולת תהפוך לבעיה.
חבילת 105Ah עולה יותר מראש. אבל אם זה נמשך 8 שנים במקום 5, העלות שלך לשנה יורדת. זוהי מתמטיקה בסיסית של צי שצוותי רכש מדלגים עליה לפעמים מכיוון שהם מוערכים על פי מחיר הרכישה, לא עלויות מחזור החיים.
אבל יש משקל נגד. קיבולת גדולה יותר פירושה חבילה כבדה יותר. מערכת 48V 150Ah שוקלת כ-60 פאונד יותר מגרסת 60Ah. בשטח הררי, המשקל הנוסף הזה מגדיל את צריכת האנרגיה למייל, ואוכל חלקית את יתרון הקיבולת שלך.
לנכסים שטוחים: הגדל את הקיבולת בצורה אגרסיבית, תקבל את מלוא התועלת.
עבור נכסים הרריים: מצא את האיזון שבו תוספת קיבולת עולה על אובדן היעילות מעונש המשקל. בדרך כלל אי שם בטווח של 100 עד 120Ah עבור מערכות 48V.
| קילומטראז' יומי | קיבולת מינימלית מומלצת (48V) | הַנמָקָה |
|---|---|---|
| מתחת ל-20 מייל | 60 אה | רכיבה קלה על אופניים משמרת את חיי החבילה אפילו בקיבולת נמוכה יותר |
| 20-35 מייל | 100-105 אה | שומר על DoD בטווח של 50-70% לאריכות חיים מאוזנת |
| 35-50 מייל | 150 אה | שימוש יומיומי כבד דורש מרווח ראש קיבולת |
| מעל 50 מייל | שקול טעינה של 72V או טעינה-במשמרות כפולות | חבילה בודדת עשויה שלא לכסות יום שלם |
בעיית המטען
אני אקצר את זה כי זה פשוט, אבל זה מדאיג אנשים כל הזמן.
מטעני חומצה-עופרת אינם יכולים לטעון בבטחה סוללות ליתיום. גם אם המתח "תואם".
פרופילי הטעינה שונים מהותית. מטעני חומצה-עופרת דוחפים מתחי גימור מעל 60V עבור מערכות 48V, מה שמלחיץ תאי ליתיום ומאיץ את הפירוק. טעינה נכונה של LiFePO4 עבור חבילת 48V מסתיימת בין 55.2V ל-56.8V. דחיפה של 58.4V באופן קבוע תקצר את חיי החבילה שלך באופן ניכר תוך שנה או שנתיים.
כל תקציב המרת ליתיום צריך לכלול מטעני ליתיום ייעודיים. זה לא ניתן- למשא ומתן. כאשר ספקים אומרים לך כי חבילת הליתיום שלהם "עובדת עם המטען הקיים שלך", בקשו מהם לרשום זאת בכתב עם אחריות המכסה נזק מפרופילי טעינה לא תקינים. תראה באיזו מהירות הם פוסעים לאחור.
מטעני מתח מתכווננים נותנים לך גמישות לחייג את הניתוק המדויק. טען עד 55.2V לאריכות ימים מרבית אם אינך זקוק לטווח מלא בכל יום. קפיצה ל-56.8V כאשר אתה צריך כמה אחוזים נוספים מהקיבולת.
מפרטי BMS שחשובים למעשה
כאשר בוחנים ספקי סוללות, רוב הקונים מסתכלים על קיבולת, מתח ומחיר. מפרט ה-BMS מתעלף בגיליונות הנתונים, אך הם קובעים אם העגלות שלך פועלות בצורה מהימנה תחת עומס.
זרם פריקה מתמשך: זה מה שה-BMS מאפשר מתמשך. עגלות סטנדרטיות ללא שינוי צריכות מינימום 150A. עגלות מורמות עם צמיגים גדולים יותר, או רכבי שירות, צריכות 200A או יותר. אם ה-BMS שלך מדורג נמוך ממה שהאפליקציה שלך דורשת, הוא ייפסק תחת עומס. בדרך כלל ברגע הגרוע ביותר האפשרי.
זרם פריקה שיא: קוצים- קצרים במהלך האצה והתחלות גבעה. עגלות סטנדרטיות מושכות פסגות של 250A+. רכבים שעברו שינוי יכולים לעלות ל-400A ומעלה. ה-BMS זקוק למרווח גחון מעל שיא הביקוש בפועל שלך, או שהוא מפסיק כיבוי מגן.
הגנה על טמפרטורה נמוכה: תאי LiFePO4 ניזוקים לצמיתות אם אתה מטעין אותם מתחת לאפס. ציפוי ליתיום נוצר על האנודה ואינו נעלם. BMS איכותי כולל חישת טמפרטורה שחוסמת טעינה מתחת ל-32 מעלות פרנהייט. חבילות תקציב לפעמים מדלגות על זה. אם אתה פועל באקלים קר, ודא שהגנה זו קיימת לפני שהחורף יהרוס את ההשקעה שלך.
שיטת איזון תאים: איזון פסיבי מדמם מטען עודף מתאי גבוה כחום. זה עובד אבל מבזבז אנרגיה ומתאזן רק במהלך הטעינה. איזון אקטיבי מעביר מטען בין תאים, פועל גם בזמן פריקה ושומר על איזון הדוק יותר לאורך חיי החבילה. עבור יישומי צי עם ניצול גבוה, איזון אקטיבי מאריך את חיי החבילה שמיש באופן ניכר.
קבל את גיליון מפרט ה-BMS האמיתי מהספק שלך, לא רק את גיליון מפרט הסוללה. אם הם לא יכולים או לא רוצים לספק את זה, זה אומר לך משהו על מה שהם מסתירים.
מספרים אמיתיים על ליתיום לעומת עופרת-עלויות חומצה
ההבדל בעלויות מראש בין ליתיום לחומצה-עופרת הוא אמיתי. ערכת חומצה- של 48V פועלת בין 800 ל-1,500 דולר. שווה ערך לליתיום עולה 2,000 עד 3,500 דולר. צוותי רכש המתמקדים במחיר הרכישה רואים את הדלתא ומגיעים לחומצה{11}}עופרת.
אבל מחיר הרכישה הוא לא מה שאתה משלם בפועל לאורך מחזור חיי הציוד.
סוללות-עופרת בחומצה ביישומים מסחריים של עגלות גולף מחזיקות מעמד 3 עד 5 שנים, בהתאם למידת האופניים שלהן. כמה ציים מתחלפים לאחר 3 שנים כי הביצועים יורדים בצורה בלתי מתקבלת על הדעת. זה אומר 2 עד 3 רכישות סוללה במהלך תקופת בעלות של 10 שנים.
חבילות ליתיום עם ניהול DoD תקין עולות בדרך כלל על 10 שנים. רכישה אחת.
חומצת עופרת- דורשת תחזוקה שבועית. השקיה, ניקוי מסוף, חיובי השוואת. תאר 15 עד 20 דקות לכל עגלה בשבוע אם אתה עושה את זה כמו שצריך. במשך 50 שבועות זה 12 עד 17 שעות לכל עגלה בשנה בלידה. במחיר של $15 לשעה בטעינה מלאה, אתה מוציא $180 עד $250 בשנה לכל עגלה רק על תחזוקת הסוללה.
ליתיום לא דורש שום דבר מזה. אפס עבודת תחזוקה.
הוסף את ההבדל ביעילות האנרגיה. לחבילות ליתיום יש התנגדות פנימית נמוכה יותר ואינן מבזבזות כוח על חוסר יעילות טעינה כמו שעופרת-חומצה. בהתאם לתעריפי החשמל והניצול שלך, ליתיום חוסך $30 עד $60 לעגלה מדי שנה בעלויות החשמל.
חבר את זה לתצוגה של 10 שנים:
חומצת-עופרת לעגלה:
- חבילה ראשונית: $1,200
- החלפה בשנה 4: $1,200
- החלפה בשנה 7: $1,200
- עבודת תחזוקה (10 שנים): $2,000
- החלפת מטען: 300 דולר
- סה"כ: בערך 5,900 דולר
ליתיום לעגלה:
- חבילה ראשונית: 2,800 דולר
- מטען ליתיום: 400 דולר
- תחזוקה: $0
- חיסכון באנרגיה: -$400
- סה"כ: כ-2,800 דולר
אופציית הליתיום עולה פחות ממחצית במהלך תקופת הבעלות. וזה בלי לקחת בחשבון את היתרונות התפעוליים: אין תקלות באמצע-הסבב כתוצאה מחומצה-תדלדלה של עופרת, אין משמרות תחזוקה בשבת, אין לוחות זמנים להשקיה למעקב.
Beach Bums Golf Car Rentals בפלורידה תיעדו את הניסיון שלהם בהסבה של 65 עגלות השכרה לליתיום בשנת 2021. הם החליפו חבילות חומצה-עופרת כל שנה עד שנתיים מכיוון שהשימוש בהשכרה גורם לסוללות קשה. שגרת התחזוקה בשבת שלהם, שצרכה יום צוות מלא בכל שבוע, בוטלה לחלוטין. תלונות לקוחות על עגלות שמתות באמצע-השכרה הגיעו לאפס. העסק למעשה פתח הכנסות חדשות על ידי הצעת השכרות-לכל יום שטווח{10}}חומצה לא יכול לתמוך בהן (golfcaradvisor.com).
ROI של המרת צי
עבור צי של 20-עגלות שמעריך המרת ליתיום מחומצה עופרת, כך בדרך כלל מסתדר המתמטיקה:
השקעה חד פעמית-:
חבילות ליתיום (20 × 2,800 דולר): 56,000 דולר
מטעני ליתיום (10 יחידות × 400 דולר): 4,000 דולר
עבודת התקנה (20 × 200 דולר): 4,000 דולר
פחות: ערך הצלה של-ציוד חומצה עופרת: -$3,000
השקעה נטו: כ-61,000 דולר
חיסכון תפעולי שנתי:
עבודת תחזוקה מבוטלת: 4,000 דולר
רזרבות החלפה שנמנעו (היו מוציאים ~ 8,000 $ לשנה על החלפות מתגלגלות): 8,000 $
הפחתת עלות אנרגיה: 800 דולר
חיסכון שנתי כולל: כ-12,800 דולר
החזר: מתחת ל-5 שנים
לאחר ההחזר, הצי לוכד את החיסכון הזה ללא הגבלת זמן עד שחבילות הליתיום יזדקקו בסופו של דבר להחלפה, מה שלא יקרה תוך 10 שנים אם DoD מנוהל בצורה סבירה.
חישוב זה משתנה על סמך עלויות העבודה שלך, תעריפי החשמל ומידת המאמץ שאתה מעביר את הצי שלך. פעולות מסחריות בעלות-ניצול גבוהות רואות החזר מהיר יותר. ציים פרטיים בשימוש נמוך- נמשכים זמן רב יותר. אבל עבור רוב היישומים המסחריים, עפרונות המרת ליתיום יוצאים כלכלית עוד לפני שסופרים את השיפורים התפעוליים.
מה לאמת לפני החתימה
נכוויתי מספיק פעמים כדי שיהיה לי רשימת בדיקה. לא מסובך, אבל מכסה את הדברים שבאמת גורמים לבעיות.
ראשית: ודא שהחבילה היא באמת יחידה משולבת אחת עם BMS מאוחד, לא מספר סוללות קטנות יותר ארוזות יחד. שאל ישירות. אם התשובה מעורפלת, תתרחק.
שנית: לקבל את מפרטי BMS בכתב. דירוג פריקה רציף ושיא. ספי הגנה מפני טמפרטורה. סוג איזון תאים. אם הספק אינו יכול לספק תיעוד זה, בקרת האיכות שלו חשודה.
שלישית: אמת אישורים. UL 2271 לכלי רכב חשמליים קלים. UN 38.3 לבטיחות תחבורה. בקשו אישורים ממשיים, לא רק תביעות. UL מתחזקת מסד נתונים ציבורי שבו אתה יכול לאמת.
רביעית: להבין את תנאי האחריות. כיצד נמדדת ירידה ביכולת? מהי התקנה של-ביטול אחריות? קבל תשובות ספציפיות לפני שאתה מגלה החרגות לאחר כישלון.
חמישי: עבור הזמנות מעל 10 יחידות, דחפו לתוכנית פיילוט. שתיים או שלוש עגלות שמריצות את המסלולים שלך בפועל במשך 60 עד 90 ימים לפני התחייבות מלאה. כל ספק שבטוח במוצר שלו יענה על כך. למי שמתעקש על התחייבות גורפת מראש עשויות להיות סיבות להימנע מהשוואה.
החלטת המתח חשובה. החלטת היכולת חשובה. אבל זה לא משנה אם אתה קונה מספק שאינו יכול לגבות את המפרט שלו. שונות האיכות בענף זה היא עצומה. שיעורי הבית שאתה עושה לפני הרכישה קובעים אם ההמרה שלך מצליחה או הופכת לשיעור יקר.
אני עובד עבור Polinovel, אז קח את נקודת המבט שלי בהקשר מתאים. אבל אני מעדיף להפסיד מכירה בכך שאני ישר איתך מאשר לזכות במכרז שהופך למחלוקת אחריות שישה חודשים מאוחר יותר. הנקודות הטכניות כאן חלות ללא קשר לסוללות של מי אתה קונה בסופו של דבר.
