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          鋰電池技術如何加速叉車和電力工程車的電氣化

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          人氣:-發表時間:2022-10-09 10:30【

          加快向低碳或零碳排放的過渡對于將全球變暖保持在理論上安全水平是必要的。根據聯合國《氣候變化框架公約》規定,各國一直在制定到本世紀中葉溫室氣體零排放的目標,到2030年代實現中期目標和里程碑。促進零碳排放的可持續性倡議公司和政府法規正在增加,許多美國最大的公司已經制定了自己的、更激進的凈零目標。

          確保脫碳的最快、也許最經濟的方法之一是在消費點使用清潔能源,如電力,在發電點轉向可再生能源。

          在動力應用中,鋰離子電池系統的滲透率相對較低,但增長迅速。動力部分包括工業物料搬運(物料搬運)設備,如叉車(圖1)和貨物搬運車輛,以及工業升降設備,如剪刀式升降機和電動升降作業車。該設備在發電廠和相關電網基礎設施(即電力線維護)中找到應用。

          物料搬運設備和CARB法規

          領先的市場研究公司LEK在2021年僅將北美鋰離子電池系統在動力領域的市場價值估計在約20億美元,鋰離子電池在電動物料搬運設備市場中所占比例不到10%,而由鉛酸電池系統驅動的占90%以上。但是大家都在向鋰離子電池系統遷移,正在減少鉛酸電池和內燃機(ICE)型。LEK預測,鑒于性能優勢和價格下降,鋰離子電池系統的滲透率預計將繼續迅速增加。到2026年,鋰離子電池系統預計將達到總安裝基數的三分之一,以約30%的復合年增長率(CAGR)增長,并占新的物料搬運設備銷售額的近一半。

          鋰離子電源解決方案通過為所有第1至第3類電動物料搬運設備提供先進的鋰離子電池和充電器,領導和加速了工業電氣化。通過單一供應商提供的集成售后鋰離子電池和充電器進一步緩解了從鉛酸到鋰離子系統的過渡,確保了通往更高效和環境友好型操作的無縫通道。售后市場上,鋰離子電池與所有電動物料搬運設備兼容,鋰離子充電器可以為鋰離子電池和鉛酸電池充電。除了售后市場鋰離子電池和充電器的健康生態系統外,物料搬運OEM制造商,如Hyster-Yale Group和BYD,正在提供新的叉車,這些叉車經過優化,可使用單個集成鋰離子電池運行。與鉛酸系統相比,鋰離子系統具有許多商業和技術優勢,能夠更快地過渡到工業電氣化。

          從2026年起,預計美國加州空氣資源委員會(CARB)禁止銷售所有起重能力為12,000磅(或以下)的新內燃ICE叉車。目前,該立法正處于提案階段,尚未生效。在存量市場中,逐步淘汰ICE叉車也是該提案的一部分,目前仍在研究中。這項立法將影響物料搬運設備行業的方向,不僅在加利福尼亞州,而且在美國全國范圍內。鑒于物料搬運設備的壽命為5至10年,物料搬運設備的購買者正在將購買轉移到帶有鋰離子電池系統的電動叉車,從而確保更大的動力和更早地遵守這一工業電氣化趨勢。

          電動升降機或工程維修車和ACT法規

          電力公司通常擁有一支工程車隊,主要包括斗式卡車(圖2)或維修工程車——之所以這樣命名,是因為維修人員是被派遣調查停電原因使用。電動升降的工程車用于將操作員或線人放在電線桿上,以維修或維護公用事業線路。作為其清潔能源計劃的一部分,電力公司正在過渡到升降部分,采取混合動力,電池供電,卡車由ICE供電。

          鋰離子電池系統是為工程車供電的首選,而不是鉛酸電池。這種先進的鋰離子輔助動力系統允許檢修人員在不運行發動機的情況下操作升降機,并為近一整天的工作提供足夠的電量,包括為液壓升降系統、電動工具和便攜式工作場所電源提供動力。電池還允許在發動機關閉時操作卡車的空調、燈和雙向收音機。沒有電池,升降的液壓系統將由卡車的發動機供電。

          這些混合動力工程車更節能,因為它們減少了空閑時間,從而減少了二氧化碳排放、噪音和發動機磨損。該系統允許檢修人員在線路上工作時完全關閉卡車的發動機,使卡車更安全、更安靜、更省油、更環保。此外,消除發動機噪音使工作條件更安全,改善工人溝通,并實現更安靜的工地操作。標準工程車的發動機在使用升降機每小時使用大約一加侖的燃料。據估計,新的混合動力卡車節省了約30%的燃料費用。對于近6000輛車的車隊來說,每輛車每天只需15分鐘的空轉,每年節省約120萬美元的燃料成本。它還每年減少約1.3噸顆粒物、21噸氮氧化物、26噸一氧化碳和3800噸二氧化碳的排放。

          從技術角度來看,鋰離子技術越來越被視為鉛酸電池系統的引人注目的替代品,因為它提供了更高的能量密度、更長的壽命、更低的運營成本和維護要求:

          鋰離子電池提供最高的能量密度,使它們能夠存儲和輸送更多的能量,而不會占用與鉛酸電池一樣多的空間。

          鋰離子電池的循環周期是鉛酸電池的5到10倍。

          鋰離子電池可以減少電池更換,降低充電成本,培訓更少。

          鋰離子電池支持快速充電、延長運行時間和機會充電,最大限度地減少空閑時間并最大限度地提高生產力。

          當您考慮總擁有成本(TCO)時,鋰離子電池比鉛酸節省了大量費用。雖然鋰離子電池的前期成本更高,但通過提高運營效率和降低TCO,投資回報率(ROI)具有吸引力,并列出了以下操作說明改進:

          提高生產率,降低30%的運營成本——一小時的充電時間消除了更換電池和物料搬運設備不平衡充電的需求。

          將充電的電力公用事業成本降低20%——鋰離子電池充電效率為98%,而鉛酸電池的效率為80%。

          改善了同事的安全條件——由于密封的“免維護”電池沒有水,省去了電池電解質。

          改善環境條件—從環境足跡中消除鉛。

          提高了升降車的資產利用率——鋰離子電池(每輛叉車一塊電池)的利用率為100%,而每輛叉車通常最多三塊鉛酸電池(叉車中有一個電池,存儲兩個電池的資產利用率為33%)。

          降低升降機維護成本——均勻的電力輸送延長了電機壽命,減少了電機維護

          使用鋰離子電池在使用物料搬運設備時也能實現以下Capex改進:

          避免資本成本——消除電池充電間、通風設施、洗眼站和安全裝備。

          重新分配建筑面積—重新分配電池更換室,使其成為中轉區、額外的托盤貨架、休息室或維修店(標稱每平方英尺100美元)

          除了清潔且具有成本效益外,使用鋰離子先進電池和充電器的工業電氣化還實現了物聯網(IoT)連接和遙測。智能互聯平臺為智能系統鋪平了道路,這些系統可以加速自動化,減少人工干預,并增強數據驅動的決策和分析能力。

          物聯網連接通過遠程監控資產并在通過物聯網網關從這些資產獲取的數據的幫助下提供實時可見性來增強車隊管理。物聯網連接有助于車隊經理提高資產利用率和運營效率,并延長資產的使用壽命,從而減少其運營的運營和資本支出。

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