Модулдук дизайн деген эмне?

Өткөн айда Мичигандагы автопарктын менеджеринен телефон чалды. Муздак сактоочу жай, уч сменада иштеген жук ташуучу машиналар. Анын 80В батарейкасы 14 айдан кийин ката кодун ыргытып жиберди{4}}BMS кулпуланып, жүк ташуучу унаа өлдү. Жеткирип берүүчүсүнө чалып, алмаштыруу үчүн 22 000 доллар жана алты -жума күтүү керектиги айтылды.

 

Биз андан мукабасын ачып, сүрөттөрүн жөнөтүүнү сурандык. Көрсө, клеткалар түз лотокко структуралык клей менен чапталган. Модулдар жок, тейлөө мүмкүнчүлүгү жок. Бүт пакет бир катуу блок болчу. Аны ким иштеп чыкса, балким, спецификация үчүн бир нече Вт/кг бөлүп алууга аракет кылгандыр, эми бул адам бул чечим үчүн төлөп жатат.

 

Бул кимдир бирөө бизден модулдук дизайн жөнүндө сураганда контекст. Кеп чындыгында аныктамаларда эмес,-бир нерсе туура эмес болгондо эмне болору жана алар акырында эмне болору жөнүндө.

 

Негизги идея

Модулдук дизайн клеткаларды өзүнчө бирдиктерге (модульдерге) уюштуруу дегенди билдирет, аларды сиз өз алдынча чыгарып, иштей аласыз. Ар бир модулдун өзүнүн кадры, өзүнүн электрдик байланыштары, өзүнүн жылуулук интерфейси бар. Пакетти тейлөө керек болгондо, сиз 60 кВт.саат монолиттин ордуна 5-10 кВт/саат электр кубатын иштетип жатасыз.

Альтернативалык ыкма-Клеткага{1}}-Упаковкага, Уюлга--Шассиге, сиз аны кандай атагыңыз келсе,-ал аралык структураларды толугу менен өткөрүп жиберет. Клеткалар түз эле пакеттин корпусуна же ал тургай унаанын полуна кирет. Сиз маркетингди көргөн чыгарсыз: CATL's Qilin көлөмү 72% га жетти, BYD's Blade клеткалары лотоктун толук туурасын иштетет, Тесла өзүнүн 4680терин структуралык пакеттерге ширетет.

Бул чыныгы инженердик жетишкендиктер. Алар жүргүнчүлөрдү ташуучу EV унаалары үчүн мааниси бар, мында бардыгы диапазондун номерлери боюнча атаандашат жана сиз миллиондогон окшош бирдиктерди чыгарып жатасыз. Бирок өнөр жай колдонмолору таптакыр башка жагдай.

Көйгөйлөр көрүнгөн жерде

Клеткалар структуралык жабышчаак менен туташтырылганда, сиз аларды бир нерсени жок кылбай туруп ажырата албайсыз. Жылуулук өткөрүүнү жакшыртуучу бир эле жылуулук интерфейси материалдары бүт жамаатты туруктуу кылат. Бир клетка бузулат, пачка начар.

Жүргүнчүлөрдү ташуучу унаа ээлери үч жылга ижарага алып, соодалашат. Жүк көтөргүч бөлүштүрүүчү борбордо эң аз он жыл иштейт. Математика башкача иштейт.

Биз кардарлар базасында оңдоого кеткен чыгымдарды байкадык жана үлгү ырааттуу. Модуль{1}}деңгээлиндеги кызмат эмгекти кошкондо $400-800 турат. Салыштырылган интеграцияланган дизайнга -толук пакет алмаштыруу, ал тургай, бир жолу 15 000-25 000 доллар, плюс бир нече жумалык жеткирүү убактысын ала аласыз.

токтоп калуу сандары муну ого бетер начарлатат. ABB 2024-жылдагы өнөр жай сурамжылоосу (3200+ респондент) бардык тармактар ​​боюнча пландан тышкары токтоп калуулар орточо эсеп менен $125,000/саатына-автоунаа өндүрүшү $2 млн+. ды түзөөрүн көрсөттү.

Мунун камсыздандыруу жагы да кызык. Тейлөө жараксыз пакеттери бар жабдуулардын-толук жоготуу босоголору жөнгө салынып жатканын угуп жатабыз. Маанилүү-эгер кичине кагылышуу батареяны 20 миң долларга алмаштырууну билдирсе, "жалпы" боюнча математика тез өзгөрөт.

Жылуулук башкаруу татаал болуп калат

Температураны көзөмөлдөө - модулдук архитектура чындап эле өз ордун табат, бирок бул жөнүндө көп айтылбайт.

Литий клеткалары болжол менен 15 градустан 35 градуска чейин калууну каалайт. Өтө ысык жана алар -ар бир 10 градус оптималдуу жогору тез бузулуп, циклдин иштөө мөөнөтүн болжол менен экиге кыскартат. Өтө суук болсо, сиз кубаттуулукту жоготуп аласыз, ошондой эле тоңуп калгандан төмөн кубаттоо литий каптоо коркунучун жаратат. Кандай болбосун жаман натыйжалар.

Модулдук чек аралар сизге табигый жылуулук аймактарын берет. Модулдардын ортосуна муздаткыч плиталарды коюп, суюктукту аныкталган каналдар аркылуу өткөрө аласыз, көйгөйлүү аймактарды изоляциялай аласыз. Системаны моделдөө жана куруу оңой.

Модуль корпустарындагы фазалык{0}}өзгөртүү материалдары менен конфигурацияларды сынап жатабыз. Ошол эле негизги продукт Сауд Арабиядагы ачык короолорду жана Канададагы муздаткычтарды тейлейт. Муздак сактоону сыноодо батарейкалар толук зарядсыздануу циклинен кийин -20 градус чөйрөдө 14+ саат 0 градустан жогору турду. Жылуулук башкаруусу жок болсо, бир нече сааттын ичинде тоңуп каласыз.

Баардыгы бир чоң муздаткыч пластинкага туташтырылган интегралдык пакет менен, сиз аны чындап ыңгайлаштыра албайсыз. Жылуулук системасы структура болуп саналат. Ар кандай колдонмо ар кандай пакет дизайнын билдирет.

Өндүрүш экономикасы-Сиз күткөндөй эмес

Интегралдык дизайн үчүн кадам ар дайым өндүрүштүн натыйжалуулугуна байланыштуу. Азыраак бөлүктөр, тезирээк чогултуу, арзан баада. Tesla Model 3 пакетин чогултууну 7 сааттан 17 мүнөткө чейин кыскартты. Бул сандар реалдуу.

Алар ошондой эле адистештирилген автоматташтырылган миллиондогон окшош пакеттерди курууга негизделген, аларды орнотуу үчүн он миллиондогон акча кетет.

Өнөр жай аккумуляторун өндүрүү эч нерсеге окшошпойт. Кадимки жүк көтөргүч OEMге 24Вдан 80Вга чейин, балким, он чакты кубаттуулуктагы варианттар боюнча, ар кандай жабдуулардын бренддериндеги ар кандай шассиге туура келген пакеттер керек. Биз миллиондогон бир SKU эмес, толук продукт линиясы боюнча он миңдеген бирдиктер жөнүндө айтып жатабыз.

Модулдук архитектура мындай ар түрдүүлүктү чечет. Сиз бир модулдун дизайнын текшересиз, андан кийин кардарга кандай чыңалуу жана кубаттуулук керек болсо, ар кандай көлөмдөрдү бириктиресиз. Пакет-деңгээлинин түзүлүшү негизинен стеллаж. Жаңы конфигурациялар бир нече аптадан кийин жөнөтүлүшү мүмкүн, анткени модулдун оор бөлүгү-этап- бүтүп калган.

Акыркы өнөр жайлык жайылтуулардын масштабы окуяны теорияга караганда жакшыраак айтып берет:

Өнөр жай аккумулятордук флотту жайылтуу (2023-2025)

Эмнеси менен өзгөчөлөнөт: -кен казып алуу, муздак сактоочу жай, аэропорттун операциялары- талап кылынган шарттарда ар бир негизги жайылтуу модулдук дизайн менен өттү. Интегралдык ыкма жүргүнчүлөрдү ташуучу EV унааларында үстөмдүк кылат. Ар кандай иштөө реалдуулуктары, ар кандай архитектуралык тандоолор.

Муну интеграцияланган пакеттер менен жасап көрүңүз. Ар бир вариант өзүнүн инструменттерин, өзүнүн валидациясын, өзүнүн өндүрүшүн орнотууну талап кылат. Автоунаа масштабындагы натыйжалуулуктун артыкчылыгы, сиз майдаланган өнөр жай рынокторун тейлеп жатканыңызда ийкемдүүлүк жазасына айланат.

Чыгымдардын абалы

Өнөр жай баалары боюнча маалыматтар (BloombergNEF жыл сайын изилдөөлөрдү жарыялайт) LFP пакетинин баасы дүйнө жүзү боюнча болжол менен $81/кВт/саат түзөт, ал эми олуттуу аймактык вариация менен-Кытайда 84 доллар/кВт/саат, Түндүк Америкада $121/кВт саат болот. Бул 44% премиум эмгек чыгымдарын, жеткирүү чынжырынын мөөнөтүн жана өндүрүш масштабын чагылдырат.

Бул сатып алуу баасы. Алар он жылдык операциянын ичинде эмне болуп жатканын сүрөткө тартышпайт.

Жылына 3 000 саат иштеген көп нөөмөттүү жүк көтөрүүчү{0}} үчүн батарея качандыр бир убакта тейлөөгө муктаж болот. Өмүрүндө эки жолу, балким үч жолу.

Модулдук пакеттерде 1500-2500 долларды түзөт, анын ичинде токтоп калуу чыгымдары. Интегралдык таңгактарда сиз $40 карап жатасыз, эгерде сиз бүт бирдигин бир жолу алмаштырышыңыз керек болсо, 000+.

ТШОнун флот операторлорунун жарыяланган изилдөөлөрү төмөнкүдөй үлгү көрсөтөт:

Литий менен коргошундун-ТКОнун кислотасынын анализи (көп сменалык операциялар)

*Булактары: UgoWork флотунун анализи (50 жүк ташуучу Техас 3PL), Raymond корпорациясынын эталондук маалыматтары, OneCharge муздак сактоочу жайларды *

Модулдук архитектура үчүн алдын ала премиум-аны 15-20%-деп атайбыз, адатта, көп нөөмөттүү операцияларда 24-36 айдын ичинде кайтарылып берилет. Ал тургай, бир сменалык арыздар беш жылдын ичинде ал жерге келет.

Регулятивдик багыт

Кытай да, ЕБ да тейлөөгө жарамдуу дизайнды жактырган ченемдик укуктук актыларга өтүштү.

GB 38031-2020 (Кытайдын EV батареясынын коопсуздук стандарты) жылуулук таралуу тоскоолдуктарын талап кылат – эгер бир клетка качып кетсе, чектеш клеткалар кеминде беш мүнөт жашай алышы керек же таңгак эскертүү бериши керек. Модул чек аралары бул тоскоолдуктарды коюу үчүн табигый жер.

2027-жылга чейин иштелип чыккан ЕС Батарея Регламенти көмүртек изине көз салуу, кайра иштетилген мазмун жана "Батарея паспорту" тутумдары аркылуу жашоо циклине көз салуу үчүн талаптарды кошот. Батареяларды демонтаждоо үчүн жасалганда мунун баары оңой. Модулдарды тартууга, баалоого, экинчи-турмуш тиркемелерине же кайра иштетүүгө жөнөтүүгө болот. Интегралдык пакеттерди айрып салуу керек.

Саясаттын багыты абдан айкын: батареялар бир жолу колдонулуучу эмес, узакка колдонулуучу товарлар. Өндүрүштүн ыңгайлуулугу үчүн оптималдаштырылган конструкциялар убакыттын өтүшү менен көбүрөөк сүрүлүүгө дуушар болот.

Бул чечимдерди кабыл алуу үчүн эмнени билдирет

Интеграцияланган архитектура-жаңы эмес, алар жөн гана өнөр жай колдонмолору талап кылгандан башка максаттар үчүн оптималдаштырылган. CATL жана BYD максималдуу өндүрүш көлөмүндө максималдуу энергия тыгыздыгын талап кылган унаа өндүрүүчүлөр үчүн куруп жатышат. Бул мыйзамдуу чечими менен мыйзамдуу инженердик көйгөй.

Өнөр жай жабдуулары башкача. Он-жылдык жашоо цикли. Кардар техниктери тарабынан талаа кызматы. Тоңдургучтан чөлгө чейин иштөө чөйрөлөрү. Жабдуулардын маркалары боюнча ондогон чыңалуу жана кубаттуулуктар.

Эгер сизде ушундай болсо, батарейканын камсыздоочусунан суроолорду бериңиз:

Жооптор сизге иштеп жаткан реалдуулук үчүн жасалган бир нерсени сатып алып жатасызбы же жеткиликтүү болгон нерсени айтып берет.

Биз көп жылдар бою өнөр жайлык колдонмолор үчүн модулдук пакеттерди куруп жатабыз, анткени тиркемелер ушуну талап кылат. Өзгөчөлөштүрүлгөн баракчанын номерлери сиз чоң унаа аккумуляторун жеткирүүчүлөрдөн көргөндөй таасирдүү эмес. Ээлик кылуунун он- жылдык баасы, адатта, болот.