Golfkärryn litiumakku: 36V vs 48V vs 72V – Vältä sudenkuoppia

Olen hoitanut akkuhankintoja Polinovelissa nyt neljä vuotta. Suurin osa siitä, mitä tiedän jännitteen valinnasta, tuli muiden ihmisten virheiden siivoamisesta. Ei teoriaa, ei teknisiä tietoja. Todelliset epäonnistuneet käyttöönotot, jotka laskeutuivat pöydälleni, koska jonkun piti selvittää, mikä meni pieleen ja voimmeko pelastaa mitään.

 

Joten kun kaluston johtajat kysyvät minulta, mikä jännite valita, en anna heille tasapainoista vertailua kaikista kolmesta vaihtoehdosta. Kehotan heitä käyttämään 48 V, ellei heillä ole erityistä syytä olla tekemättä. Se ei ole myyntipuhe. Tämän sanoisin lankolleni, jos hän soittaisi ja kysyisi saman kysymyksen.

12V-sarjan yhteyskatastrofi

Ennen kuin aloitan jännitteen valinnan, minun on käsiteltävä jotain, joka näkyy jatkuvasti tarjouspyynnöissä. Ostajat näkevät Amazonissa neljä 12 V 100 Ah litiumakkua yhteensä 2 400 dollarilla ja luulevat löytäneensä sopimuksen 48 V järjestelmästä. Kytke ne sarjaan, eikö niin?

Väärin. Jokaisella näistä 12 V akuista on oma BMS. Neljä akkua tarkoittaa neljää erillistä hallintajärjestelmää, jotka eivät puhu keskenään. Kun ensimmäinen akku latautuu täyteen, sen BMS katkeaa. Virta lakkaa kulkemasta koko merkkijonon läpi. Muut kolme akkua ovat siellä osittain ladattuina.

Tee tätä muutaman kuukauden ajan, ja sinulla on neljä akkua, joissa on hurjan eri kennojännitteet. Tilavuus säiliöt. Alue putoaa ehkä 60 prosenttiin siitä, mistä se alkoi. Sitten yksi BMS-yksiköistä päättää, että solu on liian alhainen ja sulkee kaiken väylän puolivälissä.

Katselin Arizonan lomakeskuksen käyvän läpi juuri tämän. Neljäkymmentä kärryä, kukin 2400 dollaria akkuina, plus asennustyö. Kahdeksanteen kuukauteen mennessä he korvasivat koko laivaston oikeilla-yksipakkaisilla 48 V:n yksiköillä. "Säästöt" maksoivat heille noin 45 000 dollaria, kun lasketaan yhteen hukkaan mennyt laitteisto, kaksinkertainen asennus ja seisokit.

Cartaholics-foorumin käyttäjä ilmaisi asian paremmin kuin minä:

Miksi 48V eikä muut

Golfkärryteollisuus asettui 48 V:n standardiksi syistä, joilla ei ole mitään tekemistä markkinoinnin kanssa. Club Car, E-Z-GO, Yamaha, ne kaikki siirtyivät 48 V:iin, koska suunnittelu on järkevää.

48 V:lla käytät pienempää virtaa samalla teholla kuin 36 V:lla. Pienempi virta tarkoittaa vähemmän lämpöä kaapeleissa ja liittimissä, vähemmän rasitusta kontaktoreihin ja pidempään moottoriharjojen käyttöikään. 1 500 watin kuorma vetää noin 31 ampeeria 48 V jännitteellä verrattuna 42 ampeeriin 36 V jännitteellä. Tämä ero kasvaa tuhansien käyttötuntien aikana.

Mutta ehkä tärkeämpää kaluston ostajille: 48 V:n osia on kaikkialla. Ohjain kuolee tiistaina, voit saada korvaavan torstaihin mennessä kolmelta eri toimittajalta. Kokeile sitä 72 V:n järjestelmällä ja etsit erikoisjakelijoita, joilla on viikon{4}}pitkä toimitusaika. Olen nähnyt toimintojen vuokraavan kaasukärryjä hintaan 150 dollaria/päivä odottamassa 72 V komponenttien saapumista.

16S LiFePO4 -kokoonpano (eli 16 kennoa sarjassa, nimellisjännite 51,2 V) tarjoaa sinulle mahtavan tehon, saatavuuden ja turvallisuuden. Sen ylläpidossa ei ole mitään eksoottista. Teknikkosi tuntevat todennäköisesti jo alustan.

Kun 36 V on todella järkevää

En sano, että 36V on hyödytön. Oikealle sovellukselle se on oikea valinta ja maksaa vähemmän.

Alle 150 hehtaarin kokoisia asuntoja. Kärryt pyörivät enintään 4 tuntia päivässä. Yksi tai kaksi matkustajaa, ei raskasta lastia. Yhteisöbussit, joissa kenelläkään ei ole kiirettä. Yksityistilat, joilta omistaja vie ne pois viikonloppuisin.

Näissä olosuhteissa 36 V:n 100 Ah järjestelmä (noin 3,6 kWh) tarjoaa 30–40 mailin toimintasäteen tasaisella alustalla. Enemmän kuin tarpeeksi. Säästät 500–800 dollaria per vaunu verrattuna vastaaviin 48 V:n asetuksiin.

Ongelmana on, kun ostajat määrittävät 36 V sovelluksiin, jotka todella tarvitsevat 48 V. Aseta neljä matkustajaa ja golflaukkuja 36 V:n kärryyn, osoita se 12 %:n arvoon ja katso mitä tapahtuu. Moottoriohjain vaatii virtapiikkejä, jotka voivat saavuttaa 200 ampeeria. Jos BMS:si on mitoitettu jatkuvalle 150 A:lle, se joko sammuu suojellakseen itseään (juoksuttaa matkustajat keskelle mäkeä) tai sallii ylivirran ja valmistaa itse hitaasti seuraavien kuukausien aikana.

Sain viime vuonna puhelun kiinteistöpäälliköltä mäkisellä paikkakunnalla Pohjois-Carolinassa. He olivat ostaneet 36 V, koska myyjä sanoi heille, että se "toimii hyvin kotikäyttöön". Kuuden kuukauden kuluttua puolessa heidän laivastonsa oli BMS-vikoja. Kärryt kulkivat tasaisilla osilla, mutta aina kun joku yritti ottaa oikotietä ylös takamäkeä, jotain meni rikki.

Siihen ei ole muuta korjausta kuin pakettien vaihtaminen 48 V:iin. He tekivät sen huomattavin kustannuksin ja hämmentyneenä.

72V kysymys

Kalustopäälliköt kysyvät joskus 72 V:stä kuin se olisi premium-vaihtoehto, joka todistaa olevansa tosissaan. Enemmän voltteja, enemmän tehoa, täytyy olla parempi.

Useimmissa golfkärrysovelluksissa 72 V on liikaa, mikä aiheuttaa ongelmia.

Kyllä, saat lisää nopeutta. Kyllä mäkikiipeily on vaivatonta. Mutta maksat myös 40–60 prosenttia enemmän koko järjestelmästä, kun otat huomioon yhteensopivat ohjaimet, laturit ja DC-DC-muuntimet 12 V:n lisävarusteihisi. Osien hankinta supistuu dramaattisesti. Ja lainkäyttöalueestasi riippuen 72 V:n järjestelmät saattavat vaatia lisäturvaprotokollia ja kuljettajan koulutusta, joita 48 V ei laukaise.

72 V on järkevä tietyissä sovelluksissa. Suuret yli 500 hehtaarin kiinteistöt, joissa henkilöstön on katettava maa nopeasti. Hyötyajoneuvot, jotka kuljettavat 800+ kiloa varusteita mäkisessä maastossa täysiä vuoroja varten. Nostetut suorituskykykärryt, joissa omistaja nimenomaan haluaa maksimaalista kiihtyvyyttä.

Jos kärryt kuljettavat golfaajia enimmäkseen tasaisilla väylillä normaalinopeuksilla, 48 V ylittää jo tarpeidesi. 72 V:iin siirtyminen ostaa kyvyn, joka jää käyttämättä ja lisää ylläpidon monimutkaisuutta ja osakustannuksia.

En sano, että 72V on huono. Pyydän sinua varmistamaan, että toimintasi todella tarvitsee sitä ennen kuin hyväksyt palkkion.

Kapasiteetti: Muuttuja Kukaan ei ajattele tarpeeksi

Jännite saa kaiken huomion. Kapasiteetin valintaa käsitellään usein jälkiajatuksena: valitse vain jotain alueen keskeltä ja siirry eteenpäin.

Se on virhe, koska kapasiteetti vaikuttaa suoraan pakkausten kestoon.

LiFePO4-solut on mitoitettu kestämään sykliä tietyllä purkaussyvyydellä. Pakkaus, joka on mitoitettu 3 000 sykliin 80 % DoD:llä, tuottaa 5,000+ jaksoa, jos tyhjennät vain 50 %:iin säännöllisesti. Matematiikka on yksinkertainen: matalampi pyöräily tarkoittaa pidempää käyttöikää.

Mitä tämä sitten tarkoittaa kaluston spesifikaatioille? Jos kärrysi juoksevat keskimäärin 35 mailia päivässä:

48 V:n 60 Ah:n paketti (2,88 kWh) kattaa tämän matkan, mutta toimii 85–90 prosentin purkaussyvyydellä joka päivä. Poltat syklin läpi nopeasti.

48 V:n 105 Ah:n pakkaus (5,04 kWh) kestää saman päivittäisen ajon 55–60 prosentin DoD:llä. Voit kaksinkertaistaa vuodet ennen kuin kapasiteetista tulee ongelma.

105 Ah:n pakkaus maksaa enemmän etukäteen. Mutta jos se kestää 8 vuotta 5 sijaan, vuosikustannukset laskevat. Tämä on peruskaluston matematiikkaa, jonka hankintatiimit ohittavat joskus, koska ne arvioidaan hankintahinnan, ei elinkaarikustannusten perusteella.

Vastapaino on kuitenkin olemassa. Suurempi kapasiteetti tarkoittaa raskaampaa pakkausta. 48 V 150 Ah järjestelmä painaa noin 60 kiloa enemmän kuin 60 Ah versio. Mäkisessä maastossa tämä ylimääräinen paino lisää energiankulutusta kilometriä kohden ja syö osittain kapasiteettietusi.

Tasaisille kiinteistöille: nosta kapasiteettia aggressiivisesti, saat täyden hyödyn.

Mäkinen kohteet: löydä tasapaino, jossa lisäkapasiteetin lisäys on suurempi kuin painorangaistusten aiheuttamat tehokkuushäviöt. Yleensä jossain 100-120Ah alueella 48V järjestelmissä.

Laturi ongelma

Pidän tämän lyhyenä, koska se on suoraviivaista, mutta se kompastaa ihmisiä jatkuvasti.

Lyijy-happolaturit eivät voi ladata litiumakkuja turvallisesti. Vaikka jännite "sopii".

Latausprofiilit ovat pohjimmiltaan erilaisia. Lyijy-happolaturit nostavat viimeistelyjännitteitä yli 60 V 48 V järjestelmissä, mikä rasittaa litiumkennoja ja nopeuttaa hajoamista. Oikea LiFePO4-lataus 48 V:n paketille päättyy 55,2 V ja 56,8 V välillä. Säännöllinen 58,4 V:n ylittäminen lyhentää pakkauksen käyttöikää huomattavasti vuodessa tai kahdessa.

Jokaiseen litiumin muunnosbudjettiin on sisällytettävä erilliset litiumlaturit. Tämä ei ole-neuvoteltavissa. Kun myyjät kertovat sinulle, että heidän litiumpakkauksensa "toimii nykyisen laturisi kanssa", pyydä heitä antamaan se kirjallisesti takuulla, joka kattaa virheellisten latausprofiilien aiheuttamat vahingot. Katso kuinka nopeasti he perääntyvät.

Säädettävät jännitelaturit antavat sinulle joustavuuden valita tarkan rajan. Lataa 55,2 V:iin maksimaalisen käyttöiän saavuttamiseksi, jos et tarvitse täyttä kantamaa joka päivä. Pysähdy 56,8 V:iin, kun tarvitset muutaman prosentin lisäkapasiteettia.

BMS:n tekniset tiedot, joilla on todella merkitystä

Akkutoimittajia arvioidessaan useimmat ostajat tarkastelevat kapasiteettia, jännitettä ja hintaa. BMS-spesifikaatiot näkyvät tietolomakkeissa, mutta ne määrittävät, toimivatko kärryt luotettavasti kuormitettuna.

Jatkuva purkausvirta: Tämän BMS sallii jatkuvan. Normaalit muokkaamattomat kärryt tarvitsevat vähintään 150A. Nostetut kärryt isommilla renkailla tai hyötyajoneuvot tarvitsevat 200A tai enemmän. Jos BMS-luokitus on alhaisempi kuin mitä sovelluksesi vaatii, se katkeaa kuormituksen alaisena. Yleensä pahimmalla mahdollisella hetkellä.

Huippupurkausvirta: Lyhyet{0}}kestopiikit kiihdytyksen ja mäkilähtöjen aikana. Vakiokärryt vetää 250A+ huiput. Muokatut ajoneuvot voivat nousta 400 A:iin tai enemmän. BMS tarvitsee tilaa todellisen huipputarpeen yläpuolelle tai se laukaisee suojaavan sammutuksen.

Alhaisen lämpötilan suojaus: LiFePO4-kennot vaurioituvat pysyvästi, jos lataat ne pakkasen alapuolelle. Litiumpinnoite muodostuu anodille eikä katoa. Laadukas BMS sisältää lämpötilantunnistimen, joka estää lataamisen alle 32 astetta F. Budjettipaketit ohittavat tämän joskus. Jos työskentelet kylmissä ilmastoissa, varmista, että tämä suoja on olemassa, ennen kuin talvi tuhoaa sijoituksesi.

Solujen tasapainotusmenetelmä: Passiivinen tasapainotus poistaa ylimääräisen varauksen korkeista kennoista lämpönä. Se toimii, mutta kuluttaa energiaa ja tasapainottaa vain latauksen aikana. Aktiivinen tasapainotus siirtää latausta kennojen välillä, toimii myös purkauksen aikana ja ylläpitää tiukempaa tasapainoa pakkauksen käyttöiän ajan. Aktiivinen tasapainotus pidentää käytettävän pakkauksen käyttöikää huomattavasti korkean käyttöasteen kalustosovelluksissa.

Hanki varsinainen BMS-spesifikaatiolomake toimittajaltasi, ei vain akun tekniset tiedot. Jos he eivät voi tai halua tarjota sitä, se kertoo jotain siitä, mitä he piilottavat.

Litiumin ja lyijyn todelliset luvut{0}}hapon kustannukset

Litiumin ja{0}}lyijyhapon välinen alkukustannusero on todellinen. 48 V:n lyijy-happojärjestelmä maksaa 800–1 500 dollaria. Litiumiekvivalentti maksaa 2 000–3 500 dollaria. Ostohintaan keskittyneet hankintatiimit näkevät lyijy{11}hapon delta ja ulottuvuuden.

Mutta ostohinta ei ole se, mitä todellisuudessa maksat laitteen elinkaaren aikana.

Lyijy-happoakut kaupallisissa golfkärrysovelluksissa kestävät 3–5 vuotta sen mukaan, kuinka kovaa niitä ajetaan. Jotkut kalustot vaihdetaan 3 vuoden kuluttua, koska suorituskyky heikkenee kohtuuttomasti. Tämä tarkoittaa 2–3 akun ostoa 10 vuoden omistusjakson aikana.

Litiumpakkaukset, joissa on asianmukainen DoD-hallinta, kestävät rutiininomaisesti yli 10 vuotta. Yksi ostos.

Lyijy{0}}happo vaatii viikoittaista huoltoa. Kastelu, terminaalin puhdistus, tasausmaksut. Kuva 15–20 minuuttia per vaunu per viikko, jos teet sen oikein. Yli 50 viikkoa, mikä on 12-17 tuntia per vaunu vuodessa työssä. Täysin ladattuina 15 dollaria/tunti kulutat 180–250 dollaria vuodessa per vaunu vain akun huoltoon.

Litium ei vaadi mitään näistä. Nolla huoltotyötä.

Lisää energiatehokkuusero. Litiumakkareilla on pienempi sisäinen vastus, eivätkä ne tuhlaa tehoa latauksen tehottomuuteen kuten lyijy{1}}happo. Riippuen sähkön hinnoistasi ja käytöstäsi, litium säästää 30–60 dollaria ostoskoria kohti vuodessa sähkökustannuksissa.

Yhdistä se 10 vuoden näkymää varten:

Lyijy-happo per kori:

• Alkupakkaus: 1200 dollaria
• Vaihto vuonna 4: 1 200 dollaria
• Vaihto vuonna 7: 1 200 dollaria
• Huoltotyö (10 vuotta): 2 000 dollaria
• Laturin vaihto: 300 dollaria
• Yhteensä: noin 5 900 dollaria

Litium per ostoskori:

• Alkupakkaus: 2 800 dollaria
• Litiumlaturi: 400 dollaria
• Huolto: 0 dollaria
• Energiansäästö: -400 $
• Yhteensä: noin 2800 dollaria

Litiumoptio maksaa alle puolet omistusajalta. Ja tässä huomioimatta toiminnallisia etuja: ei puolivälin-vikoja lyijy-hapon loppumisesta, ei lauantai-huoltovuoroja, ei seurattavia kasteluaikatauluja.

Beach Bums Golf Car Rentals Floridassa dokumentoi kokemuksensa muuntaessaan 65 vuokrakärryä litiumiksi vuonna 2021. He olivat vaihtaneet lyijy-happopakkauksia 1–2 vuoden välein, koska vuokraus kuluttaa akkuja kovaa. Heidän lauantai-huoltorutiininsa, joka oli kuluttanut koko henkilöstöpäivän joka viikko, poistettiin kokonaan. Asiakkaiden valitukset kärryjen kuolemisesta vuokra-ajan puolivälissä{7}} menivät nollaan. Yritys avasi itse asiassa uusia tuloja tarjoamalla koko-päivävuokraa, jota-happovalikoima ei voinut tukea (golfcaradvisor.com).

Fleet Conversion ROI

20 -kärrylaivastolle, joka arvioi litiumin muuntamista lyijyhaposta, matematiikka yleensä toimii seuraavasti:

Kerta{0}}investointi:
Litiumpakkaukset (20 × 2 800 dollaria): 56 000 dollaria
Litiumlaturit (10 yksikköä × 400 dollaria): 4 000 dollaria
Asennustyö (20 × 200 dollaria): 4 000 dollaria
Vähemmän: lyijy-happolaitteiden pelastusarvo: -3 000 dollaria
Nettoinvestointi: noin 61 000 dollaria

Vuosittaiset käyttösäästöt:
Eliminoitu huoltotyö: 4 000 dollaria
Vältetyt vaihtovarat (olisi käyttänyt ~8 000 dollaria vuodessa pyöriviin vaihtoihin): 8 000 dollaria
Energiakustannusten alennus: 800 dollaria
Vuotuinen kokonaissäästö: noin 12 800 dollaria

Takaisinmaksu: alle 5 vuotta

Takaisinmaksun jälkeen laivasto kaappaa nämä säästöt loputtomiin, kunnes litiumpakkaukset on lopulta vaihdettava, mikä ei tapahdu 10 vuoden sisällä, jos DoD hoidetaan kohtuullisesti.

Tämä laskelma muuttuu työvoimakustannustesi, sähkökulujesi ja kalustosi pyöräilyn kovuuden perusteella. Korkean-käytön kaupalliset toiminnot maksavat takaisin nopeammin. Matala-käyttöaste yksityisillä kalustoilla kestää kauemmin. Mutta useimmissa kaupallisissa sovelluksissa litiumin muunnoskynät menevät taloudellisesti pois jopa ennen kuin lasket toiminnallisia parannuksia.

Mitä tulee tarkistaa ennen allekirjoittamista

Olen poltettu tarpeeksi monta kertaa, jotta minulla on tarkistuslista. Ei monimutkaista, mutta kattaa asiat, jotka todella aiheuttavat ongelmia.

Ensinnäkin: varmista, että pakkaus on todella yksi integroitu yksikkö, jossa on yhtenäinen BMS, ei useita pienempiä akkuja, jotka on pakattu yhteen. Kysy suoraan. Jos vastaus on epämääräinen, kävele pois.

Toiseksi: hanki BMS-eritelmät kirjallisesti. Jatkuva ja huippupurkausarvot. Lämpötilasuojakynnykset. Solujen tasapainotustyyppi. Jos toimittaja ei pysty toimittamaan näitä asiakirjoja, hänen laadunvalvontansa on epäilyttävää.

Kolmanneksi: tarkista todistukset. UL 2271 kevyille sähköautoille. YK 38.3 kuljetusturvallisuuden osalta. Pyydä todellisia todistuksia, ei vain vaateita. UL ylläpitää julkista tietokantaa, josta voit tarkistaa.

Neljänneksi: ymmärrä takuuehdot. Miten kapasiteetin heikkeneminen mitataan? Mitä takuun-katkaisu tarkoittaa? Hanki tarkkoja vastauksia ennen kuin huomaat poissulkemisia epäonnistumisen jälkeen.

Viidenneksi: yli 10 yksikön tilaukset vaativat pilottiohjelman. Kaksi tai kolme kärryä ajavat todellisia reittejäsi 60–90 päivää ennen täyttä sitoutumista. Jokainen tuotteeseensa luottavainen toimittaja hyväksyy tämän. Niillä, jotka vaativat joukkositoutumista etukäteen, voi olla syytä välttää vertailua.

Jännitepäätöksellä on väliä. Kapasiteettipäätöksellä on merkitystä. Mutta kummallakaan ei ole väliä, jos ostat toimittajalta, joka ei voi varmuuskopioida teknisiä tietojaan. Laatuero tällä alalla on valtava. Ennen ostamista tekemäsi kotitehtävät määräävät, onnistuuko tulos vai tuleeko siitä kallis oppitunti.

Työskentelen Polinovelille, joten ota näkökulmani sopivaan kontekstiin. Mutta mieluummin häviän myynnin olemalla suoraan kanssasi kuin voitan sellaisen, joka muuttuu takuukiistaksi kuuden kuukauden kuluttua. Tässä olevat tekniset kohdat pätevät riippumatta siitä, kenen akut ostat.

Liittyvät tuotteet

 

36V 105Ah golfkärryn litiumakku

48V 150Ah golfkärryn litiumakku

72V 105Ah golfkärryn litiumakku