So dimensionieren Sie ein AGV-Batteriepaket: Laufzeit, Spitzenstrom und Ladestrategie

Eine Batterie kann einen Kapazitätstest bestehen und dennoch für das AGV, das sie transportiert, falsch sein.

Dies geschieht normalerweise, weil die anfängliche Berechnung zu sauber ist. Das Gerät verbraucht durchschnittlich 600 W, die erforderliche Laufzeit liegt bei acht Stunden, der Akku ist daher mit 4,8 kWh angegeben. Auf dem Papier scheint die Antwort fertig zu sein.

Anschließend gelangt die Maschine in ein echtes Lager.

Es beschleunigt mit einer beladenen Palette, dreht sich auf einem Boden mit hoher Reibung, hebt an der Übergabestation an, wartet auf Verkehr, startet wiederholt neu und erreicht gelegentlich das Ladegerät später als erwartet. Bei einigen dieser Ereignisse steigt der Strom stark an. Gegen Ende der Schicht fällt die Spannung ab. Das Batteriemanagementsystem stellt einen Zustand fest, der in der ursprünglichen Durchschnittsleistungsberechnung nie beschrieben wurde.

Das Ergebnis kann eine verringerte Geschwindigkeit, ein Unterspannungsalarm, eine Überstromabschaltung, unvollständige Routen oder ein AGV sein, das mit viel weniger Reserven zum Laden zurückkehrt, als die Flottensoftware erwartet.

Ein zuverlässiger AGV-Batteriesatz muss drei verschiedene Anforderungen erfüllen:

1. Es muss genügend nutzbare Energie für die geplante Betriebsdauer speichern.

2. Es muss den höchsten Strom liefern, den die Maschine benötigt.

3. Es muss während der verfügbaren Ladefenster ausreichend Energie zurückgewinnen.

Kapazität, Leistung und Aufladung hängen zusammen, sind jedoch nicht austauschbar.

Die kurze Antwort

Beginnen Sie mit einem gemessenen oder sorgfältig geschätzten Arbeitszyklus und nicht mit einem einzelnen durchschnittlichen Stromwert.

Berechnen Sie den Energieverbrauch beim Beschleunigen, Fahren, Wenden, Heben, Warten und Hilfsbetrieb. Berücksichtigen Sie dann das zulässige Ladezustandsfenster, elektrische Verluste, Temperatur, Alterung, Routenabweichung und die Reserve, die erforderlich ist, um ein Ladegerät sicher zu erreichen.

Führen Sie anschließend eine separate Spitzenstromberechnung mit der niedrigsten erwarteten Batteriespannung durch. Stellen Sie sicher, dass die Zellen, das BMS, die Sicherung, das Schütz, der Stecker, die Kabelbaugruppe und die Motorsteuerung sowohl die Stärke als auch die Dauer des Spitzenwerts bewältigen können.

Simulieren Sie abschließend den Ladeplan für die gesamte Flotte. Ein Akku, der für das Aufladen über Nacht ausgelegt ist, unterscheidet sich möglicherweise von einem Akku, der für kurze, häufige Gelegenheitsladevorgänge ausgelegt ist.

Warum Amperestunden allein nicht die Größe einer AGV-Batterie bestimmen

Amperestunden beschreiben die Ladekapazität. Sie bieten keinen vollständigen Vergleich zwischen Batterien, die mit unterschiedlichen Spannungen betrieben werden.

Die Nennenergie der Batterie wird wie folgt berechnet:

Nennenergie (Wh) = Nennspannung (V) × Nennkapazität (Ah)

Zum Beispiel:

• 48V × 100Ah = 4.800Wh

• 51,2 V × 100 Ah = 5.120 Wh

• 51,2 V × 108 Ah = 5.529,6 Wh

Ein Ingenieur, der nur die Bezeichnungen 100 Ah und 108 Ah vergleicht, würde den Einfluss der Spannung übersehen. Wattstunden bieten den sinnvolleren Ausgangspunkt für Laufzeitberechnungen.

Selbst Wattstunden sind nicht die endgültige Antwort. Selten steht der Maschine in jedem Betriebszustand die gesamte auf einem Datenblatt aufgedruckte Nennenergie zur Verfügung. BMS-Grenzwerte, Ladezustandsreserve, Spannungsabschaltung, Temperatur, Entladerate und Alterung wirken sich alle auf die nutzbare Energie aus.

Technische Erklärung von Victron Energy Batteriekapazität und Entladerate weist außerdem darauf hin, dass die Nennkapazität in Amperestunden zusammen mit den Entladungsbedingungen interpretiert werden muss. Der Effekt ist bei Blei-Säure-Batterien im Allgemeinen stärker ausgeprägt, die Leistung von Lithiumbatterien hängt jedoch immer noch von den tatsächlichen Betriebsbedingungen ab.

Schritt 1: Erfassen Sie den tatsächlichen AGV-Arbeitszyklus

Ein nützlicher Arbeitszyklus beschreibt, was das AGV tut und wie lange es dies tut.

Führen Sie nicht jede Aktivität zu einem geschätzten Durchschnitt zusammen, bis die einzelnen Belastungen überprüft wurden.

Ein repräsentativer Betriebszyklus kann Folgendes umfassen:

• Beschleunigung aus dem Ruhezustand

• Beladene Reise

• Unbeladene Rückfahrt

• Drehen

• Hangklettern

• Heben oder Transport per Förderband

• Lenkung

• Bremsen

• Warten an Kreuzungen

• Navigations- und Steuerelektronik

• Drahtlose Kommunikation

• Sicherheitsscanner

• Kühlventilatoren

• Standby-Zeit

• Reisen Sie zum und vom Ladegerät

Für die Energieberechnung werden die Dauer und die durchschnittliche Leistung jeder Phase benötigt. Die Spitzenstromprüfung erfordert die maximale Leistung und Dauer innerhalb dieser Phasen.

Abbildung 1. Ein AGV-Arbeitszyklus umfasst kurze Leistungsspitzen, gleichmäßige Fahrt, Wartezeiten bei geringer Last und mögliche regenerative Ereignisse. Ein Durchschnittswert kann nicht alle beschreiben.

Wenn ein Prototyp verfügbar ist, messen Sie Strom und Spannung mit einer geeigneten Abtastrate, während das AGV eine repräsentative Route durchführt. Berücksichtigen Sie die schwerste Nutzlast, die längste praktische Route, wiederholte Starts, normale Staus und den ungünstigsten Boden- oder Hangzustand.

Es ist unwahrscheinlich, dass eine einminütige Ablesung eines Handmessgeräts das Ereignis erfasst, das das Batteriedesign bestimmt.

Schritt 2: Berechnen Sie die Energie Phase für Phase

Stellen Sie sich ein hypothetisches AGV der 48-V-Klasse mit dem folgenden einstündigen Betriebsprofil vor.

Betriebsphase	Dauer pro Stunde	Durchschnittliche elektrische Leistung	Energie verbraucht
Beschleunigung und belastete Bewegung	10 Minuten	1.500 W	250Wh
Normaler Transport	30 Minuten	650W	325Wh
Heben und Lastentransfer	5 Minuten	1.200 W	100Wh
Warte- und Steuerelektronik	15 Minuten	120W	30Wh
Gesamt	60 Minuten	—	705Wh

Der stündliche Energieverbrauch beträgt daher etwa 705 Wh.

Wenn das AGV zwischen den Ladevorgängen vier Stunden lang betrieben werden muss:

705 Wh × 4 = 2.820 Wh

Eine 2,82-kWh-Batterie scheint ausreichend zu sein, aber das ist nur die Energie, die während des modellierten Zyklus an das Gerät geliefert wird. Systemverluste, Reserven, Alterung oder Routenschwankungen sind darin noch nicht berücksichtigt.

Das Beispiel hängt auch von der Qualität seiner Eingaben ab. Wenn die fünfminütige Hebeperiode tatsächlich durchschnittlich 1.700 W beträgt oder eine Überlastung zu mehr Stopp-Start-Vorgängen führt, ist der tatsächliche Energieverbrauch höher.

Schritt 3: Betriebsenergie in erforderliche Nennkapazität umwandeln

Eine praktische Vorformel lautet:

Erforderliche Nennenergie = Lastenergie ÷ Kombinierte Nutzenergiefaktoren

Zu den Faktoren können gehören:

• Effizienz des elektrischen Systems

• Zulässiges Ladezustandsfenster

• Kapazitätszuschuss am Ende der Lebensdauer

• Temperaturzulage

• Betriebsreserve

Gehen Sie für das obige Beispiel davon aus:

• 90 % Systemeffizienz

• 80 % geplantes Ladezustandsfenster

• 85 % Restkapazität beim gewählten End-of-Life-Kriterium

Der vorläufige Nennenergiebedarf ergibt sich zu:

2,82 kWh ÷ 0,90 ÷ 0,80 ÷ 0,85 = ungefähr 4,61 kWh

Dies ist bereits deutlich höher als der ursprüngliche Lastenergiewert von 2,82 kWh.

Möglicherweise ist dennoch eine gesonderte Temperatur- oder Streckenabweichungszulage erforderlich. Vermeiden Sie es, willkürliche „Sicherheitsfaktoren“ zu multiplizieren, ohne zu definieren, was jeder Faktor abdeckt. andernfalls kann die Berechnung Doppelzählungen verbergen oder eine wichtige Bedingung unberücksichtigt lassen.

Wozu die State-of-Charge-Reserve dient

Reserveenergie ist keine ungenutzte Kapazität ohne Zweck. Dadurch kann das AGV Folgendes tun:

• Beenden Sie die aktuelle Bewegung sicher

• Erreichen Sie ein Ladegerät nach einer Routenverzögerung

• Vermeiden Sie Routinebetrieb in der Nähe der BMS-Abschaltung

• Normale Kapazitätsschwankungen tolerieren

• Setzen Sie den Betrieb fort, wenn keine Ladestation verfügbar ist

• Bewältigen Sie eine vorübergehende Verlängerung der Routenlänge

• Unterstützen Sie die Alterung der Batterie ohne sofortigen Austausch

Die richtige Reserve hängt von der Flottenarchitektur ab. Ein AGV, das neben mehreren verfügbaren Ladegeräten betrieben wird, benötigt möglicherweise eine andere Reservestrategie als ein Fahrzeug, das ein großes Lager durchqueren muss, um eine einzelne Ladestation zu erreichen.

Schritt 4: Spitzenstrom separat prüfen

Eine Batterie mit ausreichender Wattstundenzahl ist möglicherweise immer noch nicht in der Lage, den erforderlichen Strom zu liefern.

Der Strom kann geschätzt werden aus:

Strom (A) = Elektrische Leistung (W) ÷ Batteriespannung (V)

Verwenden Sie für Spitzenlastberechnungen die niedrigste erwartete Batteriespannung unter den jeweiligen Betriebsbedingungen – nicht nur die Nennspannung. Controller-Effizienz und DC-DC-Verluste müssen ebenfalls berücksichtigt werden.

Angenommen, ein hypothetisches AGV benötigt mehrere Sekunden lang 6,5 kW, während es mit seiner maximalen Nutzlast beschleunigt. Wenn die Batterie unter dieser Bedingung auf 44 V abfallen kann und der Wirkungsgrad des Antriebsstrangs auf 92 % geschätzt wird:

Spitzenbatteriestrom = 6.500 W ÷ 44 V ÷ 0,92

Spitzenbatteriestrom ≈ 161A

Der Designer muss nun Folgendes überprüfen:

• Spitzenentladungsfähigkeit der Zelle

• Dauer zulässig bei 161A

• BMS-Überstromschwelle

• BMS-Überstromverzögerung

• Zeit-Strom-Verhalten der Sicherung

• Herstellung und Tragfähigkeit des Schützes

• Steckerstrom und Temperaturanstieg

• Spannungsabfall am Kabel

• Strompfad für Sammelschiene und Leiterplatte

• Innenwiderstand der Batterie

• Unterspannungsschwelle des Controllers

Ersetzen Sie nicht eine Dauerstrom-Nennleistung durch eine Kurzzeit-Spitzennennleistung – oder umgekehrt.

Ein BMS kann einen hohen Strom nur für wenige Sekunden zulassen. Ein anderes Design ermöglicht möglicherweise länger den gleichen Strom, jedoch bei einer höheren Zelltemperatur. Die Spezifikation erfordert ein aktuelles Zeitprofil und nicht nur eine maximale Anzahl.

Ein Spannungsabfall kann die Schicht beenden, bevor die Kapazität dies tut

Das AGV zeigt möglicherweise einen verbleibenden Ladezustand an und schaltet sich beim Beschleunigen dennoch ab.

Jede Zelle, Verbindung, Sammelschiene, jedes Kabel, jeder Schütz, jede Sicherung und jeder Stecker trägt zum Widerstand bei. Wenn der Strom ansteigt, steigt auch der Spannungsabfall an diesem Widerstand.

Die vereinfachte Beziehung ist:

Spannungsabfall = Strom × Widerstand

Bei niedrigem Ladezustand oder niedriger Temperatur kann der effektive Widerstand der Batterie höher sein. Eine Stromspitze senkt dann die Akkuspannung entweder unter den BMS-Unterspannungsschwellenwert oder unter die minimale Eingangsspannung des Motorcontrollers.

Wenn die Last verschwindet, wird die Spannung wiederhergestellt. Techniker können dann feststellen, dass die Batterie im Ruhezustand normal erscheint.

Aus diesem Grund muss die Prüfung am Ende der Schicht die schwerste glaubwürdige Belastung umfassen. Eine Messung der Leerlaufspannung kann nicht beweisen, dass die Batterie die Strecke bewältigen kann.

Schritt 5: Entscheiden Sie, ob die Spannungsplattform noch geeignet ist

Bei gleicher Leistung führt eine Plattform mit höherer Spannung im Idealfall weniger Strom.

Eine 4,8-kW-Last erfordert ungefähr:

• 200A bei 24V

• 100A bei 48V

Ein geringerer Strom kann die Kabelerwärmung, den Spannungsabfall, die Steckerbelastung und den von einigen Strompfadkomponenten benötigten Nennstrom verringern. Der Wechsel von 24 V auf 48 V ist jedoch eher eine Neugestaltung des Systems als ein einfaches Batterie-Upgrade.

Folgende Geräte müssen dem gesamten Spannungsbereich der Batterie entsprechen:

• Motorsteuerung

• Motoren

• Ladegerät

• DC-DC-Wandler

• Schütze

• Sicherungen

• Anschlüsse

• Hilfselektronik

• Vorladeschaltung

• Service- und Diagnosegeräte

Das veröffentlichte Spannungsetikett reicht nicht aus. Eine „48-V“- und eine „51,2-V“-Batterie können unterschiedliche Chemie, Ladespannungen und Abschaltgrenzen haben.

Schritt 6: Beziehen Sie den Ladevorgang in die Kapazitätsberechnung ein

Batteriedimensionierung und Ladestrategie sollten gemeinsam entwickelt werden.

Es gibt drei gängige Ansätze.

Geplanter vollständiger Ladevorgang

Das AGV arbeitet für einen definierten Zeitraum und bleibt dann für eine längere Sitzung an einem Ladegerät.

Dieser Ansatz mag einfach zu handhaben sein, erfordert jedoch normalerweise genügend gespeicherte Energie, um die Zeitspanne zwischen den Ladevorgängen abzudecken. Die Flottenverfügbarkeit kann sich auch auf eine verpasste oder unvollständige Ladesitzung auswirken.

Gelegenheitsladung

Während des Wartens an Übergabestationen, in Pausen oder zwischen Aufgaben lädt das AGV kurzzeitig auf.

Durch Zwischenladen kann der Energiebedarf an Bord für einen bestimmten Arbeitstag reduziert werden. Der Nutzen hängt jedoch davon ab, ob das Fahrzeug tatsächlich zum geplanten Zeitpunkt das Ladegerät erreicht und lange genug angeschlossen bleibt.

Kurze Ladeereignisse erhöhen außerdem die Bedeutung von:

• Zuverlässige Andockausrichtung

• Kommunikation zwischen Ladegerät und BMS

• Ladungsannahme bei aktueller Temperatur

• Kontaktzustand

• Flottenplanung

• Ladestromgrenzen

• SOC-Schätzung

• Verfügbarkeit des Ladegeräts

Batteriewechsel

Eine entladene Batterie wird entnommen und durch eine geladene Einheit ersetzt.

Durch den Austausch können Fahrzeugausfallzeiten reduziert werden, es werden jedoch Batterieinventur, mechanische Handhabung, Anschlüsse, Schließsysteme, Identifizierung, Laderaumverwaltung und Bedienerverfahren eingeführt.

Abbildung 2. Ein geplantes Lademodell konzentriert den Ladevorgang auf längere Parkzeiten, während beim Gelegenheitsladen kleinere Energiemengen zwischen den Betriebsaufgaben hinzugefügt werden.

Berechnen Sie die Ladezeit nicht allein anhand der Division

Eine mit 20 A geladene 108-Ah-Batterie hat ein theoretisches Kapazitäts-Strom-Verhältnis von 5,4 Stunden. Das bedeutet nicht, dass eine vollständige Aufladung immer in genau 5,4 Stunden abgeschlossen ist.

Die tatsächliche Ladezeit hängt außerdem ab von:

• Anfänglicher Ladezustand

• Konstantstrom- und Konstantspannungsphasen

• Aktuelle BMS-Grenzwerte

• Zellausgleich

• Temperatur

• Effizienz des Ladegeräts

• Kabel- und Steckergrenzen

• Ladungsverjüngung nahe der oberen Spannung

• Kommunikation mit dem Ladegerät

• Hilfslasten, die aktiv bleiben

Die Öffentlichkeit 51,2V 108Ah Dailymag-Batterieseite listet eine 20-A-Standardladung und RS485/CAN-Kommunikation auf. Diese veröffentlichten Werte sind nützliche Ausgangspunkte, die endgültige Ladezeit und das Ladegerätprotokoll bedürfen jedoch noch einer projektspezifischen Bestätigung.

Schritt 7: Behandeln Sie das regenerative Bremsen sorgfältig

Durch regeneratives Bremsen kann ein Teil der Energie in die Batterie zurückgeführt werden, diese sollte jedoch nicht doppelt gezählt werden oder davon ausgegangen werden, dass sie in jeder Situation verfügbar ist.

Die Regeneration hängt ab von:

• Motor-Controller-Design

• Fahrzeugmasse

• Geschwindigkeit

• Streckenverlauf

• Bremsfrequenz

• Ladezustand der Batterie

• Zelltemperatur

• BMS-Ladestrombegrenzung

• Maximale Batteriespannung

• Ladungsannahme

• Reibungsbremsmischung

Eine fast volle oder kalte Batterie kann möglicherweise nicht den erwarteten regenerativen Strom aufnehmen. Die Steuerung benötigt eine alternative Möglichkeit, die Busspannung zu steuern und die Maschine sicher zu stoppen.

Verwenden Sie nach Möglichkeit die gemessene Nettoenergie einer repräsentativen Route. Wenn die Regeneration während des frühen Entwurfs geschätzt wird, dokumentieren Sie die Annahme und überprüfen Sie sie während der Tests der gesamten Maschine.

Schritt 8: Definieren Sie, was das BMS dem AGV mitteilen muss

Eine AGV-Lithiumbatterie ist Teil des Steuerungssystems der Maschine, auch wenn das BMS die Fahrzeugbewegung nicht direkt steuert.

Zu den nützlichen BMS-Informationen können gehören:

• Packspannung

• Aktuell

• Ladezustand

• Temperatur

• Ladeerlaubnis

• Entlassungserlaubnis

• Empfohlene Ladestrombegrenzung

• Empfohlene Entladestrombegrenzung

• Alarm- und Schutzstatus

• Schützstatus

• Schätzung der verbleibenden Energie

• Extreme Zellspannung

• Hardware- und Firmware-Versionen

Das physische Vorhandensein von CAN oder RS485 bestätigt nicht die Protokollkompatibilität.

Der OEM muss weiterhin Nachrichtenkennungen oder -register, Skalierung, Bytereihenfolge, Aktualisierungsrate, Zeitüberschreitungen, Alarme, Startverhalten und die sichere Reaktion auf Kommunikationsverlust definieren.

Ein AGV sollte nicht auf unbestimmte Zeit eine veraltete Strombegrenzung verwenden, weil eine CAN-Nachricht nicht mehr ankommt.

Schritt 9: Berücksichtigen Sie Temperatur, Bodenbedingungen und Nutzlastschwankungen

Die in einem komfortablen Labor gemessene Batterieleistung stellt nicht automatisch ein funktionierendes Lager dar.

Die Temperatur beeinflusst die Ladungsaufnahme, den Widerstand, die verfügbare Energie, die Leistungsfähigkeit und die Alterung. Das US-Energieministerium hat dies festgestellt Die Batterietemperatur beeinflusst Leistung, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebenszykluskosten .

Die Umgebung des AGV kann weitere Variationen hinzufügen:

• Kühlräume oder Laderampen

• Heiße Ladebereiche

• Unebene Böden

• Hoher Rollwiderstand

• Rampen

• Staub oder Feuchtigkeit

• Wiederholter mechanischer Schock

• Vibration

• Erhöhte Nutzlast

• Radverschleiß

• Verstopfte Kühlwege

Ein Batteriegehäuse benötigt außerdem eine geeignete Montage, Abdichtung, Servicezugang, Steckerschutz und thermisches Design.

AGVs und AMRs fallen in breitere Sicherheitsrahmen für Maschinen und Fahrzeuge. ISO 3691-4:2023 befasst sich beispielsweise mit Sicherheitsanforderungen und Nachweisen für fahrerlose Flurförderzeuge und deren Systeme. Der veröffentlichte Anwendungsbereich der Norm sieht keine projektspezifische Berechnung der Batteriedimensionierung vor, sodass das Stromversorgungssystem weiterhin eine eigene technische Bewertung und Validierung erfordert.

Wie veröffentlichte Batteriedaten verwendet werden können

Dailymag Energy positioniert seine Batterielösungen öffentlich für Anwendungen wie: Industrieroboter und andere professionelle Ausrüstung .

Auf der Produktseite zu 51,2 V und 108 Ah wird Folgendes veröffentlicht:

• 51,2V Nennspannung

• 108 Ah Nennkapazität

• 20A Standardladung

• 50A Standardentladung

• Maximale Dauerentladung 150 A

• RS485/CAN-Kommunikation

Die Multiplikation der veröffentlichten Spannung und Kapazität ergibt etwa 5,53 kWh Nennenergie.

Dies bedeutet nicht, dass die Batterie für jede 5-kWh-AGV-Anwendung geeignet ist. Das Ingenieurteam muss noch die Chemie, den Betriebsspannungsbereich, die Spitzenstromfähigkeit, die Temperaturgrenzen, die IP-Anforderungen, die angestrebte Lebensdauer, das Steckerdesign, das Protokoll, die Ladezeit und die mechanische Kompatibilität bestätigen.

Bei den veröffentlichten Produkten handelt es sich um Referenzkonfigurationen. Die endgültige Auswahl sollte auf der kompletten Maschine basieren.

Ein praktischer Plan zur Validierung von AGV-Batterien

1. Elektrischer Test auf Laborniveau

Bestätigen Sie die Akkuspannung, die nutzbare Kapazität, die BMS-Schwellenwerte, das Verhalten des Ladegeräts, die Kommunikation, den Schützbetrieb und die Wiederherstellung des Schutzes.

2. Statischer Maschinentest

Installieren Sie die Batterie im AGV und testen Sie Start, Hilfslasten, Controller-Vorladung, Not-Aus, Ladeverbindung, Schlaf- und Wachverhalten.

3. Spitzenlasttest

Führen Sie gegebenenfalls Beschleunigungs-, Wende-, Hebe-, Steigungs- und Motorstillstandsszenarien mit maximaler Nutzlast durch. Zeichnen Sie die Akkuspannung, die Extremwerte der Zellspannung, den Strom und die Temperatur auf.

4. Repräsentativer Routentest

Betreiben Sie das AGV über eine vollständig reale oder nachgebildete Route mit normalem Verkehr, Lasthandhabung, Warten und Ladefahrten.

5. Low-SOC-Test

Wiederholen Sie kritische Lastereignisse in der Nähe des geplanten Mindestladezustands. Hier werden häufig Probleme mit Spannungseinbrüchen sichtbar.

6. Temperaturtest

Überprüfen Sie das Entlade-, Lade-, Abschalt- und Wiederherstellungsverhalten bei den für das Projekt erforderlichen Temperaturgrenzen.

7. Flottenladetest

Testen Sie mehrere Fahrzeuge, die Verfügbarkeit der Ladestation, unterbrochene Ladevorgänge, Kommunikationsverluste, Dockingfehler und Zeitplanabweichungen.

8. Altersrückblick

Bestätigen Sie, dass das AGV bei der definierten End-of-Life-Kapazität und dem definierten Widerstand immer noch die Laufzeit- und Spitzenleistungsanforderungen erfüllt.

Informationen, die in eine AGV-Batterie-RFQ aufzunehmen sind

Stellen Sie dem Batterielieferanten Folgendes zur Verfügung:

1. Nominelle Systemspannung und zulässiges Spannungsfenster.

2. Gemessener oder geschätzter zeitbasierter Lastverlauf.

3. Dauerstrom.

4. Spitzenstrom, Dauer und Wiederholungsrate.

5. Erforderliche Betriebszeit zwischen den Ladevorgängen.

6. Geplante SOC-Reserve.

7. Lademethode und verfügbare Ladezeit.

8. Spannung, Strom und Kommunikation des Ladegeräts.

9. Regenerativer Strom und Dauer.

10. Maximale Nutzlast und Steigung.

11. Betriebs- und Ladetemperaturen.

12. Einbaumaße und Massenbegrenzung.

13. Stecker, Kabel und Pinbelegung.

14. Anforderungen an das CAN- oder RS485-Protokoll.

15. Stöße, Vibrationen, Dichtungen und Umgebungsbedingungen.

16. Ziellebensdauer und End-of-Life-Kriterium.

17. Geltende Markt- und Zertifizierungsanforderungen.

18. Validierungsplan für Prototypen und komplette Maschinen.

Aussagen wie „48V, acht Stunden“ oder „100Ah erforderlich“ reichen für einen verlässlichen Vorschlag nicht aus.

Häufig gestellte Fragen

Wie viele Amperestunden benötigt ein AGV?

Berechnen Sie zunächst die benötigten nutzbaren Wattstunden und rechnen Sie das Ergebnis dann in Amperestunden bei der gewählten Nennspannung um. Fügen Sie definierte Toleranzen für SOC-Reserve, Effizienz, Temperatur, Alterung und Betriebsschwankungen hinzu.

Ist eine größere Batterie immer sicherer?

Nein. Mehr Energie kann die Laufzeit verbessern, erhöht aber auch Masse, Größe, Ladezeit, Kosten, Fehlerenergie und mechanische Belastung. Spitzenstromfähigkeit und Systemkompatibilität bedürfen weiterhin einer gesonderten Prüfung.

Kann der Durchschnittsstrom zur Auswahl des BMS verwendet werden?

Nicht von alleine. Das BMS muss die Dauerlast und jedes glaubwürdige Spitzenstromereignis für die erforderliche Dauer ohne störenden Schutz oder unsichere Erwärmung unterstützen.

Kann Zwischenladung die Batteriegröße verringern?

Ja, wenn die Lademöglichkeiten häufig, lang genug und betriebssicher sind. Das Modell verpasste Ladevorgänge und eine Überlastung des Ladegeräts, bevor die Bordreserve reduziert wurde.

Ist CAN für einen AMR-Akku erforderlich?

Nicht allgemein. CAN ist in mobilen Maschinen weit verbreitet, während einige Systeme RS485 oder andere Schnittstellen verwenden. Protokollkompatibilität und Fehlerverhalten sind wichtiger als das Steckeretikett.

Wie viel Reservekapazität sollte ein AGV haben?

Es gibt keinen universellen Prozentsatz. Die Reserve sollte die Entfernung des Ladegeräts, die Routenvariabilität, die Batteriealterung, die Temperatur, die Flottenredundanz und die Folgen eines Anhaltens vor Erreichen des Ladegeräts widerspiegeln.

Kann regeneratives Bremsen in die Laufzeitberechnung einbezogen werden?

Ja, aber vorzugsweise aus gemessenen Streckendaten. Der Akku kann das regenerative Laden einschränken, wenn er kalt, fast voll ist oder sich einer Ladestromgrenze nähert.

Wann sollte die Batterie ausgetauscht werden?

Zu den Ersatzkriterien können verbleibende Kapazität, erhöhter Widerstand, Unfähigkeit, Spitzenlast zu unterstützen, anormales Zellenungleichgewicht, wiederholte Fehler, physische Schäden oder die Nichterfüllung des erforderlichen Arbeitszyklus gehören.

Sollte beim Abschlusstest eine neue Batterie verwendet werden?

Verwenden Sie für die Erstintegration eine neue Batterie, überprüfen Sie das Design aber auch anhand modellierter oder getesteter End-of-Life-Bedingungen. Eine Maschine, die nur mit einer neuen Packung funktioniert, hat einen unzureichenden Lebenszyklusspielraum.

Abschließende Empfehlung

Die beste Berechnung der AGV-Batteriekapazität ist keine einzelne Gleichung. Dabei handelt es sich um einen kontrollierten Vergleich zwischen dem zeitbasierten Lastprofil der Maschine, der nutzbaren Energie der Batterie, dem Spitzenstrompfad und dem tatsächlichen Ladeplan.

Beginnen Sie mit der Route. Messen Sie, was das AGV beim Beschleunigen, Transportieren, Heben, Warten, Bremsen und Laden tut. Wandeln Sie diese Ereignisse in Energie und aktuelle Anforderungen um. Definieren Sie jeden Spielraum, anstatt einen unerklärlichen Sicherheitsfaktor hinzuzufügen.

Anschließend validieren Sie die Batterie in der Gesamtmaschine bei niedrigem Ladezustand, maximaler Nutzlast, ungünstiger Temperatur und realistischen Flottenbedingungen.

Dailymag Energy bietet maßgeschneiderte Lithiumbatterien für Industrieanlagen. Um ein AMR-Batteriepaket oder ein AGV-Projekt zu bewerten, bereiten Sie das Lastprofil, das Spannungsfenster, den Ladeplan, die Kommunikationsanforderungen, die Installationszeichnung und die Betriebsumgebung vor.

Kontaktieren Sie das Engineering- und Vertriebsteam von Dailymag Energy für eine projektspezifische Batteriebewertung.