Anpassung an mehrere Szenarien: Eneroc Batterielösungen für Baumaschinen

Bei der Elektrifizierung von Baumaschinen sind die Leistung, Zuverlässigkeit und Gesamtlebenszykluskosten des Batteriesystems zentrale Bewertungskriterien. Eneroc hat Standard-Containerbatterien, Batteriesysteme für Schwerlast-Lkw sowie Batteriesysteme für Mining-Trucks und andere kundenspezifische Baumaschinen eingeführt, die auf verschiedene Anwendungsszenarien und Fahrzeugmodellanforderungen abgestimmt sind. Dadurch entsteht ein umfassendes Batterieproduktportfolio für vielfältige Einsatzumgebungen. Dieser Artikel zielt darauf ab, die technischen Grundlagen und Kernstärken dieser Produktserie systematisch darzulegen.

I. Grundlage: Kernleistungsgarantie durch CATL-Batteriezellen

Die Batteriesysteme für Baumaschinen von Eneroc verwenden CATL-Lithium-Eisenphosphat-Batteriezellen (LFP) und bilden so eine solide Grundlage für überlegene Leistung und Sicherheit.

1）  Hohe Sicherheit und Langlebigkeit: Das LFP-Materialsystem bietet von Natur aus eine ausgezeichnete thermische Stabilität. Die Batteriezellen sind mit hochpräzisen explosionsgeschützten Ventilen und einem hochfesten PACK-Gruppendesign ausgestattet und erfüllen die hohen Sicherheitsstandards GBT31467.3. Die Batteriezellen haben eine lange Zyklenlebensdauer, und das Produkt kann über einen langen Zeitraum stabil betrieben werden.

2）  Hervorragende Konsistenz: Dank der hochautomatisierten Produktionsanlagen von CATL wird ein hohes Maß an Leistungsgleichmäßigkeit zwischen den Batteriezellen gewährleistet, was einen inhärenten Vorteil für den Abgleich von Kapazität und Innenwiderstand nach der Batteriepackmontage bietet und so die nutzbare Systemkapazität und Lebensdauer erhöht.

3）  Stabile Ausgangsplattform: Mit niedrigem Innenwiderstand und hoher Entladerate ist die Batterie in der Lage, eine stabile, kontinuierliche Leistungsabgabe zu liefern, um die kurzzeitigen Hochlastanforderungen von Baumaschinen zu erfüllen.

                                    Abbildung 1. CATL-Batteriezelle

II. Standard-Containerbatterie

Die Standard-Containerbatterie ist eine modulare Designplattform, deren Kernvorteil darin liegt, flexible und kosteneffiziente Konfigurationen durch Standardisierung zu ermöglichen.

1. Designprinzipien:

1）  Gehäusestandardisierung: Bietet mehrere Batteriebehälter in Standardgröße, einschließlich des C-Containers (L1060×W630×H240) und des G-Containers (L950×W630×H240), um unterschiedliche räumliche Anforderungen zu erfüllen.

2）  Flexible Montage: Die Plattform unterstützt verschiedene CATL-Batteriezellkapazitäten wie 173Ah, 228Ah und 302Ah. Durch Variation der Anzahl der in Reihe geschalteten Batteriezellen in jedem Behälter und die Konfiguration der Behälter in Reihen- und Parallelschaltungen (unterstützt Mehrstrang-Konfigurationen) erreicht das System einen breiten Energiekapazitätsbereich von etwa 90kWh bis nahezu 600kWh, was unterschiedlichen Fahrzeugmodellen und Betriebsszenarien gerecht wird.

                                                      Abbildung 2. Eneroc Standard-Containerbatterie  

2. Allgemeine technische Vorteile:

1）  Starke Kompatibilität: Die Standard-Containerbatterie integriert Flüssigkeitskühlungsleitungen und ist sowohl mit Flüssigkeitskühlungs- als auch mit natürlichen Kühlungslösungen kompatibel, wodurch vielfältige Fahrzeuganwendungen erfüllt werden.

2）  Anpassungsfähigkeit an einen breiten Temperaturbereich: Ausgestattet mit Heiz- und Kühlsystemen sowie Isolierung unterstützt das System einen Betriebstemperaturbereich von -35°C bis 65°C und eignet sich für den Einsatz in verschiedenen Klimaregionen.

3）  Hohe Schutzart: Das Batteriesystem verfügt über eine Schutzart von IP68 und ermöglicht den Betrieb unter verschiedenen rauen Umgebungsbedingungen.

Wir erfüllen die Leistungsverteilungsanforderungen verschiedener Busse, Lkw und anderer Fahrzeugtypen und bieten unseren Kunden anpassbare und skalierbare Batterielösungen.                    

3. Szenariobasierte Lösung 1: Batteriesystem für Schwerlast-Lkw

Um den Anforderungen von Schwerlast-Lkw an hohe Leistung, lange Lebensdauer und strenge Verwaltung gerecht zu werden, hat Eneroc ein spezielles Batteriesystem für Schwerlast-Lkw entwickelt.

1. Kernmerkmale:

1）  Hohe Kapazität und Dichte kombiniert mit langer Zyklenlebensdauer: Unter Verwendung von 324Ah Hochkapazitäts-Batteriezellen (aufrüstbar auf 340Ah) wird ein Hochkapazitätssystem aufgebaut; die gravimetrische Energiedichte des Systems erreicht 160-165Wh/kg. Die Batteriezellen bieten eine verlängerte Zyklenlebensdauer, mit einer Zyklenlebensdauer bei Raumtemperatur von ≥8000 Zyklen (@70% SOH).

                                                       Abbildung 3. Eneroc Batteriesystem für Schwerlast-Lkw

2）  Ausgestattet mit einem Batteriemanagementsystem der nächsten Generation:

a)        Kaskaden-verteiltes Design: Eine flexible kaskaden-verteilte Architektur, die vollständig mit Hochvoltbatteriesystemen bis 1500V kompatibel ist und diese unterstützt, erfüllt die Anforderungen von Großspeicher- und Hochspannungsanwendungen.

b)        Ultrahochpräzises Management: Die Spannungserfassungsgenauigkeit beträgt ±1mV, wobei die synchrone Erfassung aller Batteriezellendaten innerhalb von 1ms abgeschlossen wird; dies bietet eine qualitativ hochwertige Echtzeit-Datengrundlage für KI-basierte präzise Batteriezustandsprognose und Gesundheitsmanagement.

c)        Hohe funktionale Sicherheit: Entwickelt, um die funktionalen Sicherheitsstufen SIL-3 (IEC 61508) und ASIL D (ISO 26262) zu erfüllen. Eine Dual-ADC-Erfassungsarchitektur für einzelne Batteriezellen gewährleistet Betriebssicherheit und Datenzuverlässigkeit in Hochspannungs- und Hochkapazitätssystemen.

d)        Flexible Konfiguration: Das System basiert auf standardisierten Batteriezellen und ermöglicht die schnelle Konfiguration verschiedener Systemkapazitäten von 200kWh bis 800kWh und darüber hinaus durch Reihen- und Parallelschaltungen, um verschiedene Reichweitenanforderungen zu erfüllen.

Abbildung 4. Eneroc Batteriemanagementsystem

4. Szenariolösung II: Batteriesysteme für Mining-Trucks/andere kundenspezifische Baumaschinen

Als Reaktion auf extrem raue Umgebungen wie Minen und Baustellen stellt dieses System strenge Anforderungen an die mechanische Festigkeit, Wärmeableitung und Schutzart der Batterie und bietet eine gezielte Verstärkungskonstruktion und Validierung.

1. Zuverlässigkeitsdesign für extreme Umgebungen:

1)        Außergewöhnliche mechanische Haltbarkeit: Die Strukturkonstruktion basiert auf Vibrationsintensitätssimulation und Ermüdungsanalyse unter Bezugnahme auf das Vierfache der Norm GB/T 38031. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die Eigenfrequenz erster Ordnung des Systems hoch ist, deutlich getrennt von üblichen Vibrationsanregungen, und die Grundstruktur robust ist. Die Ermüdungslebensdauer erfüllt strenge Betriebsanforderungen.

Abbildung 5. Vibrationsintensitätssimulation des Systems

2)        Effiziente Validierung des Wärmemanagements: Basierend auf detaillierten thermischen Simulationen (einschließlich Einzelpack- und Systemebenen-Simulationen) wird das Design der Flüssigkeitskühlkanäle optimiert. Bei der thermischen Simulation des Einzelpacks wird unter simulierten Bedingungen hoher Wärmeentwicklung (Batteriezelle 39W) die maximale Systemtemperatur auf 49,5°C gehalten, mit einem Temperaturanstieg von 14,5°C, was die thermische Sicherheit bei dauerhaftem Hochleistungsbetrieb gewährleistet.

                    Abbildung 6. Thermische Simulation des Einzelpakets

3)        Ultralange Systemlebensdauer: Auf Systemebene wird eine Lebensdauer von 4500 Zyklen (Kapazitätsabfall ≤30%) erreicht, was die Gesamtbetriebskosten des Benutzers senkt.

2. Verschiedene Anpassungslösungen:

Um die Anforderungen an Bauraum, Leistung und Spannung verschiedener Mining-Trucks und Baumaschinen zu erfüllen, bietet Eneroc eine Reihe von Batteriesystemlösungen an. Beispielsweise bietet die AD-Serie mehrere Standardgehäusegrößen (D02-D06) und unterstützt sowohl 750V- als auch 1000V-Spannungsplattformen. Die Systemkapazität kann flexibel zwischen 100kWh und 750kWh konfiguriert werden, um Geräte unterschiedlicher Tonnage und Leistung aufzunehmen.

5. Zusammenfassung

Eneroc bietet systematische Batterielösungen, die auf verschiedene Anwendungsszenarien im Bereich der Baumaschinen zugeschnitten sind. Die Standard-Modulbatterie ermöglicht durch modulares Design eine flexible Konfiguration, während das Batteriesystem für Schwerlast-Lkw hohe Kapazität und intelligentes Management betont; Batteriesysteme für Mining-Trucks und Baumaschinen verbessern die mechanische Zuverlässigkeit und das Wärmemanagement, um extremen Betriebsbedingungen standzuhalten. Die Produkte von Eneroc folgen der Designphilosophie hoher Sicherheit, langer Lebensdauer und außergewöhnlicher Zuverlässigkeit. Durch gründliche Designsimulation und Validierung sind sie bestrebt, eine robuste und nachhaltige Stromversorgung für die Elektrifizierung von Baumaschinen zu liefern.