Adaptación multi-escenario: Soluciones de baterías Eneroc para maquinaria de ingeniería

En la electrificación de la maquinaria de ingeniería, el rendimiento del sistema de baterías, la fiabilidad y el coste total del ciclo de vida constituyen criterios clave de evaluación. Eneroc ha introducido Baterías Estandarizadas en Contenedor, Sistemas de Baterías para Camiones Pesados y Sistemas de Baterías para Camiones Mineros y otra Maquinaria de Ingeniería Personalizada, alineados con diversos escenarios de aplicación y requisitos de modelos de vehículos, estableciendo así una cartera completa de productos de baterías que abarca múltiples entornos de uso. Este artículo tiene como objetivo exponer sistemáticamente la justificación técnica y las fortalezas principales de esta serie de productos.

I. Fundamento: Garantía de rendimiento principal proporcionada por las celdas de batería CATL

Los Sistemas de Baterías para Maquinaria de Ingeniería de Eneroc emplean celdas de batería de Fosfato de Hierro y Litio (LFP) de CATL, proporcionando una base sólida de rendimiento y seguridad superiores.

1)  Alta seguridad y larga vida útil: El sistema de materiales LFP ofrece inherentemente una excelente estabilidad térmica. Las celdas de batería están equipadas con válvulas a prueba de explosión de alta precisión y un diseño de agrupación PACK de alta resistencia, cumpliendo con los estándares de alta seguridad GBT31467.3. Las celdas de batería tienen una larga vida de ciclo, y el producto puede operar de manera estable durante un período prolongado.

2)  Excelente consistencia: Aprovechar el equipo de producción altamente automatizado de CATL garantiza un alto grado de uniformidad de rendimiento entre las celdas de batería, proporcionando una ventaja inherente para el equilibrio de capacidad y resistencia interna después del ensamblaje del paquete de baterías, mejorando así la capacidad utilizable y la vida útil del sistema.

3)  Plataforma de salida estable: Con baja resistencia interna y una alta tasa de descarga, la batería es capaz de proporcionar una salida de potencia estable y continua para satisfacer los requisitos de carga alta transitoria de la maquinaria de construcción.

                                    Figura 1. Celda de batería CATL

II. Batería Estandarizada en Contenedor

La Batería Estandarizada en Contenedor es una plataforma de diseño modular cuya ventaja principal radica en permitir configuraciones flexibles y rentables mediante la estandarización.

1. Principios de diseño:

1)  Estandarización de la carcasa: Ofrece múltiples contenedores de batería de tamaño estándar, incluidos el Contenedor C (L1060×A630×H240) y el Contenedor G (L950×A630×H240), para satisfacer diversos requisitos de distribución espacial.

2)  Ensamblaje flexible: La plataforma admite varias capacidades de celdas de batería CATL, como 173 Ah, 228 Ah y 302 Ah. Al variar el número de celdas de batería conectadas en serie dentro de cada contenedor y configurar los contenedores en arreglos en serie y paralelo (con soporte para configuraciones de múltiples cadenas), el sistema logra un amplio rango de capacidad energética desde aproximadamente 90 kWh hasta casi 600 kWh, atendiendo a diferentes modelos de vehículos y escenarios operativos.

                                                      Figura 2. Batería Estandarizada en Contenedor de Eneroc  

2. Ventajas técnicas generales:

1)  Fuerte compatibilidad: La Batería Estandarizada en Contenedor integra tuberías de refrigeración líquida, compatible con soluciones de refrigeración líquida y refrigeración natural, satisfaciendo diversos requisitos de aplicación vehicular.

2)  Adaptabilidad a un amplio rango de temperatura: Equipada con sistemas de calefacción y refrigeración, así como aislamiento, soporta un rango de temperatura operativa de -35 °C a 65 °C, adecuada para su implementación en diversas regiones climáticas.

3)  Alto nivel de protección: El sistema de baterías cuenta con un grado de protección IP68, lo que permite su operación en diversas condiciones ambientales adversas.

Cumpliendo con los requisitos de distribución de energía para diversos autobuses, camiones y otros tipos de vehículos, ofrecemos a los clientes Soluciones de Baterías personalizables y escalables.                    

3. Solución basada en escenarios uno: Sistema de Baterías para Camiones Pesados

Para abordar las características de los camiones pesados: alta potencia, larga vida útil y estrictos requisitos de gestión, Eneroc ha desarrollado un Sistema de Baterías para Camiones Pesados dedicado.

1. Características principales:

1)  Alta capacidad y densidad combinadas con una larga vida de ciclo: utilizando celdas de batería de alta capacidad de 324 Ah (mejorables a 340 Ah) para construir un sistema de alta capacidad, la densidad de energía gravimétrica del sistema alcanza 160-165 Wh/kg. Las celdas de batería ofrecen una vida de ciclo extendida, con una vida de ciclo a temperatura ambiente que alcanza ≥8000 ciclos (@70% SOH).

                                                       Figura 3. Sistema de Baterías para Camiones Pesados de Eneroc

2)  Con Sistema de Gestión de Baterías de próxima generación:

a)        Diseño distribuido en cascada: Una arquitectura distribuida en cascada flexible, totalmente compatible y adecuada para sistemas de baterías de alto voltaje de hasta 1500 V, que cumple con las demandas de almacenamiento de energía a gran escala y aplicaciones de alto voltaje.

b)        Gestión de ultra alta precisión: Precisión de adquisición de voltaje de ±1 mV con adquisición síncrona de todos los datos de las celdas de batería completada en 1 ms, proporcionando una base de datos en tiempo real de alta calidad para la predicción precisa del estado de la batería basada en IA y la gestión de la salud.

c)        Alta seguridad funcional: Diseñado para cumplir con los niveles de seguridad funcional SIL-3 (IEC 61508) y ASIL D (ISO 26262), con una arquitectura de adquisición de doble ADC en una sola celda de batería que garantiza la seguridad operativa y la confiabilidad de los datos en sistemas de alto voltaje y alta capacidad.

d)        Configuración flexible: El sistema está diseñado sobre la base de celdas de batería estandarizadas, lo que permite la configuración rápida de diferentes capacidades de sistema desde 200 kWh hasta 800 kWh y más, mediante conexiones en serie y en paralelo para satisfacer diversos requisitos de autonomía.

Figura 4. Sistema de Gestión de Baterías de Eneroc

4. Solución de escenario II: Sistemas de Baterías para Camiones Mineros / Otra Maquinaria de Construcción Personalizada

En respuesta a entornos extremadamente adversos como minas y sitios de construcción, este sistema impone requisitos estrictos sobre la resistencia mecánica, la disipación de calor y el nivel de protección de la batería, con diseño de refuerzo y validación específicos.

1. Diseño de confiabilidad para entornos extremos:

1)        Excepcional durabilidad mecánica: El diseño estructural se basa en simulación de intensidad de vibración y análisis de fatiga que referencian 4 veces el estándar GB/T 38031. Los resultados de la simulación indican que la frecuencia de primer orden del sistema es alta, bien separada de las excitaciones de vibración comunes, y la estructura básica es robusta. La vida de fatiga cumple con los requisitos operativos rigurosos.

Figura 5. Simulación de intensidad de vibración del sistema

2)        Validación eficiente de la gestión térmica: Basado en simulaciones térmicas detalladas (incluidas simulaciones de paquete individual y a nivel de sistema), se optimiza el diseño del canal de refrigeración líquida. Simulación térmica de paquete individual: bajo condiciones simuladas de alta generación de calor (celda de batería 39 W), la temperatura máxima del sistema se controla a 49,5 °C, con un aumento de temperatura de 14,5 °C, lo que garantiza la seguridad térmica bajo operación sostenida de alta potencia.

                    Figura 6. Simulación térmica de paquete individual

3)        Vida útil del sistema ultra larga: A nivel de sistema, con una vida de servicio de 4500 ciclos (degradación de capacidad ≤30%), lo que reduce el Costo Total de Propiedad del usuario.

2. Soluciones de adaptación diversas:

Para cumplir con los requisitos de espacio de instalación, potencia y voltaje de diversos camiones mineros y maquinaria de construcción, Eneroc ofrece una serie de soluciones de sistemas de baterías. Por ejemplo, la serie AD proporciona múltiples tamaños de carcasa estándar (D02-D06), compatible con plataformas de voltaje de 750 V y 1000 V. La capacidad del sistema puede configurarse flexiblemente entre 100 kWh y 750 kWh para adaptarse a equipos de diferente tonelaje y potencia.

5. Resumen

Eneroc ofrece soluciones sistemáticas de baterías adaptadas a diversos escenarios de aplicación en el sector de la maquinaria de construcción. La Batería de Módulo Estándar permite una configuración flexible mediante el diseño modular, mientras que el Sistema de Baterías para Camiones Pesados enfatiza la alta capacidad y la gestión inteligente; los Sistemas de Baterías para Camiones Mineros y Maquinaria de Construcción mejoran la confiabilidad mecánica y la gestión térmica para soportar condiciones operativas extremas. Los productos de Eneroc mantienen la filosofía de diseño de alta seguridad, larga vida útil y excepcional confiabilidad. Mediante una exhaustiva simulación y validación de diseño, están dedicados a proporcionar un soporte de energía robusto y sostenible para la transformación de electrificación de la Maquinaria de Construcción.