EN
Viungo vya Haraka
Vifaa vya uwasilishaji viwili na viwili vinavyotumia mitambo ya 48V inayotokana na lithium-ion badala ya ile ya asidi ya chumbo kwa sababu mifumo hii ipya ina wigo bora wa nishati na inafanya kazi vizuri pamoja na vitu vinavyotumia nishati kwa wingi. Angalia tarakimu: takriban asilimia 85 ya magurudumu mapya ya umeme yanayotolewa leo yana mifumo ya 48V imejengwa ndani yake. Mifumo hii inasaidia kutoa umeme kwa vitu kama vile stearing ya umeme, vipengee vya kupatia joto na baridi, pamoja na mifumo ya kufuatilia ambayo haihitaji kuwa gari kimoja kuchukuliwa kabisa kwenye umeme. Lakini jambo muhimu kweli kwa wamiliki wa biashara ni pesa wanazopata kwa muda mrefu. Baada ya miaka tano tu ya kutumika barabarani, mifumo ya 48V yenye lithium bado ina thamani ya asilimia 60 hadi 70 ya thamani yao ya awali ikilinganishwa na asilimia 20 hadi 30 tu ya vifaa vya asidi ya chumbo vya zamani. Tofauti kama hiyo inaongezeka haraka sana wakati wa usimamizi wa magurudumu makubwa.
Kubadili mfumo wa 48V huongeza nguvu mara nne zaidi kuliko mfumo wa kawaida wa 12V, huku ukitumia robo tu ya nyaya za shaba. Hilo hupunguza uzito wa magari na pia gharama za ujenzi. Voltage ya juu inafanya iwezekanavyo kwa urahisi kuongeza vipengele kama vile mifumo ya regenerative braking na turbochargers umeme pia. Kulingana na takwimu za hivi karibuni kutoka Ripoti za Ufanisi wa Meli, maboresho haya yanaweza kuongeza akiba ya mafuta kati ya 12% na 18% kwa magari mengi ya kibiashara ya mseto huko nje. Kinachofanya 48V kuwa tofauti na teknolojia ya zamani ya 12V ni jinsi inavyoweza kupanuka inapohitajika. Na betri nyingi zinafanya kazi kwa wakati mmoja, mfumo huu unafaa sana kwa magari ya friji ambayo yanahitaji kiasi tofauti cha nishati wakati wa shughuli zao au mashine nzito zinazotumiwa katika maeneo ya ujenzi ambapo mahitaji ya nishati hubadilika kila wakati wakati wa kazi tofauti.
Kampuni kubwa moja ya usafirishaji inayotegemea Ujerumani hivi karibuni imeboresha lori zote 500 katika mkusanyiko wake wa usafirishaji kwa kutumia betri mpya za lithium zenye volt 48. Wakajaona kitu kizima kinachoshangaza baada ya kufanya ubadilisho huo – matumizi ya kerosene yamepungua kwa takriban asilimia 22 kwa kila maili inayosafirika. Mfumo huu wa betri unatengeneza kiasi fulani malindi ya umeme na kompyuta za ndani ambazo zinatumia njia bora zaidi. Wadereva sasa wanaweza kuwasili milioni 31 zaidi kila siku kabla ya kuhitaji kujaza tenki, pamoja na injini zinapotea muda kidogo wakati wasipofanya kazi. Lengo kubwa? Mfumo uliojengwa wa usimamizi wa betri unaofuatilia mambo yote wakati wowote. Miaka yasiyoziwaka kumi na moja, teknolojia hii imepunguza vifupi visivyotarajiwa vyakidepo kwa takriban asilimia 40, ikisavea wakati na pesa kampuni.
Ondoa kwa vitu vya kuzaa bandia pamoja na mzunguko kidogo zaidi wa nguvu maana kwamba mitaala ya 48V inapunguza uharibifu wa kiukinga kwa takriban asilimia 27 wakati wa safari hizo za miji yenye shida zenye kusonga na kukaa. Beteria za kisasa za 48V zina uwezo wa usimamizi smart wa joto ambao husimamia mambo vizuri katika eneo la wanne la joto kutoka kwa takriban digrii hasi 20 hadi digrii 55. Hii husaidia kulinda dhidi ya upotevu wa uwezo wa betria unapotumia hali mbaya sana ya hewa. Kutazama data halisi kutoka kwa uendeshaji wa magari unaonyesha kitu pia kizuri sana - utafiti wa matukio uliowekwa ndani ya mitaala hii ya usimamizi wa betria umepunguza makosa ya betria ya barabara kwa takriban sitteni ya mbili tangu mwanzo wa mwaka 2021.
Kubadilisha kwenye mifumo ya bateria ya 48V inamaanisha kuwa vipande vya kushinjari vinaweza sasa kutumia nguvu za umeme badala ya kutazamia mifumo ya kiunganishi. Fikiria mambo kama vile usimamizi wa nguvu, kompesa cha hewa baridi, na aina zingine nyingi za vifaa vya msaidizi. Wakati wafanyabiashara wanabadilisha vipande vikepeu vya zamani kwa vilevyo vya umeme, wanatoa pema takriban asilimia 18 ya nishati iliyopotea wakipata udhibiti bora zaidi juu ya mifumo haya. Chukua mfano wa mifumo ya HVAC. Kwa umeme wa 48V, wasimamizi hawanasababi kuendelea kufanya mashine ziende tu ili kudumisha joto safi ndani ya magurudumu ya uwasilishaji, ambalo linawasilishwa kama akiba halisi kwenye bomba kati ya asilimia 3 hadi 5. Na tusisahau pia mifumo ya usimamizi. Kuenda kwa umeme hunufungua mlango kwa teknolojia bora zaidi za msaidizi wa wasimamizi na kumezawa kazi yoyote ya matengenezo ya maji ya hydraulic ambayo walengaoni walinachukia sana.
mifumo ya 48V inafanya kazi vizuri sana unapotumia pamoja na mifumo hiyo ya umeme wa juu ya kibridi. Inashughulikia magazijiko yote haya ya ziada kwa uwezo wake mwenyewe, ambayo huondoa shinikizo kwenye viwango vya betri kuu. Tunazungumzia kuongezeka kwa maisha ya betri kwa takriban asilimia 15 hadi labda 20 asilimia katika mazingira ya kurasa kawaida. Kitu kinachofanya mfumo huu wa voltage mbili uwe wa maalum ni namna ambavyo unaruhusu nishati iliyokusanywa wakati wa kupiga marufuku kuzaa vitu kama vile mitaalamu, mapumziko, na vipengee vingine vidogo. Majaribio yanaonesha kuwa magari hutembea kwa wastani wa asilimia 8 zaidi ya ufanisi kuliko kama wangekaa na 12 volts peke yake au wakitembelea kila mahali kwa umeme wa juu kabisa. Pia, wale wanaosimamia mikusanyiko wanapenda ukweli kwamba mifumo hii ya 48 volt inafanya iwe rahisi zaidi kuboresha magurudumu ya diesel ya zamani kuwa kitu kilichojaa uwezo wa umeme bila kujenga kila kitu upya kuanzia mwanzo.
Mifumo ya usimamizi wa betri au BMS ina jukumu muhimu katika kupata faida kubwa zaidi kutoka kwa betri za 48V zenye matumizi ya biashara. Mifumo hii ya kisasa inafuatilia mizani ya voltage ya seli moja kwa moja, usio wa joto, na kiasi cha sasa kinachopita, yote ndani ya kipindi cha usahihi wa kuhesabika kama 1%. Inazima matatizo kama vile kupakia kwa wingi na matukio ya joto yanayoweza kuchoma wakati inahakikisha kuwa nishati inawekwa sawa kwenye seli zote. Kulingana na utafiti uliochapishwa na SAE mwaka jana, mashirika yanayotumia mifumo ya kisasa ya 48V BMS yameona betri zao zinavyoishi kwa muda wa kila uwezo wa 40% kuliko wale wanaotumia mifumo ya kale ya 12V. Hii inatokea kwa sababu mifumo ya kisasa husimamia viwango vya kupakia vizuri zaidi.
Mifumo ya kufunga na kudhibiti umeme wa kizazi kipya cha 48V inajumuisha algorithim za kujifunza ambazo huchambua mzunguko wa kuwasilisha na mazingira ili ipite mahitaji ya matengenezo. Watumiaji wa mitambo hii wanasema kushuka kwa 22% kwa muda usiofafanuliwa wa kupumzika (Frost & Sullivan 2024), na usambazaji wa mzigo unaosaidia kuongeza uhai wa vipengele hadi 18%.
Katika mazingira ya viwandani, batarini za 48V zinakabiliana na mabadiliko makubwa ya joto, yanapowezesha kushuka hadi digrii hasi 30 na kufika juu hadi digrii 60 za moto. Hii inamaanisha wanahitaji vibanda vya usimamizi wa joto vyema sana. Kampuni zenye ujuzi hukabiliana na changamoto hizi kwa kutumia njia mbalimbali. Kwanza, kuna vitu maalum vya mabadiliko ya awamu ambavyo vinachukua joto zaidi kiasi cha asilimia 25 ikilinganishwa na chaguo za kawaida. Kisha tuna mifumo ya kuponya kwa maji kwa vipandikizi vya batarini ambavyo vinapunguza sehemu zenye moto kwa takriban digrii 15 hadi labda hata digrii 20 za Celsius. Na mwishowe, wafanyabiashara wengi sasa hutumia mitindo ya ufupi wa joto inayopashwa kuokoa gharama za nishati zinazohusiana na udhibiti wa tabianchi, kupunguza utaka mahali pengine kwa asilimia 30. Mbinu hizi zote zimeunganishwa zinahakikisha kuwa batarini zinabaki ndani ya vifungo vya uendeshaji salama bila kujali mazingira magumu.
Vitabu vya kesi vinavyoonyesha kuwa miundo iliyotangwa kikatini ya BMS inapunguza ukompleksu wa waya kwa asilimia 35 katika mitambo ya biashara ya nyororo, wakati mifumo iliyosambazwa inaruhusu ufanisi wa haraka zaidi kwa asilimia 50 katika kutambua makosa mitambo kubwa. Kulingana na Ripoti ya Ujuzi wa Telematiki ya 2024, njia za kishirika ambazo zimeunganisha strategia hizi zote mbili zinapata upanuzi wa mfumo wa asilimia 92 katika shughuli za floti zenye mchanganyiko.
Vifaa vya kupima bateria vya 48V vipya vinategemea mabadilishaji sofistiki wa DC-DC kushughulikia tofauti ya viwango vya voltage kati ya sehemu kubwa za kuchong'ua gari na komponenti ndogo zinazotumia voltaji duni. Mifumo hii inapunguza mtiririko wa sasa kwa takriban robo tatu bila kuvuruga kiasi cha nguvu kinachotolewa, ambacho kina maana ya kupunguza upotevu kwa sababu ya upinzani na joto kidogo kuliko awali. Wakati yanapotengenezwa vizuri, mitandao ya 48V pamoja na mabadilishaji wake ya DC-DC wawili-mwelekeo yanaweza kufika kwenye ufanisi kati ya asilimia 92 hadi 95 wakati yanapofanya kazi shambani. Hii inamaanisha kuwa kuna nguvu inayopotea kwa takriban asilimia 18 hadi 22 kidogo kuliko teknolojia iliyopita. Ufanisi uliobadilishwa umefanya tofauti kubwa kwa vitu kama vile mifumo ya kupiga marudi na turbochargers za umeme ambazo zinahitaji usambazaji wa nguvu wenye ustahimilivu ili kufanya kazi kila siku.
Wakati wa kuhamisha vitu kama vile vipimbi vya HVAC, zana za uongozi wa umeme, na bomba za coolant kwenda kwenye nguvu ya 48V badala ya kutegemea mifumo ya kawaida, tunaona kupungua kwa takriban asilimia 15 ya kinachoitwa uvuruguvuru wa injini. Utafiti mpya mwaka jana ulilofuatilia magari halisi ya matumbo uligundua jambo la kusisimua. Magari haya ya aina ya Class 6 yaliyokuwa na mifumo yao inayotumia nguvu ya 48V yalitumia mitambo kumi na mbili elfu chini kila mwaka ikilinganishwa na modeli za kawaida. Kitu ambacho huchangia ufanisi wa teknolojia hii ni namna inavyosimamia mzigo wa umeme kwa akili. Wakati wa dakika ngumu ambapo gari linahitaji nguvu ziada kwa ajili ya kasi au kukimbilia milima, mfumo unaweza kutoa nishati mahali inapatikana muhimu, ambayo inamaanisha wadereva wanapotumia muda mfupi kuzingatia injini ya kawaida ya gesi ili ifanye kazi yote.
Mfumo wa 48V unasaidia kutoa nguvu kwa mifumo hiyo ya kupumzisha inayotumia umeme ambayo inashughulikia mapungufu ya kutoka moto baridi, ambayo imekuwa tatizo kubwa kwa wafanyakazi wa magari ya biashara. Wakati vifaa vya kuchanganya na kutoa urea vinapopokea nguvu moja kwa moja kutoka kwenye batrai ya 48V badala ya mfumo wa kawaida wa 12V, vinajaa moto kwa muda wa kiasi cha nusu. Hii ni muhimu kwa sababu injini zinazokwenda moto kiburi zinaachana na taka zaidi mpaka vitu vyote vijikowe kutosha kufanya kazi vizuri. Magari yenye fridgi yenye mifumo hii ya kisasa yameonyesha mabadiliko makubwa katika majaribio halisi ya barabarani. Tunazungumzia kupungua kwa takriban asilimia 34 ya oksidi za nitrojeni na karibu asilimia 30 chini ya vitu vidogo vinavyopatikana kulingana na mifumo ya zamani. Pia, mifumo hii ya 48V inabaki baridi chini ya shinikizo. Inafanya kazi kwa digrii 20 hadi 25 chini kuliko mifumo ya kawaida wakati hakuna urahisi barabarani, kinachomaanisha kuwa vipande huishi muda mrefu kabla ya hitajiwa kubadilishwa.
Mipango ya viwandani inabadilika kwa sababu ya mifumo ya betri za 48V, hasa katika vitu kama vile forklift za umeme na zile gari zenye maelekezo yenyewe ambazo tunaziona karibu na maghala. Betri hizi zinatoa ubora wa voltage bora zaidi na kuchuma nishati zaidi kwenye vifuko vidogo, ambacho linamaanisha kuwa mashine zinaweza kulevitia mzigo mzito zaidi na kuendelea kazi kwa muda mrefu zaidi wakati wa kazi. Kambilini mfano wa betri za lithium-ion za 48V ambazo zinachukua gari la AGV la ghala kupitia siku nzima ya kazi bila hitaji ya kuchezwa upya. Utendaji kama huo unapunguza gharama za matumizi na ubadilishaji kwa kiwango kikubwa, kwa takriban asilimia 25 chini kuliko kile ambacho makampuni walichozitumia kwenye betri za chumbo za zamani. Pia, namna ambavyo betri hizi zimeundwa zinawawezesha watu kuizidisha au kupunguza kulingana na mahitaji. Je, ni vibandiko vya kututuma bidhaa au mikono ya roboti inayojumuisha sehemu, kuwa na nguvu inayotolewa kwa usimamizi mkubwa husaidia sana kwa ajili ya uendeshaji wa salama kila siku.
Sasa hivi vituo vya data vinazidi kuenda kwenye mifumo ya bateria ya 48V kwa sababu wanahitaji usimamizi bora wa umeme na mapato yanayotaka zaidi ya chanzo cha usimamizi. Kugeuza kwenye mfumo wa 48V DC unapunguza hasara za ubadilishaji ambazo tunaziona katika mifumo ya kale ya 12V, wakati mwingine hadi kwa takriban 30%. Hii inafanya tofauti kubwa kuhakikisha seva zinavyofanya kazi kwa urahisi wakati kuna shida ya umeme. Wakurawazi wakuu wa cloud wameanza kuunganisha bateria hizo za 48V pamoja na suluhisho smart za kuponya ili uendeshaji wao usisimame hata wakati mtandao kuu wa umeme unapotoka. Kuhamia kuelekea voltage kubwa si tu kuhusu ufanisi peke yake. Pia husaidia miradi ya kijani kwa sababu inafanya kazi vizuri zaidi na paneli za jua na vyanzo vingine vya nishati safi, ikirahisisha kuwageuza vipengele vya kujitegemea katika miundombinu iliyopo.