Caminhões de mineração elétricos e máquinas pesadas transportam baterias várias vezes maiores que as de um veículo rodoviário, e operam em ciclos que deixam janelas estreitas para carregamento. Portanto, especificar uma estação de carregamento móvel para eles é um exercício de capacidade energética, não de velocidade de carregamento.

A MPMC POWERTECH CORP. fabrica carregadores móveis BESS como sua Série BCH, documentada com saída DC de 80 kW a 600 kW e armazenamento embarcado de 70 kWh a 1.075 kWh, com CCS2 como conector padrão.

Carregador móvel MPMC BCH-500-1000 BESS fornecendo carregamento DC para um veículo pesado elétrico. Saída DC de 500 kW, bateria embarcada de 1.075 kWh.

Os Ciclos de Trabalho das Máquinas Diferem dos Ciclos de Trabalho dos Veículos

Um veículo rodoviário carrega quando estacionado. Máquinas de mineração carregam quando a operação permite, e o padrão varia significativamente conforme o tipo de máquina.

Máquinas de ciclo contínuo

Caminhões de transporte e carregadeiras trabalham em ciclos repetitivos com pouco tempo ocioso. O carregamento deve se encaixar nas trocas de turno, pausas para alimentação ou paradas planejadas, então a energia transferida por oportunidade importa mais que a taxa máxima.

Máquinas intermitentes

Escavadeiras, perfuradoras e veículos de serviço têm períodos de inatividade mais longos. Estes podem frequentemente absorver carregamento mais lento sem afetar a produção.

Frota de suporte

Veículos leves, caminhões-pipa e transporte de pessoal carregam durante a noite em um pátio, o que se aproxima de um padrão convencional de depósito.

Uma única estratégia de carregamento raramente atende aos três casos. A abordagem prática é dimensionar em torno das máquinas de ciclo contínuo e deixar as outras usarem a capacidade sobrante.

Trabalhando a Aritmética da Energia

Passo um. Estabeleça a energia utilizável do pacote para cada tipo de máquina e a profundidade de descarga alcançada em um turno típico. Isso fornece a energia por evento de carregamento.

Passo dois. Multiplique pelos eventos por dia por máquina, depois pelo número de máquinas. Este é o requisito diário de throughput.

Passo três. Estabeleça quantas máquinas devem carregar ao mesmo tempo. Isso define a quantidade de conectores e a saída DC necessária.

Passo quatro. Estabeleça a entrada de recarga disponível para a estação de carregamento e as horas por dia que podem ser utilizadas.

Passo cinco. Compare o throughput com o reabastecimento. Um déficit é resolvido por capacidade da bateria, potência de entrada, horas de recarga ou unidades adicionais, não por uma classificação de saída maior.

Para ilustração apenas, uma estação reabastecida a 280 kW por 10 horas pode retornar aproximadamente 2.800 kWh por dia antes das perdas de conversão. Se isso atende à frota depende inteiramente das máquinas. Os números reais devem ser confirmados com a MPMC contra a configuração proposta.

Correspondendo Modelos aos Tipos de Máquina

Situação da frota	Modelo para revisar primeiro	Razão
Frota de máquinas pequenas ou implantação piloto	BCH-275-200	Saída DC de 150 kW a partir de uma entrada AC de 80 kW, 203,5 kWh a bordo, montado em trailer com 2.800 kg
Máquinas mistas com energia moderada por sessão	BCH-600-400	Saída DC de 400 kW com armazenamento a bordo de 407 kWh e 2 × CCS2 350 A
Carregamento de alta intensidade com janelas curtas	BCH-800-600	Saída DC de 600 kW, 610,6 kWh a bordo, listado com desempenho de carga e descarga 1C
Hub central de carregamento com reserva superior a 1 MWh	BCH-500-1000	1.075 kWh a bordo em formato de contêiner de 20 pés, saída AC de 500 kW disponível em paralelo

As designações dos modelos não correspondem diretamente à classificação de saída DC, portanto a seleção deve ser feita com base na ficha técnica atual em vez do nome.

Carregador móvel MPMC BCH-800-600 BESS. Saída DC de 600 kW, bateria a bordo de 610,6 kWh, resfriamento líquido LCAC.

Verificações de conector, voltagem e cabo

Três verificações de compatibilidade decidem se uma unidade funcionará com uma determinada máquina, e todas as três frequentemente são confirmadas tarde demais.

Padrão de conector. A MPMC lista CCS2 como padrão em toda a linha BCH, com opções CCS1, GB/T e CHAdeMO para mercados específicos. As frotas de máquinas são frequentemente mais diversificadas que as frotas rodoviárias, então vale a pena compilar um inventário por conector antes da seleção.

Janela de tensão DC. A MPMC lista saída DC de 50 a 1.000 V no BCH-275-200 e acima, e DC de 200 a 1.000 V no BCH-80-70. Máquinas de construção e mineração frequentemente operam com tensões de pacote mais baixas do que veículos rodoviários, o que torna a janela mais ampla nos modelos maiores relevante.

Alcance do cabo. Os comprimentos de cabo listados são 3,5 m para o BCH-275-200 e 6 m para os modelos maiores. A máquina nem sempre pode ser posicionada com a mesma precisão que um caminhão, então o alcance deve ser verificado em relação à área real de posicionamento.

Condições do local

Parâmetro	BCH-275-200 e acima
Temperatura de operação	−20°C a +50°C, redução de capacidade acima de 45°C
Altitude máxima	3.000 m, redução de capacidade acima de 2.000 m
Refrigeração	Refrigeração líquida LCAC
Proteção contra incêndio	Aerosol para CE
Proteção do sistema	IP54

MPMC descreve a bateria BCH como um pack LFP em lâmina com uma arquitetura estrutural de alta resistência, listando cobertura de testes para fogo, imersão em água, colisão de alto impacto e esmagamento, com uma área de dissipação de calor 65% maior do que os designs convencionais, precisão de controle de temperatura de 6,7°C e densidade de energia de 390 Wh/L. O pack selado com resfriamento líquido limita a entrada de poeira, que é a característica mais importante em uma estrada de transporte de mina.

A carga do contêiner é listada como 4 unidades por contêiner de 20 pés para o BCH-275-200, 1 unidade por contêiner de 20 pés para o BCH-600-400 e BCH-800-600, e um formato GP de 20 pés para o BCH-500-1000 com 19.800 kg. O suporte do solo ao longo da rota de transporte e na posição de parada deve ser verificado em relação a esses pesos.

Implantações documentadas de máquinas pesadas

Localização	Configuração	Aplicação
Noruega	Série BCH, 2 MWh total; 500 kW e 1.000 kWh por unidade; saída CCS2 360 kW / 400 A	Carregamento de máquinas de construção fora da rede sem um gerador a diesel
Reino Unido	BCH-275-200 × 8 unidades	Logística portuária onde a rede local limitava o carregamento de caminhões elétricos

Estes indicam a classe do equipamento fornecido. Os resultados do carregamento das máquinas em um local diferente dependem da frota, do ciclo de trabalho e da fonte de energia.

Termos que valem a pena fixar no pedido

O ajuste técnico normalmente é definido antes dos termos comerciais serem lidos, o que é o contrário do ideal para equipamentos tão pesados e remotos.

Garantia medida de duas formas. A MPMC lista 3 anos ou 1,6 MWh/kWh de saída total para o BCH-275-200 e superiores, com uma garantia de desempenho da bateria de 5 anos ou 2,57 MWh/kWh e retenção no fim da vida útil de pelo menos 70%. Uma mina que cicla uma unidade a cada turno atinge o limite de throughput muito antes do limite de calendário.

O que viaja, e quem paga. A posição geral pós-venda exclui mão de obra, viagem e frete aéreo, a menos que acordado no contrato. Em uma mina remota, essa exclusão frequentemente representa a maior parte do custo de reparo.

O que pode ser resolvido remotamente. A MPMC lista um EMS com conectividade 4G, OCPP 1.6 nos modelos aplicáveis e uma API aberta. A questão útil é quais falhas podem ser diagnosticadas e resetadas sem uma visita, respondida especificamente em vez de por referência a uma rede de serviço.

Peças sobressalentes que acompanham a unidade. Consumíveis e itens de desgaste são baratos, difíceis de enviar individualmente e responsáveis pela maioria dos tempos de inatividade evitáveis. Um estoque dimensionado com base no tempo real de entrega ao local, não nos prazos do continente, vale a pena ser acordado no pedido.

Onde o dimensionamento geralmente falha

Duas suposições causam a maior parte dos problemas.

A primeira é que as máquinas serão carregadas uma de cada vez. Na prática, as trocas de turno concentram a demanda, e uma unidade com dois conectores servindo uma frota que deseja quatro sessões simultâneas torna-se a restrição na produção.

A segunda é que o pacote é carregado do vazio toda vez. As máquinas raramente operam até a profundidade total de descarga, o que significa que a energia por evento é frequentemente menor do que o tamanho do pacote sugere, e uma frota dimensionada pela capacidade nominal será superdimensionada.

Ambas são resolvidas pela mesma coisa: uma semana de dados registrados do estado de carga das próprias máquinas. Não custa nada além do esforço de coletá-los, e substitui dois palpites por dois números.