Dit draadloze app-systeem helpt afdelingen batterijen beter te begrijpen, slimmer te gebruiken en veilig af te voeren
RAMFAN
Door Robert Avsec voor FireRescue1 BrandFocus
Brandweerkorpsen zijn altijd op zoek naar elektrisch materieel dat lichter is, minder compartimentruimte in beslag neemt en ergonomischer is (dwz minder fysiologische belasting voor de brandweerman die het draagt en gebruikt). Met de introductie van lithium-ion (Li-ion) accu's die deze gereedschappen kunnen aandrijven (bijv. zagen, hydraulische redgereedschappen en ventilatoren/blazers), hebben fabrikanten met succes aan deze wensen voldaan. Het is geen wonder dat Li-ion-accu's de favoriete draagbare energieopslag zijn geworden voor brandweerkorpsen over de hele wereld.
RAMFAN maakt batterijbeheer eenvoudiger, veiliger en efficiënter
RAMFAN maakt batterijbeheer eenvoudiger, veiliger en efficiënter
Maar aan die populariteit hangt een prijskaartje. Brandweerkorpsen die de "Li-ion-route" hebben gevolgd om hun draagbare apparatuur van stroom te voorzien, hebben een aanzienlijke toename van hun bedrijfsbudget ervaren; sommige grotere afdelingen hebben gezien dat hun investering in Li-ionbatterijen meer dan $ 100K bedraagt. Nu veel brandweerkorpsen overgaan op hun tweede generatie Li-ion-aangedreven gereedschappen, maken de leiders van die afdelingen zich steeds meer zorgen: hoe kunnen ze hun ROI (return on investment) voor Li-ion-batterijpakketten verhogen?
Veel van die brandweerleiders voelen zich ongemakkelijk bij een paradigma waarin Li-ion-batterijen werden gezien als verbruiksartikelen. Brandweerleiders willen steeds vaker Li-ion-batterijen beter begrijpen, slimmer gebruiken en veilig weggooien als het zover is.
Een snelle primer op Li-ion-batterijen
Veel mensen denken dat een hogere spanning meer vermogen betekent en dat is niet zo. Het vermogen wordt gemeten in watt (W) en watt wordt berekend door de spanning (V) te vermenigvuldigen met de stroom (ampère of A). Dus hoewel het mogelijk is om hetzelfde vermogen te halen uit bijvoorbeeld een 18V-batterij en een 54V-batterij, kan het 54V-pakket het doen met 2/3 minder ampère dan het kleinere 18V-pakket.
Nu is vermogen leuk, maar brandweerlieden zijn meer geïnteresseerd in hoe lang een batterij het gereedschap dat ze gebruiken van stroom zal voorzien (dwz bedrijfstijd). Daarvoor moeten brandweerlieden begrijpen dat looptijd gelijk is aan wattuur: hoeveel watt kan een batterij gedurende één uur leveren? Om wattuur te berekenen, vermenigvuldigt u de spanning (V) met de nominale ampère-uren (Ah) van het pakket.
Het typische Li-ion-batterijpakket is gemaakt met behulp van verschillende cilindrische cellen, die qua vorm vergelijkbaar zijn met de AA-batterijen in de afstandsbediening van uw tv, maar daar houdt de overeenkomst op. Een Li-ion-batterijpakket is niet alleen veel groter, het bevat een Li-ion "chemische cocktail" die een grotere energiedichtheid levert, in tegenstelling tot de lage energiedichtheid, maar goedkope, alkalinebatterij die je koopt voor die afstandsbediening van de tv.
Batterijcellen zijn geen perfect identieke productiemachines, beschouw ze als 'chemie in een blikje'. Fabrikanten van Li-ion-batterijcellen gebruiken de term nominaal om een industriestandaard te beschrijven die ze gebruiken om de gemiddelde middenspanning van hun batterijen te beoordelen (dwz in wezen de gemiddelde classificatie van de cellen die met een bepaalde chemie zijn geproduceerd). Over het algemeen hebben alle veelgebruikte Li-ion-batterijcellen een nominale spanning van 3.6 V. Er zijn veel opties, naast spanning, voor cellen met verschillende ampère-uurwaarden. En er zijn verschillende maximale ontlaadstroomwaarden, afhankelijk van hoe lang een fabrikant wil dat de batterij meegaat op een specifiek gereedschap en hoe snel het batterijpakket zijn energie (dwz hoger vermogen) kan gebruiken tijdens de werking van een gereedschap.
Fabrikanten van Li-ion-accupacks krijgen een hogere celspanning door meerdere afzonderlijke cellen in serie te assembleren. Om de spanning voor zo'n batterijpakket te krijgen, vermenigvuldig je de individuele celspanning (3.6V nominaal) met het aantal cellen in serie. Een configuratie van een 10S-batterijpakket ─ tien cellen in serie wordt bijvoorbeeld een 36 V-batterij (tien cellen maal 3.6 V per cel). Om het aantal ampère-uren (Ah) te verhogen, zal een batterijpakket-assembler cellen ─ of een reeks cellen ─ parallel verbinden om hun runtime-doelen te bereiken. Bijvoorbeeld, voor een 2P (2 cellen in serie) configuratie, waarbij 4.0 Ah cellen worden gebruikt, resulteert dit in een 8.0 Ah accupakket (twee cellen maal 4.0 Ah/cel is gelijk aan 8.0 Ah).
Vermogen is gelijk aan warmte
Met het toegenomen gebruik van Li-ion-accu's voor het aandrijven van gereedschappen, is het in de accuwereld algemeen bekend dat hoge ontlaadstromen (ampère) leiden tot warmte. Voor toepassingen met een korte looptijd, zoals hydraulische redgereedschappen (meestal korte uitbarsting < 30 seconden) of elektrisch gereedschap (bijv. boren of zagen < 10 seconden) is er weinig tijd om veel warmte te ontwikkelen, dus hoeven accu's niet per se ontworpen te zijn om interne warmteniveaus beheren of zelfs meten.
De meeste brandweerlieden zouden moeten weten, op basis van recente brandincidenten met elektrische voertuigen (EV) en brandbestrijdingstraining voor EV's, dat Li-ionbatterijen niet "goed spelen" bij hoge temperaturen. Als ze ontbranden, is het bijna onmogelijk om te blussen vanwege hun interne brandstofbron (lithium heeft geen extra zuurstof nodig om te verbranden). Brandweerlieden moeten het gebruik van Li-ionbatterijen buiten het ontworpen warmtebereik vermijden.
Warmteophoping voorkomen met Li-ion-accu's De beste manier voor brandweerlieden om problemen met warmte-ophoping met Li-ion-accu's te voorkomen, is ervoor te zorgen dat ze alleen de accu gebruiken die door de fabrikant is ontworpen voor het gereedschap dat ze gebruiken. Laten we, om dit punt te benadrukken, eens kijken naar het verschil in vermogensbehoefte tussen een hydraulisch redgereedschap en een PPV-ventilator/blazer.
Typische voertuighulpverlening bestaat uit een reeks sneden en spreads, vaak gedeeld door twee tot drie gereedschappen - elk met zijn eigen operationele specialiteit (bijv. cutter en spreaders). Dit betekent dat de elektrische belasting wordt "gedeeld" over de batterijpakketten van de gebruikte gereedschappen, die elk slechts voor minder dan 30 seconden per keer kunnen worden ingeschakeld (Cut-pilaar. Scharnier doorknippen. Plaats de snijder naar beneden. Pak de spreider. Ga verder om het streepje naar voren te rollen). Wanneer elk gereedschap wordt gebruikt, krijgen de accu's in die andere gereedschappen de kans om af te koelen.
Een Li-ion-batterijpakket ontwikkelt, zelfs als het zijn ontlaadcapaciteit maximaliseert, in 30 seconden niet genoeg warmte om zich zorgen over te maken - ervan uitgaande dat de fabrikant een batterijbeheersysteem heeft ontworpen dat de maximale ontlaadstroom regelt tot binnen de veilige limieten van de specifieke batterij celmodel gebruikt in hun pakket.
Na het inschakelen van een PPV-ventilator/blazer verwacht een brandweerman echter dat deze minimaal 30 minuten op volle snelheid draait (1,800 seconden, of 60 keer langer dan een normale reddingsoperatie). Niet alleen dat, maar om meer dan 12,000 cfm (20.000 m3/uur) te verplaatsen, heeft een PPV-ventilator/blazer ongeveer 2 pk (1.4 kW) nodig. Om zoveel vermogen te leveren voor de verwachte looptijd van het 176 Wh-batterijpakket van een reddingsgereedschap, zou een PPV-ventilator vijf van deze pakketten nodig hebben om het doel te bereiken. Dit verschil in operationele looptijd is waar de grootste verschillen bestaan tussen de Li-ion-batterijpakketten die worden gebruikt voor een hydraulisch redgereedschap en een PPV-ventilator/blazer.
Verbetering van de ROI van uw brandweer voor Li-ion-batterijpakketten RAMFAN bouwt sinds de jaren 1980 ventilatoren voor brandbestrijding ─ eerst ontwikkelde de ultra-hogedruk-scheepsrookventilator voor de VS Navy ─ en is nu de toonaangevende fabrikant van batterijgevoede PPV-ventilatoren/blazers voor de brandweer. Met die ervaring heeft RAMFAN het PRO Connect ontwikkeld, een beter batterijbeheersysteem (BMS) voor de Li-Ion-batterijpakketten die in zijn producten worden gebruikt.
Door gebruik te maken van RAMFAN's gepatenteerde draadloze connectiviteitstechnologie, vereenvoudigt PRO//connect het levenscyclusbeheer van Li-ion-batterijpakketten voor de volgende generatie brandbestrijdingsmiddelen met behulp van de nieuwste Near-Field Communication (NFC) en Bluetooth Low Energy (BLE)-technologie. PRO Connect geeft brandweerlieden de mogelijkheid om de staat van hun accu's in de loop van de tijd te volgen, interne omstandigheden te meten, cyclustellingen bij te houden, BMS-firmware te upgraden, problemen op te lossen en zelfs basisonderhoud van hun accu's uit te voeren.
Alle RAMFAN-batterijpakketten zullen, als standaardspecificatie, worden uitgerust met PRO//connect-hardware geïntegreerd in de packs en werken met de PRO//connect mobiele applicatie - beschikbaar in zowel iOS- als Android-versies.
Vraag informatie aan bij Witmer Public Safety Group, Inc.
