பேட்டரி ஜிகாஃபேக்டரி – சூடாக்கப்பட்ட புரூஜ் முறையிலிருந்து ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல் ப்ளூவர் புரூஜ் உலர்த்திகள் முறைக்கு மேம்படுத்துதல்

உள்ளடக்க விளக்கம்:  சிஏடிஎல் நான்கு ஆற்றல்-தீவிரமான வெப்பமூட்டப்பட்ட பர்ஜ் உலர்த்திகளை, -40°C ஓஷன் புள்ளியை அடையும் நான்கு 85 மீ³/நிமிடம் ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல் ப்ளோயர் பர்ஜ் உலர்த்திகளால் மாற்றியமைத்து, சும்பிய காற்று பர்ஜ் இழப்பை பூஜ்ஜியமாக்கி, 40% ஆற்றல் குறைப்பை அடைந்தது.

படம்: 85 என்.மீ³/நிமிடம் ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல் பூஜ்ஜிய பர்ஜ் ப்ளோயர் டெசிகண்ட் காற்று உலர்த்தி s

வாடிக்கையாளர் பின்னணி

கான்டெம்பரரி ஆம்பெரெக்ஸ் டெக்னாலஜி கோ., லிமிடெட் (சிஏடிஎல்)  , உலகின் மிகப்பெரிய மின்கல மின்சார வாகன (EV) தயாரிப்பாளர், லித்தியம்-அயான் செல்களை உற்பத்தி செய்யும் உயர் வெளியீட்டு ஜிகாஃபேக்டரியை இயக்குகிறது. தொழிற்சாலையின் சும்பிய காற்று அமைப்பின் மொத்த திறன் 340 மீ³/நிமிடம் (20,400 மீ³/மணி)  , பின்வருவனவற்றை ஆதரிக்கிறது:

• மின்முனை பூச்சு உலர் அறைகள் (ஈரப்பத புள்ளி ≤ -40°C கட்டாயம்)
• வேகமான கட்டுமான வரிசை வாயு இயக்க அமைப்புகள்
• தூய்மையான அறை வெளியேற்றம் மற்றும் கருவிகளுக்கான காற்று

பேட்டரி தயாரிப்பு, தவறு செய்த கண்டன்சேட் வடிவிலிருந்து திரவ நீர் கொண்டுசெல்லப்படும் அபாயத்தின் காரணமாக, குளிரூட்டப்பட்ட உலர்த்திகளை முறையாக தவிர்க்கிறது. தொழிற்சாலையில் முதலில் பின்வருவன நிறுவப்பட்டன நான்கு வெப்பப்படுத்தப்பட்ட வெளியேற்ற (நுண்ணுறு வெப்ப) உறிஞ்சும் உலர்த்திகள் , ஒவ்வொன்றும் 85 மீ³/நிமிடம் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது – உயர் திறன் ப்ளோயர் வெளியேற்ற தொழில்நுட்பம் விலை மலிவாக மாறுவதற்கு முன்பு பொதுவாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட தேர்வு.

பிரச்சினைகள்

இதுவரை உள்ள வெப்பப்படுத்தப்பட்ட வெளியேற்ற உலர்த்திகள்  (மேலும் நுண்ணுறு வெப்பம் அல்லது வெளிப்புறமாக வெப்பப்படுத்தப்பட்ட உறிஞ்சும் உலர்த்திகள் எனவும் அழைக்கப்படுகின்றன) பல இயக்க மற்றும் நிதிசார் பிரச்சினைகளை ஏற்படுத்தின:

• குறிப்பிடத்தக்க வெளியேற்ற காற்று இழப்பு:  வெப்பப்படுத்தப்பட்ட வெளியேற்ற உலர்த்திகள் இன்னும் பயன்படுத்துகின்றன தரப்பட்ட ஓட்டத்தின் 5–8%  மீளுருவாக்கத்திற்காக – மின்சார வெப்பமூட்டிகளைக் கொண்டு கூட. நான்கு 85 மீ³/நிமிடம் திறன் கொண்ட அலகுகள் இணைத்து இயங்கும்போது (மொத்த ஓட்டம் ~300–340 மீ³/நிமிடம்), இது ~20 மீ³/நிமிடம் உலர்ந்த செறிவூட்டப்பட்ட காற்று தொடர்ந்து வெளியேற்றப்படுவதைக் குறிக்கிறது  வளிமண்டலத்திற்கு.
• அதிக மின்சக்தி நுகர்வு:  ஒவ்வொரு உலர்த்தி மீளுருவாக்க கட்டத்தின் போது மின்சார வெப்பமூட்டிகளை (பொதுவாக 15–25 கிலோவாட்) பயன்படுத்தியது, இது மின்சக்தி பில்லில் கூடுதல் செலவை ஏற்படுத்தியது.
• உச்ச சுமையின் போது ஓஷன் புள்ளி நிலையின்மை:  கோடைக்காலத்தில், உயர் உள்ளீட்டு வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதம் மீளுருவாக்க திறனை சவாலாக மாற்றியது. ஓஷன் புள்ளி சில சமயங்களில் -35°C ஐ விட உயர்ந்து, உலர் அறை கண்காணிப்பில் கவலைகளை ஏற்படுத்தியது.
• வால்வு தேய்மானம் மற்றும் பராமரிப்பு:  சுழற்சி அதிர்வெண் (பொதுவாக 60–120 நிமிடங்கள்) காரணமாக, ப்னியூமாட்டிக் வால்வுகள் ஒவ்வொரு 12–18 மாதங்களுக்கு ஒருமுறை தேய்ந்தன. அடிக்கடி ஏற்படும் அழுத்த மாற்றங்களால் உலர்த்திப் பொருளில் துகள் உரித்தல் ஏற்பட்டு, கீழ்நோக்கிய வடிகட்டிகளை மூடியது.
• கார்பன் ஸ்டீல் கட்டமைப்பு ஆபத்து:  அசல் உலர்த்திகளில் கார்பன் ஸ்டீல் கோபுரங்கள் மற்றும் குழாய்கள் இருந்தன. நேரத்துடன், உள் விரைவு துகள்கள் உருவாகி, உலர்ந்த அறை சூழலை மாசுபடுத்தும் ஆபத்தை ஏற்படுத்தின – இது மின்கலம் உற்பத்திக்கு ஏற்றதல்ல.

படம்: 85 என்.மீ³/நிமிடம் ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல் பூஜ்ஜிய பர்ஜ் ப்ளோயர் டெசிகண்ட் காற்று உலர்த்தி

CATL-க்கு ஒரு பூஜ்ஜிய-பரிசுத்தியீட்டு, மிக நம்பகமான உலர்த்தும் தீர்வு  உடன் செயின்லெஸ் ஸ்டீல் ஈரப்பதமான பாகங்கள்  துரு ஏற்படும் ஆபத்தை நீக்கவும், எதிர்கால உற்பத்தி வரிசைகளுக்கு அளவு மாற்றம் செய்யக்கூடியதாகவும் இருக்க வேண்டும்.

ஏன் வெப்ப-செயல்பாட்டு செயல்முறை (HOC) அல்ல?

HOC உலர்த்திகள் பூஜ்ஜிய துப்புரவு மற்றும் பூஜ்ஜிய மின்சார வெப்பத்தை வழங்கும் போது, அவை முந்தைய அமுக்கிகளின் வெளியேற்ற வெப்பநிலை தொடர்ந்து 120 ° C க்கு மேல் இருக்க வேண்டும். CATL இன் தற்போதைய எண்ணெய் இல்லாத திருகு அமுக்கிகள், நவீனமாக இருந்தாலும், மாறி HOC கூடுதல் வெப்ப உள்ளீடு அல்லது பைபாஸ் கட்டுப்பாடு தேவைப்படும், சிக்கலான சேர்க்க. வாடிக்கையாளர் ஒரு நிரூபிக்கப்பட்ட, தனித்துவமான ஊதுகுழல் துடைப்பு வடிவமைப்பு  இது சுருக்கி சுமை மாறுபாடுகள் இருந்து சுயாதீனமாக வேலை.

எங்கள் தீர்வு

தற்போதுள்ள நான்கு சூடான துடைப்பு உலர்த்திகளை நான்கு புதிய எஃகு ஊதி தூய்மைப்படுத்தும் உறிஞ்சும் உலர்த்திகள்   ஒவ்வொரு மதிப்பீட்டு 85 மீ3/நிமிடம் (5100 மீ3/மணி)  , இணையாக அமைக்கப்பட்டுள்ளது (மூன்று செயல்பாட்டு, ஒரு காத்திருப்பு). இந்த அமைப்பு மீளுருவாக்கம் செய்வதற்கான சூடான சூழல் காற்று  சுருக்கப்பட்ட காற்று சுத்திகரிப்பு இழப்பு இல்லாமல்.

முக்கிய உபகரணங்கள்

• உலர்த்திகள்:  நான்கு ப்ளோயர் ட்ரை-ஹெச்ஆர்பி-850ஜிஆர்டி  உறிஞ்சும் வகை உலர்த்திகள், ஒவ்வொன்றும் 85 மீ³/நிமிடம் திறன் கொண்டவை. காற்றுடன் தொடர்பு கொள்ளும் அனைத்து பாகங்களும் (கோபுரங்கள், குழாய்கள், வால்வுகள்) ஆகியவை 304 உலோகம் என்னும் உலோகம்  – விற்று ஏற்படும் சேதத்தைத் தடுத்து, மருந்து தயாரிப்பு / மின்கலம் தரத்திற்கான சுத்தமான சூழலை உறுதிப்படுத்துகின்றன.
• புதுப்பிப்பு முறை:  உயர் திறன் கொண்ட ப்ளோயர் சுற்றுச்சூழலில் உள்ள காற்றை உறிஞ்சி, அதனை மின்சார வெப்பமூட்டியின் வழியாகக் கடத்தி (வெப்பநிலையை 150–200°C ஆக உயர்த்தி), தற்போது பயன்பாட்டில் இல்லாத கோபுரத்தை வெளியேற்றுகிறது. ஈரப்பதம் நிரம்பிய காற்று வெளியேற்றப்படுகிறது. தொழிற்சாலை வலையமைப்பிலிருந்து எந்த ஒரு செறிவூட்டப்பட்ட காற்றும் பயன்படுத்தப்படவில்லை  – புர்ஜ் இழப்பு பூஜ்ஜியம். குளிரூட்டுதல் அதே ப்ளோயர் மூலம் வெப்பமேற்றப்படாத சுற்றுச்சூழல் காற்றைக் கொண்டு செய்யப்படுகிறது.
• கட்டுப்பாடு அமைச்சல்:  ஒரு முதன்மை PLC (சீமென்ஸ் S7-1500) நான்கு உலர்த்திகளையும் ஒருங்கிணைக்கிறது; இயக்க நேரத்தை சமப்படுத்தி, இயங்கும் உலர்த்தி அதன் பராமரிப்பு இடைவெளியை அடையும்போது தானாகவே தயார் நிலையில் உள்ள அலகை மாற்றுகிறது. ஆன்லைன் பனிப்புள்ளி கண்காணிப்பு (≤ -40°C) மற்றும் CATL-ன் DCS-ல் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட தொலைநிலை எச்சரிக்கைகள்.
• வடிகடத்துதல்:  முன் வடிகட்டிகள் (1 µm) குழாய் திரவின் திரையை அகற்றுகின்றன; பின் வடிகட்டிகள் (0.01 µm) உலர்த்தும் பொருளின் மிக நுண்ணிய துகள்களைப் பிடிக்கின்றன. எண்ணெய் வடிகட்டிகள் தேவையில்லை (முன்னால் எண்ணெய் இல்லாத கம்பிரஸர்கள்).

செயல்திறன் தொடர்பான தரவுகள்

படம்: காற்று செறிவூட்டல் அமைப்பு இணைப்பு வரைபடம்

விநியோகம் & நிறுவல்

திட்டமிடப்பட்ட 3-வார நிறுத்தத்தின் போது இந்தத் திட்டம் செயல்படுத்தப்பட்டது:

• வடிவமைப்பு & தொழிற்சாலை ஏற்பு சோதனை (5 வாரங்கள்):  பொறியியல் ஒப்புதல், ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல் பொருள் சான்றிதழ்கள் மற்றும் நான்கு உலர்வானிகளின் தொழிற்சாலை ஏற்பு சோதனை.
• விநியோகம் (தொழிற்சாலை ஏற்பு சோதனைக்குப் பிறகு 2 வாரங்கள்):  ஜிகாஃபேக்டரிக்கு விநியோகிக்கப்பட்டது.
• நிறுவல் (3 வாரங்கள்):  

• • நான்கு பழைய வெப்பப்படுத்தப்பட்ட பரிசுத்திகரிப்பு உலர்வானிகள் அகற்றப்பட்டன.
  • சிறிய ஸ்கிட்களில் புதிய ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல் ப்ளோயர் உலர்வானிகள் நிறுவப்பட்டன.
  • 3-இயக்கும் + 1-தனியாக நிறுத்தப்பட்ட அமைப்புக்கான குழாய் இணைப்பு தலைப்புகளை மறுவடிவமைத்தல்.
  • சுழற்றிகள் மற்றும் வெப்பமூட்டிகளுக்கான மின்சார விநியோகத்தை மேம்படுத்தல்.
  • DCS-க்கு இணைத்தல்.

• தொழில்நுட்ப அறிமுகம் (1 வாரம்):  கசிவு சோதனைகள், ஒளி புள்ளி சரிசெய்தல் மற்றும் இயக்கியாளர் பயிற்சி.

திடீர் நிறுத்தம் ஏதும் ஏற்படவில்லை.

முடிவுகள் மற்றும் நன்மைகள் (தொழிற்சாலை தயாரிப்புக்குப் பிறகு 12 மாதங்கள்)

*வெளியேற்றும் இழப்புக்கு கூடுதலாக 20 மீ³/நிமிடம் செறிவூட்டப்பட்ட காற்று உற்பத்தி தேவைப்படுகிறது. எண்ணெய்-இல்லாத ஸ்க்ரூ கம்ப்ரஸர்களுக்கான வழக்கமான குறிப்பிட்ட திறன் 6 கிலோவாட் ஆகும், இது ஒரு மீ³/நிமிடத்திற்கு → 120 கிலோவாட் தொடர்ச்சியான கம்ப்ரஸர் மின்சக்தி சேமிக்கப்படுகிறது.

அளவிடக்கூடிய நன்மைகள்

• ஆற்றல் சேமிப்பு:  வெளியேற்றும் இழப்பை நீக்குவதன் மூலம் ~120 கிலோவாட் கம்ப்ரஸர் மின்சக்தி சேமிக்கப்பட்டது. வெப்பமூட்டி மற்றும் பிளோயர் மின்சக்தி குறைவும் மேலும் பங்களித்தது. மொத்த ஆண்டு மின்சார சேமிப்பு: ≈¥520,000 (¥0.70/கிலோவாட்-மணி அடிப்படையில், 24/7/365).
• தயாரிப்பு நம்பகத்தன்மை:  இரவு புள்ளி -40°C ஐ மீறியதில்லை. உலர் அறையின் ஈரப்பத கட்டுப்பாடு மேலும் நிலையாக மாறியது, மேலும் ஈரப்பதத்துடன் தொடர்புடைய பூச்சு குறைபாடுகள் எதுவும் அறிவிக்கப்படவில்லை.
• மாசுப்பொருள் நீக்கம்:  ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல் கோபுரங்கள் மற்றும் குழாய்கள் விரையும் துகள்களின் அபாயத்தை நீக்கின. கீழே உள்ள வடிகட்டிகளில் இப்போது இரும்பு ஆக்ஸைடு மாசுப்பொருள் எதுவும் காணப்படவில்லை – மின்கலத்தின் சுத்தம் குறித்து இது மிகவும் முக்கியமானது.
• பராமரிப்பு குறைப்பு:  அதிக சுழற்சி வால்வுகள் (பழைய உலர்த்திகளில் ஒவ்வொரு 1–2 மணிநேரத்திற்கும் வால்வுகள் சுழன்றன) இனி தேவையில்லை. பிளோயர் பர்ஜ் உலர்த்திகள் ஒவ்வொரு கோபுரத்திற்கும் இரண்டு முக்கிய வால்வுகளை மட்டுமே பயன்படுத்துகின்றன, அவை 6–8 மணிநேர சுழற்சியில் செயல்படுகின்றன. உலர்த்தும் பொருளின் தேய்மானம் திடீரென நின்றுவிட்டது.
• மீண்டும் பயன்படுத்தும் தன்மை மற்றும் அளவு மாற்றும் தன்மை:  நான்கு அலகுகள் (3+1) உள்ளதால், CATL எந்த உலர்த்தியின் பராமரிப்பையும் தயாரிப்பை நிறுத்தாமல் செய்ய முடியும். கூடுதல் திறன் எதிர்கால வரிசை விரிவாக்கங்களுக்கும் ஏற்றவாறு அமைந்துள்ளது.
• முதலீட்டு விளைவு (ROI):  மொத்த நிறுவப்பட்ட செலவு ≈ ¥2,400,000. ஆண்டு சேமிப்பு (ஆற்றல் + பராமரிப்பு) ≈ ¥520,000 + ¥170,000 = ¥690,000. செலவு மீட்புக் காலம் ≈ 3.5 ஆண்டுகள் . CATL இந்த வடிவமைப்பை மற்ற தொழிற்சாலைகளுக்காக தரநிலைப்படுத்தியுள்ளது.

வாடிக்கையாளர் சான்று

“எங்கள் பழைய வெப்பப்படுத்தப்பட்ட பரிசுத்திகரிப்பு உலர்த்திகள் எங்கள் செறிவூட்டப்பட்ட காற்றின் 8%ஐ வீணாக்கின, மேலும் -40°C ஐ நம்பகமாக பராமரிக்க முடியவில்லை. புதிய ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல் ப்ளோயர் பரிசுத்திகரிப்பு உலர்த்திகள் எங்களுக்கு மிக நிலையான ஓஷன் புள்ளியையும், பரிசுத்திகரிப்பு இழப்பு இல்லாமையையும், துரு மாசுபாடு இல்லாமையையும் வழங்குகின்றன. ஆற்றல் சேமிப்பு மட்டுமே இந்த மேம்பாட்டை நியாயப்படுத்தியது.”
— மூத்த பயன்பாட்டு மேலாளர், CATL ஜிகாஃபேக்டரி