อายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ควรคาดหวังจากเครื่องลำเลียงสายพานแบบเทเลสโคปิกมือถือ

เวลาเวลารันเฉลี่ยต่อการชาร์จหนึ่งครั้งสำหรับเครื่องลำเลียงสายพานแบบเทเลสโคปิกมือถือ

ค่าอ้างอิงเวลารันจริงภายใต้สภาวะการใช้งานและภาระงานที่แตกต่างกัน

รถลำเลียงสายพานเทเลสโคปิกแบบเคลื่อนที่ส่วนใหญ่สามารถทำงานได้นานประมาณ 4 ถึง 8 ชั่วโมงต่อการชาร์จหนึ่งครั้งเมื่อทุกอย่างดำเนินไปอย่างราบรื่น แต่ในทางปฏิบัติจริงนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยเป็นอย่างมาก เมื่อเคลื่อนย้ายวัสดุหนัก เช่น หินกรวด แทนที่จะเป็นพัสดุเบา แบตเตอรี่จะใช้งานได้น้อยลงระหว่าง 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ หากผู้ปฏิบัติงานใช้เครื่องลำเลียงทำงานที่ระยะยืดออกเต็มที่อย่างต่อเนื่อง แบตเตอรี่จะหมดเร็วกว่ารูปแบบการใช้งานปกติประมาณ 40% อุณหภูมิที่สุดขั้วยังส่งผลต่อประสิทธิภาพเช่นกัน อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งหรือสูงเกิน 40 องศาเซลเซียส อาจทำให้ระยะเวลาการใช้งานลดลงได้เกือบหนึ่งในสี่ ตามการวิจัยของโพนีแมนเมื่อปีที่แล้ว ตัวเลขเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้จัดการคลังสินค้าที่พยายามวางแผนการปฏิบัติงานและการบำรุงรักษา

แบตเตอรี่ลิเธียมไอร์ออนฟอสเฟต (LFP) มีความเสถียรที่เหนือกว่าในสภาวะดังกล่าว โดยสามารถรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าได้มากกว่า 90% ในช่วงที่มีภาระสูงสุด ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่มีแนวโน้มแรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออยู่ภายใต้ความเครียด

ปัจจัยที่ส่งผลต่อการดึงพลังไฟฟ้าในทันทีจากจำนวนรอบการยืดไสเลื่อนและโปรไฟล์โหลดมอเตอร์

การเคลื่อนไสเลื่อนก่อเกิดพีคพลังไฟฟ้าที่แหลมสูง: ทุกครั้งที่มีการยืดไสเลื่อนจะกินกระแสไฟฟ้า 2–3 เท่าของการลำเลียงที่อยู่ในสภาวะคงที่ ปัจจัยสำคณะที่มีส่วนร่วม รวมถึงความต้องการสูงสุดของมอเตอร์ในช่วงเร่งความเร็มต้น (150–200% ของกำลังไฟฟ้าที่กำหนด), พีคชั่วขณะเมื่อวัสดุสัมผัสกับสายพาน (+25–40% ของการดึงกระแส), และผลที่ทวีความรุนแรงขึ้นเมื่อการยืดไสเลื่อนและการลำเลียงเกิดพร้อมเวลาเดียวกัน

การปรับไสเลื่อนบ่อยครั้ง—มากกว่า 15 รอบต่อชั่วโมง—จะลดเวลาการใช้งานที่มีประสิทธิภาพลงประมาณ 20% เนื่องจากผลรวมของความไม่มีประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานและการสะสมความร้อน

อายุการใช้งานของแบตเตอรี่และภาวะเสื่อมสภาพในระยะยาวของเครื่องลำเลียงสายพานแบบเทเลสโคปิกเคลื่อนที่

จำนวนรอบการชาร์จ/ปล่อยไฟจนความจุคงเหลือ 80%: ข้อมูลจากผู้ผลิต เทียบกับความเป็นจริงในสนาม

โดยทั่วไป ผู้ผลิตอ้างว่าแบตเตอรี่สามารถใช้งานได้ประมาณ 2,000 ถึง 2,500 รอบการชาร์จ ก่อนที่ความจุจะลดลงต่ำกว่า 80% เมื่อทดสอบในห้องปฏิบัติการภายใต้ระดับการคายประจุ (Depth of Discharge) ที่ 50% แต่ข้อมูลจริงจากคลังสินค้ากลับแสดงภาพที่ต่างออกไป ส่วนใหญ่แล้ว แบตเตอรี่จะถึงเกณฑ์ดังกล่าวหลังจากรอบการใช้งานเพียง 1,200 ถึง 1,500 รอบในทางปฏิบัติ ทำไมถึงมีช่องว่างนี้? เนื่องจากคนงานในคลังสินค้ามักจะใช้แบตเตอรี่จนหมดเกินกว่าที่แนะนำ บางครั้งเกิน 60% และแทบไม่มีการชาร์จให้เต็มระหว่างกะงาน การศึกษาทางวิทยาศาสตร์ยังสนับสนุนเรื่องนี้ด้วย โดยพบว่าแบตเตอรี่ที่ใช้ในระดับการคายประจุ 60% จะเสื่อมสภาพเร็วกว่าประมาณ 30% เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ที่ใช้ที่ 40% เพราะขั้วไฟฟ้าได้รับความเสียหายมากขึ้นตามระยะเวลา ซึ่งสอดคล้องกับผลการศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ใน Heliyon (2024)

ตัวกระตุ้นการเสื่อมสภาพเร็ว: ความร้อน การชาร์จบางส่วน และการจัดเก็บทิ้งไว้เฉยๆ ในสภาพแวดล้อมด้านโลจิสติกส์

ปัจจัยสามประการที่มีบทบาทสำคัญต่อการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ก่อนเวลาอันควรในการใช้งานจริง:

• ความร้อน : ที่อุณหภูมิ 35°C การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่จะเร็วกว่าที่ 25°C ถึง 2.5 เท่า เนื่องจากการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ (การศึกษาวัสดุปี 2024)
• การชาร์จบางส่วน : การทำวงจรชาร์ทซ้ำที่ระดับ 20–80% ทำให้เกิดการเคลือบลิเธียม ซึ่งลดอายการใช้งานแบตเตอรี่โดยรวมลง 18% เมื่เทียบกับวิธีการคายประจุเต็ม
• การจัดเก็บในระยะยาว : การจัดเก็บที่ระดับชาร์ท 100% (SoC) เป็นเวลาเกิน 48 ชั่วโมงกระตุนการเจริญเติบโตของผลึก ทำให้เกิดการสูญเสมความจุรายปีอยู่ในช่วง 15–20%

ทีมโลจิสติกส์รับมือความเสี่ยงเหล่านี้ด้วยการชาร์ทเต็มทุกคืนและการจัดเก็บในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมอุณหภูมิ ทำให้ยืดอายการใช้งานแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพเพิ่มเฉลี่ย 11 เดือน

ปัจจัยสิ่งแวดล้อมและปัจจัยการดำเนินงานที่ลดอายการใช้งานแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพ

อุณหภูมิสุดโต่ง ฝุ่นเข้า และความชื้นในการใช้งานคลังสินค้าและลานจัดเก็บ

อุณหภูมิที่สูงหรือต่ำเกินปกกรดมีผลอย่างมากต่อการทำงานและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ เมื่ออุณหภูมิสูงเกิน เช่นประมาณ 40 องศาเซลเซียส เคมีภายในเริ่มเสื่อมสภาพเร็วกว่าปกกรด ซึ่งสามารถลดประสิทธิภาพการใช้งานแบตเตอรี่ที่ผู้ใช้ได้รับจริงไปประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ ตามรายงานการศึกษาของ Ponemon ในปี 2023 ในทางกลับกัน เมื่ออุณหภูมิลดลงจนเกิดการแข็งเย็น ความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทำให้แบตเตอรี่ใช้งานได้ไม่นานในช่วงฤดูหนาว ความชื้นและสิ่งสกปรกยังก่อปัญหาต่ำขั้วแบตเตอรี่ และอาจทำให้เซนเซอร์ระบบจัดการแบตเตอรี่ (Battery Management System) ที่ทันสมัยเกิดติดขัด โดยเฉพาะในอุปกรณ์ที่ตั้งอยู่ภายนอกลานโดยไม่มีการป้องกัน ลองเปรียบเทียบคลังสินค้าที่ไม่มีการควบคุมสภาพภูมิอากาศอย่างเหมาะสมกับคลังที่ควบคุมอุณหภูมิได้ดี คลังที่ไม่มีการควบคุมจะทำให้แบตเตอรี่สูญเสียความจุเร็วเป็นสองเท่า เนื่องจากแบตเตอรี่เหล่านั้นต้องทำงานหนักมากกว่าภายใต้ความเครียดจากความร้อนที่เพิ่มขึ้น และปัญหานี้ไม่ใช่แค่ความไม่สะดวก แต่ยังเพิ่มความเสี่ยงให้แบตเตอรี่เกิดความร้อนเกินไปอย่างรุนหนัก หรือได้รับความเสียหายถาวรที่ไม่สามารถซ่อมแซม

ผลกระทบของการเคลื่อนที่แบบเทเลสโคปิกบ่อยครั้งและน้ำหนักบรรทุกที่เปลี่ยนแปลงต่อการจัดการความร้อน

เมื่อเกิดการยืดออกเป็นรอบต่อรอบอย่างต่อๆ บ่อยครั้ง จะสร้างแรงกดที่เพิ่มขึ้นบนมอเตอร์และทำให้เกิดการพุ่งขึ้นของกระแสไฟฟ้าอย่างฉับพลัน สิ่งนี้ทำให้อุณหภูมิของแบตเตอรี่พุ่งขึ้นอย่างใดอย่างหนึ่งตั้งแต่ 15 ถึง 20 องศาเซลเซียสในช่วงการปฏิบัติงานสูงสุด ตามการวิจัยจาก NREL ในปี 2023 ทุกการเพิ่มขึ้น 10 องศาเซลเซียสที่เกิน 25 องศาเซลเซียส จะลดอายายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนครึ่งครึ่ง ความเครียดจากความร้อนในระดับนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่ออายายุการใช้งานของอุปกรณ์ ปัญหานี้ยิ่งเลวร้ายขึ้นเนื่องจากน้ำหนักบรรทุกที่แตกต่างมากบางครั้งเป็นเพียงกล่องเบา บางครั้งเป็นพาเลทหนักที่บรรจุแน่น ความแตกต่างเหล่านี้สร้างรูปแบบการคายประจุที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งทำให้ยากขึ้นในการรักษาอุณหภูมิคงที่ หากไม่มีช่วงพักเพื่อระบายความร้อนเพียงพอในระหว่างรอบการทำงาน ความร้อนจะสะสมเร็วกว่าที่สามารถปล่อยออก ทำให้ระบบจัดการความร้อนที่ดีที่สุดก็ล้นเกินความสามารถ โดยเฉพาะเมื่อมีการเคลื่อนไหวแบบยืดหดอย่างรวดเร็ว สำหรับทุกคนที่ต้องการแบตเตอรี่ที่มีอายายุการใช้งานยาวนาน การรับรองว่าน้ำหนักบรรทุกคงที่และลดการยืดออกที่ไม่จำเป็นกลายเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่งเพื่อรักษาสุขภาพแบตเตอรี่ที่ดีในระยะยาว

การตรวจสอบอัจฉริยะและการบำรุงรักษาก่อนเกิดปัญหา เพื่อเพิ่มเวลาทำงานสูงสุดของเครื่องลำเลียงสายพานแบบเทเลสโคปิกเคลื่อนที่

การใช้ข้อมูลจากระบบบริหารจัดการแบตเตอรี่ (BMS) (SoC/SoH) เพื่อทำนายระยะเวลาการทำงานที่เหลืออยู่ และวางแผนการชาร์จล่วงหน้า

ในปัจจุบัน เครื่องลำเลียงสายพานแบบเทเลสโคปิกเคลื่อนที่มาพร้อมกับระบบบริหารจัดการแบตเตอรี่ขั้นสูง (BMS) ที่สามารถติดตามสถานะการประจุไฟ (SoC) และสถานะสุขภาพของแบตเตอรี่ (SoH) แบบเรียลไทม์ ระบบที่ติดตั้งมาพร้อมกันนี้ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานทราบได้อย่างแม่นยำว่าเหลือเวลาทำงานอีกนานเท่าใด โดยอิงจากภาระงานของเครื่องลำเลียงและความถี่ในการยืดหรือหดของตัวเครื่อง ซึ่งหมายความว่าพนักงานสามารถวางแผนการชาร์จแบตเตอรี่ในช่วงเวลาที่งานน้อยลงได้ แทนที่จะรอจนแบตเตอรี่หมด ตามผลการวิจัยล่าสุดจากงานศึกษาประสิทธิภาพด้านโลจิสติกส์ในปี 2024 สถานประกอบการที่นำวิธีการเชิงรุกนี้ไปใช้ มีการหยุดทำงานที่ไม่คาดคิดลดลงประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับสถานที่ที่ยังคงพึ่งพาแนวทางการบำรุงรักษาแบบตอบสนองตามเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น การแตกต่างนี้สะสมขึ้นตามกาลเวลา ไม่ว่าจะเป็นการดำเนินงานขนาดใหญ่หรือขนาดเล็ก

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด: ช่วงเวลาการชาร์จที่เหมาะสม, แรงดันไฟขณะเก็บรักษา, และการอัปเดตเฟิร์มแวร์

การปฏิบัติตามแนวทางสามประการที่อ้างอิงจากหลักฐาน สามารถยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้อย่างมีนัยสำคัญ:

1. ชาร์จไฟในช่วงนอกเวลาเร่งด่วน เมื่ออุณหภูมิสภาพแวดล้อมคงที่และโหลดของระบบกริดต่ำ—เพื่อลดการเกิดวงจรการชาร์จบางส่วนซึ่งเร่งให้เกิดการเสื่อมสภาพ
2. รักษาระดับแรงดันไฟขณะเก็บรักษาไว้ที่ 40–60% ของ SoC ในช่วงที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน เพื่อลดการสูญเสียความจุจากการถูกความเครียดจากแรงดันสูงหรือต่ำเกินไป
3. ดำเนินการอัปเดตเฟิร์มแวร์ของ BMS เป็นประจำ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงแบบจำลองการระบายความร้อน พัฒนาประสิทธิภาพการชาร์จ และเสริมประสิทธิภาพของอัลกอริธึมการคายประจุแบบปรับตัว

โดยรวมแล้ว มาตรการเหล่านี้ช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น 22% พร้อมทั้งรับประกันความพร้อมใช้งานของพลังงานไฟฟ้าในระหว่างการทำงานจัดการวัสดุที่มีความสำคัญต่อภารกิจ