Guide de sélection des batteries au lithium pour voitures minières : types et facteurs

Bienvenue dans notre guide complet sur la sélection batteries au lithium pour voitures minières. De la compréhension des types de batteries utilisés dans les véhicules miniers à l'exploration des caractéristiques de sécurité, des comparaisons de coûts et des tendances futures en matière de technologie des batteries, cet article couvre tout ce que vous devez savoir. Nous examinons des facteurs tels que la densité énergétique, la durabilité et les pratiques de maintenance pour vous aider à prendre des décisions éclairées pour vos opérations minières.

Découvrez les considérations essentielles pour sélectionner la bonne batterie au lithium, des exigences de capacité aux caractéristiques de sécurité. Découvrez les dernières avancées en matière de technologie des batteries et comment elles peuvent améliorer l’efficacité, la durabilité et la sécurité dans les applications minières. Gardez une longueur d'avance grâce à notre guide pour optimiser les performances des batteries au lithium pour vos véhicules miniers.

Points clés

  • Types de batteries utilisées dans les voitures minières
  • Caractéristiques de la batterie lithium-ion (Li-ion)
  • Facteurs à considérer lors de la sélection des batteries au lithium
  • Caractéristiques de sécurité des batteries au lithium pour voitures minières
  • Entretien et cycle de vie des batteries au lithium des voitures minières
  • Comparaison des coûts des options de batteries au lithium
  • Tendances futures de la technologie des batteries au lithium

Types de batteries utilisées dans les voitures minières

De nombreux types de batteries sont envisagés pour les véhicules miniers en fonction de leurs caractéristiques de performance et de leur adéquation aux environnements souterrains difficiles ou aux environnements accidentés à ciel ouvert. Récemment, l'attention numéro un s'est rapprochée des batteries au lithium en raison de leur densité de résistance avancée et de leurs cycles d'existence plus longs que les batteries conventionnelles au plomb et au nickel-hydrure d'acier. Nous découvrons ici les types de batteries au lithium les plus couramment utilisés dans les moteurs miniers.

Batteries au lithium-ion (Li-ion)

Les batteries lithium-ion sont principales dans le domaine minier en raison de leurs performances électriques excessives et de leur rapport capacité/poids. Ces batteries sont connues pour leur fiabilité et longue existence opérationnelle, qui sont des éléments vitaux dans les opérations minières où les possibilités de remplacement et d'entretien sont limitées. Les versions chimiques des batteries lithium-ion, notamment le lithium nickel manganèse cobalt (NMC), le lithium fer phosphate (LFP) et l'oxyde de lithium cobalt (LCO), offrent des équilibres particuliers entre puissance, densité énergétique et sécurité.

Batteries Lithium Fer Phosphate (LFP)

Batterie au lithium de voiture minière de décharge finale

Les batteries LFP sont particulièrement citées pour leurs solides capacités de sécurité, un élément essentiel dans les environnements miniers vulnérables aux fluctuations de température et aux contraintes mécaniques. Ces batteries ne présentent plus le même risque d’emballement thermique que les autres produits chimiques lithium-ion et présentent un cycle de vie comparativement plus long, ce qui en fait une préférence durable pour les programmes lourds.

Bureau des types de batteries et de leurs caractéristiques

Énergie du type de batterie Densité (Wh/kg) Cycle de vie (cycles de charge) Cas d'utilisation habituel
Lithium Nickel Manganèse Cobalt (NMC) 150-220 1000-2000 Applications à haute énergie
Phosphate de fer au lithium (LFP) 90-120 2000-3000 Forfaits critiques pour la sécurité
Oxyde de lithium et de cobalt (LCO) 150-200 500-1000 Applications nécessitant une densité énergétique excessive

La connaissance des caractéristiques uniques de chaque type de batterie aide à déterminer le choix le plus approprié pour les voitures minières. Par exemple, même en tant que Cellule de batterie LFP offre une densité de puissance réduite, sa protection et sa résistance peuvent également outrepasser cette limitation dans de nombreuses situations minières. Inversement, cellules de batterie NMC, tout en conférant une densité énergétique plus élevée, nécessitent des systèmes de contrôle plus stricts pour garantir la sécurité et la robustesse dans les conditions minières.

Il est très important pour les opérations minières de sélectionner la forme appropriée de batterie, en tenant compte non seulement de l'environnement opérationnel le plus efficace, mais également de facteurs tels que les temps de recharge, la capacité de résistance et la durabilité à long terme. Chaque type de batterie au lithium présente des avantages spécifiques et des inconvénients potentiels, faisant du choix de la technique un enjeu crucial dans la planification des opérations minières.

Facteurs à considérer lors de la sélection des batteries au lithium pour les véhicules miniers

Lors de la sélection batteries à lithium pour les automobiles minières, plusieurs éléments essentiels doivent être pris en compte pour garantir l’efficacité opérationnelle, la protection et la rentabilité. Les besoins particuliers des environnements miniers nécessitent un examen attentif des spécifications de la batterie pour correspondre aux responsabilités rigoureuses à assumer.

Densité d'énergie

La densité électrique est un facteur primordial car elle détermine la résistance que la batterie peut contenir par rapport à une unité de poids. Excessif densité électrique est essentiel dans les programmes miniers où les performances opérationnelles et la capacité de fonctionner pendant des intervalles prolongés sans recharges communes sont essentielles. Les batteries au lithium sont préférées dans les opérations minières en raison de leur densité de résistance avancée par rapport aux différents types de batteries.

Capacité électrique

La capacité de puissance d'une batterie influence désormais non seulement la durée pendant laquelle un véhicule minier peut fonctionner avant de devoir être rechargée, mais également la manière dont il peut gérer les centaines de milliers de personnes lors d'opérations approfondies. Il est crucial de choisir une batterie capable de fournir des rafales de puissance excessive lorsque vous le souhaitez sans dégrader les performances globales.

Robustesse et robustesse

Les voitures minières fonctionnent dans des environnements difficiles, qui peuvent être constitués de températures extrêmes, de poussière et de vibrations. Les batteries au lithium sélectionnées doivent être capables de résister à ces conditions sans panne. La durabilité et la robustesse sont essentielles pour vous éviter des remplacements fréquents de batteries, qui peuvent être coûteux et perturber les opérations minières.

La gestion thermique

Efficace contrôle thermique Les systèmes sont essentiels au maintien des performances et de la protection de la batterie. Les batteries au lithium génèrent de la chaleur pendant le fonctionnement, qui doit être dissipée avec succès pour éviter la surchauffe. La surchauffe peut entraîner une diminution de la durée de vie de la batterie et, dans le pire des cas, des risques de sécurité tels qu'un emballement thermique.

Temps de charge

Le temps de charge affecte les temps d’arrêt des voitures minières. De préférence, les batteries ayant des capacités de charge plus rapides sont privilégiées pour minimiser ce temps d'arrêt. Toutefois, la caractéristique de charge rapide ne doit pas compromettre la durée de vie de la batterie ni les exigences de sécurité.

Cycle des modes de vie

Le cycle de vie prévu des batteries au lithium devrait correspondre aux exigences opérationnelles des automobiles minières. Les batteries capables de supporter une plus grande variété de cycles de charge et de décharge sont mieux adaptées aux programmes miniers dans lesquels des remplacements fréquents peuvent augmenter les coûts d'exploitation.

Compatibilité

S'assurer que la batterie au lithium est bien adaptée aux systèmes actuels du véhicule est essentiel pour une intégration transparente. Cela comprend la compatibilité avec le gadget de gestion numérique, les dimensions physiques adaptées aux cellules de batterie actuelles, ainsi que la tension appropriée et les exigences modernes.

Exigences de sécurité

La protection doit être prise en compte dans les opérations minières. Les batteries doivent répondre à des exigences de sécurité strictes pour faire face à des conditions difficiles et prévenir les incidents. Les fonctions qui incluent un boîtier robuste, des circuits de protection intégrés et des certifications basées sur les exigences diagnostiquées dans notre corps sont les signes d'un produit fiable.

Les considérations environnementales

Enfin, les préoccupations environnementales deviennent de plus en plus critiques. Les batteries aux profils écologiques et celles fournissant des additifs recyclables ou fabriquées avec une empreinte environnementale réduite sont les plus populaires à mesure que les industries s'orientent vers la durabilité.

Exigences de capacité pour les batteries au lithium dans les opérations minières

Dans les opérations minières, il est important de choisir des batteries au lithium présentant un potentiel approprié pour garantir l’efficacité opérationnelle et la protection. La capacité d’une batterie au lithium dicte la quantité d’électricité qu’elle peut conserver, ce qui affecte à son tour la durée de fonctionnement et la puissance des voitures minières. Ce potentiel se mesure en ampères-heures (Ah) et influence immédiatement les paramètres de fonctionnement de l'automobile.

Tout en déterminant les besoins en capacité pour batteries à lithium dans les voitures minières, de nombreux éléments sont à prendre en considération :

  • Désirs de pouvoir généraux : Calculé entièrement en fonction des heures de fonctionnement quotidiennes et de la consommation électrique en fonction de l'heure de l'automobile minière.
  • Cycles opérationnels : Le nombre de quarts de travail effectués par le véhicule avant la recharge.
  • Conditions environnementales: des températures extrêmes peuvent affecter les performances de la batterie, nécessitant des capacités plus importantes dans des situations difficiles.

Vous trouverez ci-dessous un tableau détaillé résumant les nécessités potentielles traditionnelles basées totalement sur diverses éventualités opérationnelles :

Type de voiture Consommation d'électricité ordinaire (kWh) Capacité de batterie requise (Ah) Temps de fonctionnement selon charge
Petits chargeurs 50-70 500-700 6-8 heures
Chargeuses moyennes 80-100 800-1000 6-8 heures
Chargeuses lourdes et camions 120-150 1000-1300 4-6 heures

Pour optimiser les performances et la longévité des batteries au lithium dans les applications minières, il est essentiel de sélectionner une batterie adaptée aux exigences de la voiture tout en tenant compte des impacts environnementaux de toute capacité. De plus, la prise en compte de la demande de puissance de pointe et du débit de puissance est essentielle pour éviter la dégradation de la batterie et garantir la sécurité.

De plus, les opérations minières de pointe peuvent également bénéficier de l'application d'un système de contrôle de batterie (BMS) qui aide à maintenir la batterie en bon état sur plusieurs cycles de débit en équilibrant les frais et en surveillant la température et la tension. Ce système maximise la capacité puissante et la durée de vie opérationnelle de la batterie.

En fin de compte, décider de la capacité de batterie appropriée ne consiste pas toujours à répondre aux besoins énergétiques minimaux, mais également à optimiser le flux de travail opérationnel et à garantir la sécurité et la durabilité du gadget minier. Une capacité de batterie correctement choisie peut réduire considérablement les temps d'arrêt et les frais de conservation, améliorant ainsi la productivité habituelle.

Caractéristiques de sécurité des batteries au lithium pour voitures minières

Les fonctions de sécurité Les batteries au lithium sont essentielles dans le contexte des projets miniers, où les conditions environnementales et les besoins opérationnels posent des situations exigeantes spécifiques. Lors de la sélection de batteries au lithium pour les voitures minières, plusieurs éléments de protection clés doivent être pris en compte pour garantir le bon être du personnel et l’intégrité des opérations minières.

Tout d’abord, les structures de gestion thermique sont essentielles. Les batteries au lithium utilisées dans les voitures minières sont équipées de systèmes de refroidissement avancés pour vous éviter une surchauffe, ce qui pourrait entraîner un emballement thermique. Dans ces conditions, la défaillance d'un mobile peut provoquer une réaction séquentielle dans différentes cellules. Ces structures comprennent régulièrement des capteurs de température et des mécanismes de refroidissement qui régulent la température de la batterie à un moment donné lors des approches de charge et de décharge.

Toutes les autres caractéristiques de protection essentielles intègrent des structures de gestion de batterie (BMS) solides. Le BMS surveille en permanence le niveau de charge (SOC), le niveau de forme physique (SOH) et les fonctionnalités normales de la batterie, fournissant des informations en temps réel qui peuvent vous éviter une surcharge et une décharge profonde, ce qui peut compromettre considérablement la protection et la durée de vie de la batterie.

De plus, les batteries au lithium destinées aux véhicules miniers sont généralement protégées par des boîtiers robustes et durables qui les protègent des effets mécaniques et des perforations. Les matériaux du boîtier sont également conçus pour être ignifuges, ce qui ajoute une couche de protection supplémentaire dans les environnements où le risque d'incendie est élevé.

Les batteries au lithium sont souvent conçues avec des structures de circulation d'air qui expulsent efficacement les gaz générés pendant la charge ou après un défaut afin de répondre à la possibilité de libération d'essence, en particulier dans les scénarios d'exploitation minière souterraine. Cette sélection est essentielle pour éviter l’accumulation de gaz inflammables au sein du site minier.

Enfin, le choix de la chimie des batteries joue également un rôle considérable en matière de sécurité. Les batteries au lithium fer phosphate (LiFePO4) sont souvent sélectionnées pour les programmes miniers en raison de leur stabilité inhérente et de leur risque réduit d'événements thermiques par rapport aux différentes chimies lithium-ion. Cette chimie améliore désormais non seulement la sécurité, mais contribue également aux performances et à la robustesse essentielles de la batterie dans les conditions difficiles des opérations minières.

En conclusion, l' capacités de sécurité des batteries au lithium pour les automobiles minières sont complètes et multiformes, reflétant les exigences strictes des environnements miniers. Ces caractéristiques garantissent que les batteries répondent non seulement aux besoins excessifs de capacité et d’efficacité, mais qu’elles respectent également strictement les exigences de sécurité essentielles aux opérations minières.

Entretien et cycle de vie des batteries au lithium des voitures minières

L’entretien et la gestion efficaces de batteries à lithium dans les véhicules miniers sont essentiels pour optimiser leurs performances et leur longévité. Cette section traite des pratiques vitales, des problèmes liés à la conservation des batteries au lithium et des informations sur leur cycle de vie prévu.

Pratiques normales de protection

Pour garantir le fonctionnement fiable des batteries au lithium dans les automobiles minières, une maintenance récurrente est importante. Des évaluations régulières doivent inclure le suivi de l'état de fonctionnement (SoC) et de l'état de santé (SoH) pour vous éviter des décharges profondes et des surcharges, qui pourraient dégrader considérablement la durée de vie de la batterie. Il est également essentiel de maintenir des conditions de température appropriées, car des températures extrêmes peuvent accélérer le vieillissement des batteries au lithium.

Espérances de cycle de vie

Le cycle de vie des batteries au lithium dans les applications minières dépend étroitement des styles d'utilisation et des pratiques de protection. Généralement, ces batteries ont un cycle de vie allant de 1,000 000 à XNUMX XNUMX cycles de charge avant d'atteindre XNUMX % de leur potentiel d'origine, ce qui est considéré comme l'abandon de leur mode de vie utile pour des packages miniers maximaux.

Cycles de charge Capacité prévue Rétention
1,000 90% - 95%
2,000 85% - 90%
3,000 80%

Systèmes de surveillance avancés

L'intégration de systèmes de gestion de batterie (BMS) supérieurs peut considérablement améliorer la maintenance et le cycle de vie des batteries au lithium. Ces structures assurent une surveillance continue et des enregistrements en temps réel des performances globales de la batterie, ce qui facilite la prévision des pannes de capacité et la planification de rénovations préventives pour cette raison.

Stratégies de remplacement

L’élaboration d’un plan stratégique de remplacement des batteries est essentielle pour des opérations minières ininterrompues. Cette approche doit être entièrement basée sur les données prédictives du BMS et sur les performances globales réelles de la batterie, permettant un remplacement au bon moment avant que les batteries ne s'avèrent être un handicap.

En fin de compte, comprendre et imposer de solides pratiques de maintenance et être conscient du cycle de vie des batteries au lithium sont essentiels pour optimiser les performances globales et la durabilité de ces ressources énergétiques dans les voitures minières. Cela garantit non seulement l’efficacité opérationnelle, mais influence également considérablement l’empreinte financière et environnementale des opérations minières.

Comparaison des coûts des options de batteries au lithium pour les véhicules miniers

Tout en décidant batteries à lithium pour les automobiles minières, la valeur est un élément essentiel qui recoupe les performances globales, la durabilité et les caractéristiques de sécurité. Les frais d'achat préliminaire des batteries au lithium peuvent être plus élevés que ceux des batteries au plomb conventionnelles ; cependant, ils offrent un coût total de possession réduit tout au long de leur cycle de vie. Cela est dû à leur durée de vie plus longue, à leurs performances de puissance plus élevées, à leurs souhaits de conservation réduits et à leurs meilleures performances dans des conditions difficiles.

Le coût des batteries au lithium pour les automobiles minières varie en fonction de plusieurs éléments, notamment la capacité, la densité énergétique et la génération précise utilisée. Par exemple, les batteries au lithium fer phosphate (LiFePO4) sont généralement plus coûteuses au départ que les batteries lithium-ion standard, mais offrent une plus grande stabilité et sécurité, ce qui est primordial dans les conditions rigoureuses des opérations minières. De plus, ils présentent un cycle d’existence prolongé qui peut compenser le prix initial plus élevé.

Un autre aspect du prix à ne pas oublier est la taille du gadget de batterie requis. Les automobiles plus grandes qui nécessitent une résistance plus élevée auront besoin de structures de batterie plus répandues, ce qui augmente l'investissement initial. Mais des économies d’échelle peuvent s’appliquer lors de l’achat de plusieurs appareils ou pour de grandes flottes, réduisant probablement les frais en fonction de l’unité.

Les dépenses opérationnelles jouent également un rôle important dans l’évaluation financière des batteries au lithium pour moteurs miniers. Ces batteries ont généralement une meilleure efficacité énergétique, ce qui signifie qu’elles sont capables d’économiser plus d’énergie par unité de poids que les autres types. Cela se traduit par des charges moins fréquentes et, par conséquent, par une consommation d'énergie inférieure tout au long de la durée de vie opérationnelle de la batterie.

Les frais de protection et de remplacement sont également réduits avec les batteries au lithium. Elles ne nécessitent désormais plus l'entretien normal dont ont besoin les batteries au plomb, qui incluent l'appoint d'eau et les frais d'égalisation ordinaires. De plus, leur capacité à résister à des cycles de décharge profonde sans dégradation importante réduit la fréquence de remplacement des batteries.

Il est également crucial de garder à l’esprit l’évolution future des prix des technologies de batteries au lithium. À mesure que les améliorations se maintiennent et que la fabrication augmente, les coûts unitaires devraient diminuer, les rendant plus accessibles et économiquement viables pour les opérations minières. La participation à l'adoption précoce de ces technologies peut offrir des économies à long terme et faire des opérations minières des leaders en matière d'efficacité électrique et de gestion de l'environnement.

En résumé, même si le prix d'avance des batteries au lithium est plus élevé, leurs avantages à long terme et la diminution des frais d'exploitation offrent une situation de gain de prix favorable pour les véhicules miniers. Les organisations doivent examiner attentivement leurs désirs particuliers concernant ces coûts afin de prendre la décision économiquement la plus pratique possible.

Tendances futures de la technologie des batteries au lithium pour les applications minières

Le panoramique de technologie de batterie au lithium pour les automobiles minières est sur le point de connaître de grandes améliorations dans les années à venir. Ces tendances sont motivées par l’utilisation de la demande croissante de solutions électriques plus efficaces, durables et respectueuses de l’environnement dans les opérations minières lourdes. Alors que nous regardons vers l’avenir, de nombreuses tendances clés émergent, qui pourraient éventuellement façonner la prochaine technologie des batteries au lithium dans ce domaine.

Chimie de batterie plus solide

Les recherches actuelles se concentrent sur l’amélioration de la chimie des batteries au lithium afin d’augmenter la densité de puissance tout en réduisant le risque d’événements thermiques. Les innovations incluant les batteries au lithium-soufre (Li-S) et les batteries à état stable sont à la pointe de la technologie. Ces technologies promettent des capacités de résistance plus élevées et des profils de sécurité améliorés, essentiels pour les conditions traumatisantes des environnements miniers.

Contrôle du cycle de vie avancé

Les progrès dans les structures de gestion des batteries (BMS) sont essentiels pour prolonger la durée de vie et l’efficacité des batteries au lithium dans les voitures minières. Destiny BMS devrait intégrer des algorithmes plus sophistiqués capables de surveiller et de répondre en temps réel aux éléments de tension de la batterie, améliorant considérablement la robustesse globale et les performances globales de la batterie.

Intégration avec des ressources énergétiques renouvelables

Alors que l’industrie minière cherche à réduire son empreinte carbone, l’intégration des batteries au lithium avec des sources d’énergie renouvelables devient de plus en plus importante. Les futures opérations minières utiliseront probablement des systèmes de batteries au lithium optimisés pour le stockage et l’utilisation d’énergies renouvelables, notamment l’énergie solaire ou éolienne, améliorant ainsi la durabilité.

Bureau des améliorations technologiques prévues

Technologie Avantages Année de mise en œuvre prévue
Batteries au lithium-soufre Meilleure densité énergétique, diminution des frais, sécurité accrue 2025
Batteries solides Protection étendue, meilleure capacité électrique 2027
GTC supérieur Cycle de vie amélioré, surveillance en temps réel 2024
Structures d'intégration renouvelables Diminution des émissions de carbone, opérations durables 2025

En particulier, l’avenir de la technologie des batteries au lithium dans les applications minières semble solide, avec des progrès considérables vers des solutions plus durables, sûres et rentables. Ces progrès permettront non seulement d’améliorer les aspects financiers des opérations minières, mais contribueront également à des objectifs environnementaux plus larges.

FAQ sur le guide de sélection des batteries au lithium pour voitures minières

Quels sont les types de batteries couramment utilisés dans les voitures minières ?

Lors de la sélection de batteries pour véhicules miniers, les batteries à base de lithium sont généralement préférées en raison de leur densité énergétique supérieure et de leurs cycles de vie plus longs par rapport aux batteries traditionnelles au plomb et à l'hydrure de nickel-acier.

Quelles sont les caractéristiques des batteries Lithium-Ion (Li-ion) ?

Les batteries lithium-ion sont connues pour leur fiabilité, leur longue durée de vie et leur haute efficacité énergétique. Ils se présentent sous différentes variantes chimiques telles que le lithium nickel manganèse cobalt (NMC), le lithium fer phosphate (LFP) et l'oxyde de lithium cobalt (LCO).

Quels facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection de batteries au lithium pour les véhicules miniers ?

Les facteurs importants à prendre en compte incluent la densité énergétique, la capacité électrique, la durabilité, la gestion thermique, le temps de charge, le cycle de vie, la compatibilité, les exigences de sécurité et les considérations environnementales.

Comment déterminez-vous les besoins en capacité des batteries au lithium dans les opérations minières ?

Les besoins en capacité sont déterminés en fonction de facteurs tels que les besoins totaux en énergie, les cycles de fonctionnement et les conditions environnementales. Différents types de véhicules miniers ont une consommation d'énergie et une durée de fonctionnement par charge variables.

Quelles caractéristiques de sécurité sont importantes dans les batteries au lithium pour les voitures minières ?

Les principales caractéristiques de sécurité comprennent des systèmes de gestion thermique, des systèmes de gestion de batterie (BMS), un boîtier robuste, des systèmes de ventilation pour l'évacuation des gaz et le choix de produits chimiques de batterie stables comme le phosphate de fer et de lithium (LiFePO4) pour une sécurité renforcée.

Comment les pratiques de maintenance et les attentes en matière de cycle de vie peuvent-elles optimiser les performances des batteries au lithium dans les véhicules miniers ?

Des pratiques de maintenance régulières, des systèmes de surveillance avancés et des stratégies de remplacement stratégiques peuvent contribuer à optimiser les performances et la longévité des batteries au lithium. Comprendre les attentes en matière de cycle de vie et intégrer des systèmes efficaces de gestion des batteries sont également cruciaux.

Quels sont les coûts à prendre en compte lors de la sélection de batteries au lithium pour les véhicules miniers ?

Même si le coût d'achat initial des batteries au lithium peut être plus élevé, elles offrent un coût total de possession inférieur en raison d'une durée de vie plus longue, de besoins de maintenance réduits et d'une efficacité énergétique plus élevée. Les coûts opérationnels, les dispositifs de sécurité et les tendances futures en matière de prix doivent également être pris en compte.

À quelles tendances futures pouvons-nous nous attendre en matière de technologie des batteries au lithium pour les applications minières ?

Les tendances futures de la technologie des batteries au lithium pour les applications minières incluent les progrès de la chimie des batteries, une gestion améliorée du cycle de vie avec un BMS sophistiqué, l'intégration avec des sources d'énergie renouvelables et le développement de technologies de batteries plus sûres et plus efficaces comme les batteries au lithium-soufre et à l'état solide.

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