Тяговые аккумуляторные батареи для погрузочной техники

10 сентября 2018

Погрузочная техника с электрическим приводом становится всё более популярной во всём мире и её доля в общем парке машин неуклонно растёт. И если «сердцем» автопогрузчика является двигатель внутреннего сгорания, то для электропогрузчика это скорее аккумуляторная батарея (АКБ), как самая дорогая и подверженная амортизации часть электрической машины.

Классическими типами АКБ являются кислотные и щелочные. Несмотря на некоторые преимущества (способность работать при низких температурах, стойкость к глубокому разряду, к коротким замыканиям, итд), в целом щелочные АКБ проиграли соревнование с кислотными, поскольку существенно дороже, имеют меньший КПД, меньшую удельную энергоёмкость. В настоящее время они практически вышли из употребления в качестве тяговых батарей для погрузочной и складской техники, хотя продолжают сохранять позиции в некоторых специфических областях.

Итак, большую часть рынка тяговых батарей для погрузочной техники занимают свинцово-кислотные батареи. Их популярность объясняется относительной дешевизной, доступностью, неплохим КПД преобразования энергии. Хотя, по правде говоря, все характеристики этих батарей довольно средние, по сумме свойств они оказались оптимальными для применения на складских машинах. Срок службы их составляет около 1500 циклов заряда-разряда, что в среднем составляет 3-5 лет, хотя нередко можно встретить и батареи возрастом и до 8лет.

Полный заряд полностью разряженной до 20% батареи занимает от 8 до 12часов, в зависимости от мощности зарядного устройства и независимо от ёмкости батареи. Современные зарядные устройства проводят заряд в автоматическом режиме и отключаются по достижении полного заряда. Энергию, затраченную на полный заряд батареи, можно легко посчитать по формуле:

Eз = 1,2 Cн Uн

где

Eз - энергия, затраченная на заряд в Вт.ч

Cн - номинальная ёмкость батареи в А.ч

Uн - номинальное напряжение батареи в В

Мощность (ток заряда) зарядного устройства подбирается исходя из расчёта 0,16А на каждый Ач ёмкости батареи. То есть для 48В батареи ёмкостью 500Ач, нужно зарядное устройство 48В/80А.

Очень важным для кислотной батареи является правильное обслуживание: недопущение перегрева и разряда глубже 80%, контроль уровня и плотности электролита. В процессе заряда происходит довольно интенсивное выделение водорода, опасная концентрация которого может привести к взрыву. Поэтому заряд свинцово-кислотных батарей обязательно должен производиться в специальной комнате, оборудованной вытяжкой. Немало проблем доставляет и агрессивная кислота, расплёскивание которой приводит к усиленной химической коррозии корпуса батареи и погрузчика. Избавиться от этих проблем можно, если использовать необслуживаемые, гелевые батареи, в которых кислота находится в сгущённом состоянии в виде геля (не путать с гелием, к которому батареи не имеют никакого отношения!). Эти батареи герметично закрыты, не требуют обслуживания и практически не выделяют водород в процессе заряда, что освобождает от необходимости оборудования специальной зарядной комнаты. Вместе с тем, придётся смириться и с рядом недостатков, таких как меньшая ёмкость (примерно на 15%), меньший ресурс (примерно 1200 циклов вместо 1500), более высокая цена (примерно на 20-30%), необходимость использования более дорогого ВЧ (высокочастотного) зарядного устройства и высокая чувствительность к нарушениям правил эксплуатации (во многих случаях восстановление невозможно).

Недавно компания HAWKER выпустила на рынок ряд улучшенных гелевых батарей серии NexSys Fast, в которых благодаря использованию свинца высокой чистоты удалось повысить ёмкость до уровня обычных кислотных батарей. Количество рабочих циклов также повышено до 1500. Кроме того, эти батареи допускают дробный (промежуточный) ускоренный заряд большим током, благодаря чему с ней можно работать в две смены сняв фактически 160% энергии, то есть вдвое больше. Хотя такие батареи стоят несколько дороже обычных гелевых (примерно на 10-15%) и требуют более мощное и соответственно более дорогое ВЧ зарядное устройство, зато можно обойтись одной батареей вместо двух.

Наиболее передовой технологией, постепенно увеличивающей свою долю на рынке источников энергии для погрузочной техники, являются литий-ионные батареи. Они также как и гелевые совершенно не требуют никакого обслуживания, не требуют оборудования зарядной комнаты, допускают дробный заряд и заряжаются высокими токами за относительно короткое время. Полный заряд может занять 2ч, но обычно проводится много быстрых частичных (дробных) зарядов по 10-15 минут во время технологических перерывов, что позволяет работать практически безостановочно. Количество рабочих циклов также значительно больше – до 10 000, что обеспечивает срок службы практически равный сроку самого погрузчика. Кроме того, они компактнее и легче свинцово-кислотных аккумуляторов, из-за чего при их установке в обычные погрузчики, приходится добавлять стальные пластины для увеличения веса.

Для оптимального использования преимуществ литий-ионных батарей необходимы машины, изначально рассчитанные на их использование. И такие проекты уже есть, в частности германская компания LINDE спроектировала ряд складских машин со встроенными, не съёмными литий-ионными батареями. Единственной проблемой является высокая цена литий-ионных батарей, однако с расширением масштабов производства и совершенствованием технологий ожидается, что цены резко снизятся до уровня свинцово-кислотных батарей, что возможно и положит конец их господству.

Написать комментарий

Наверх