Рано чи пізно кожен власник складської техніки стикається з тим, що йому потрібно купити новий електронавантажувач або замінити на своєму навантажувачі відслужила свій термін акумуляторну батарею. Таке ж завдання може стояти і щодо решти складської техніки - електровізків, штабелерів, комплектувальників і т.д. Однією з важливих задач в цьому випадку буде питання, який тип акумулятора вибрати? Постачальники тягових батарей для підлогового вантажопідйомного транспорту пропонують як класичні свинцево-кислотні акумулятори, так і не обслуговуються клапанно-регульовані або гелеві батареї. Альтернативою свинцево-кислотних акумулятором є більш сучасний літій-іонний (літій-залізо-фосфатний) джерело живлення. Правда багато споживачів досі побоюються даної технології і по-старому використовують акумулятори старого типу. Такий підхід на наш погляд може бути через нестачу інформації про плюси і мінуси тягових акумуляторів різних типів. Нижче ми спробуємо розвіяти міфи про літій-іонних акумуляторах.

Перейти на сторінку товару: Li-Ion тягова батарея →

міф перший

Літій-іонні акумулятори не безпечні і краще їх не використовувати в якості джерела живлення електричного навантажувача, штабелера, електровізки. Вони можуть вибухати, самозайматися, тому краще з ними не зв'язуватися

Важко було б з цим сперечатися, якби ми були в 80-х роках минулого століття. Дійсно перші зразки літій-іонних батарей не відрізнялися високою безпекою. При роботі такої батареї існував ризик короткого замикання всередині елементів, нагріву і навіть загоряння. Зазвичай це могло статися в кінці терміну служби через низьку хімічної стабільності компонентів батареї.

У перших комерційних літій-іонних батареях, випущених компанією Sony в 1991 році, металевий літій був замінений на більш безпечну іонну форму. Однак навіть після цього сфера використання даних акумуляторів обмежувалася дрібної побутової електронікою. Речі про використання літій-іонних батарей в якості джерела живлення складської техніки тоді навіть не було.

Ситуація кардинально змінилася в 1997 році, коли було винайдено нове з'єднання - літій-залізо-фосфат (LiFePo4) в якості катодного матеріалу літій-іонних акумуляторів. Це з'єднання є безпечним, і не містить отруйних речовин. Правда тільки в 2005-2006 роках ученим в США вдалося остаточно доопрацювати цю «хімію», так щоб стало можливим її комерційне використання. В результаті з'явилися на світ літій-залізо-фосфатні акумулятори з воістину революційними характеристиками в порівнянні зі звичайними свинцево-кислотними батареями. Саме літій-залізо-фосфатні батареї використовуються для харчування електронавантажувачів і складської техніки.

Крім безпечного хімічного складу кожна літій-іонна тягова батарея має блок управління (BMS), який управляє процесом заряду-розряду, захищає осередку батареї від перезаряду і глибокого розряду. Навіть якщо з якоїсь причини BMS не відключить батарею в екстреній ситуації, то кожна клітинка має запобіжний клапан на випадок перезарядження або короткого замикання. Клапан скине внутрішній тиск в осередку в нештатної ситуації, щоб уникнути вибуху.

А як же відноситься до випадків загоряння і / або вибуху літій-іонних батарей смартфонів, планшетів, електронних сигарет і інших девайсів, які раз у раз з'являються в ЗМІ? На щастя ці акумулятори мають мало спільного з тяговими батареями. В основному всі ці випадки пов'язані з коротким замиканням всередині акумулятора через фізичну деформації в результаті ударів або інших пошкоджень.

міф другий

Я звик працювати зі свинцево-кислотними батареями і мене все в них влаштовує. Літій-іонні батареї для навантажувачів - це щось з області фантастики і мені це не дуже цікаво

Різниця між літій-іонними і свинцево-кислотними акумуляторами приблизно така ж, як між сучасною електричкою і паровозом. Свинцево-кислотний акумулятор був винайдений в 1859 році. Це навіть не минуле, а позаминуле століття. Широко відомі головні недоліки цих акумуляторів, від яких вони ніколи не позбудуться.

Перерахуємо п'ять найкритичніших:

• По-перше, це використання в якості електроліту свинцево-кислотних акумуляторів розчину сірчаної кислоти. Звідси їдкий запах, вибухонебезпечне виділення газу при зарядці, необхідність наповнення системи. Як результат нам потрібно обладнати зарядну кімнату і нести витрати на обслуговування таких батарей.
• По-друге, ризики значного скорочення терміну служби в силу недбалого ставлення персоналу. Термін служби може серйозно скоротитися через відсутність контролю за рівнем і щільністю електроліту, зберігання розрядженою батареї, розрядів нижче допустимої глибини, порушень температурного режиму використання, недотримання повних циклів заряду-розряду. Іншими словами свинцево-кислотний акумулятор це досить примхлива річ, яка вимагає регулярного нагляду.
• По-третє, тривалий час зарядки. Щоб повністю нормально зарядити класичну кислотну батарею з рідким електролітом необхідно як мінімум 7,5-8 годин. Можливі більш швидкі режими зарядки, але це не можна робити щодня. Для швидкої зарядки необхідні високі струми, що сильно скорочує термін служби свинцево-кислотних батарей в силу особливості даної технології.
• По-четверте, для організації багатозмінної роботи потрібно не просто обладнати зарядну кімнату, але і мати комплект з 2-х батарей на кожну одиницю техніки. Зазвичай тягові кислотні батареї важать від декількох сотень кілограм до 1 тонни і більше. Тому необхідно ще і обладнання для транспортування і безпечної заміни. Як правило це спеціальні рольганги, столи або кран-балки.
• По-п'яте, низький ККД. Свинцево-кислотні батареї тільки 80% витраченої на їх зарядку енергії потім віддають на харчування складської техніки. Решта випаровується у вигляді тепла.

Давайте подивимося як це в грошах, наприклад, для ричтрака з кислотної батареєю 48 В 750 Ач. Така батарея за один цикл з урахуванням глибини розряду 80% віддає 48 * 750 * 80% / 1000 = 28,8 кВт. За середній термін служби 5 років за умови 1 циклу в день і 250 робочих днів вийде 28,8 * 250 * 5 = 36 000 кВт. Але реально ми витратимо на електрику на 20% більше, що складе при ціні 0,15 євро / 1 кВтг - 36 000 * 20% * 0,15 = 1080 євро. Більше 1000 євро просто випарується з кожної батареї. Це ще не при самому інтенсивному режимі роботи.

Всіх цих недоліків позбавлені літій-залізо-фосфатні батареї для живлення підлогового електричного транспорту. Вони нічого не виділяють під час зарядки і розрядки, не вимагають якого-небудь обслуговування, самі автоматично вимикаються, щоб не допускати глибокого розряду і можуть без шкоди терміну служби піддаватися будь-якій кількості проміжних зарядів. Час повної зарядки складає як правило 1,5-2 години. Можна використовувати одну батарею для багатозмінної роботи, якщо є хоча б невеликі перерви для проміжних зарядів. ККД літій-залізо-фосфатних акумуляторів становить 96%, термін служби в середньому 3000-5000 циклів в залежності від виробника.

міф третій

Свинцево-кислотні батареї постійно удосконалюються. Є гелеві необслуговувані батареї, для яких не потрібно зарядна кімната. Є батареї типу HFC (Hawker NexSys), які не виділяють газів при зарядці і можуть піддаватися проміжним зарядів

Дійсно, такі батареї є, але все це схоже на спроби їхати на загнаного коня. Сама свинцево-кислотна технологія вже себе вичерпала. Ніякі хитрощі виробників не дозволять подолати основні її недоліки.

Клапанно-регульовані батареї дійсно майже не виділяють газів. Однак вони є умовно не обслуговує. Електроліт в них є той же розчин сірчаної кислоти в зв'язаному стані. Відповідно на ці батареї поширюються всі ті ж недоліки свинцево-кислотних батарей, перераховані вище, в тому числі і необхідність відводу газів при зарядці. У керівництві по експлуатації клапанно-регульованих батарей вказується, що батареї в процесі зарядки виділяють вкрай мало газів. Однак при їх експлуатації необхідно дотримуватися ті ж вимоги безпеки, як і для батарей з рідким електролітом (Стандарт EN 50272-3 / IEC 62485_3 «Тягові батареї для промислових навантажувачів»). Іншими словами, необхідно передбачити відведення газів.

Що стосується стандартних гелевих батарей, то це найменш ефективний джерело живлення для електронавантажувачів і складської техніки. Термін служби таких батарей становить всього 1200 циклів при глибині розряду не більше 60%. Для нормального режиму заряду таких акумуляторів можна використовувати відносно невеликі струми заряду, зазвичай 0,25-0,3 С. Тому час повного заряду становить зазвичай 10-12 годин, а у деяких батарей 12-14 годин. З цієї причини їх неможливо використовувати для багатозмінної роботи. Чи не занадто люблять такі батареї і експлуатацію при низьких температурах навколишнього середовища. Робота в умовах негативних температур значно знижує корисну ємність гелевою батареї.

міф четвертий

Літій-іонні батареї для навантажувачів - це щось дивовижне. Їх поки мало хто купує

Насправді ринок літій-іонних акумуляторів для вантажопідйомної складської техніки бурхливо розвивається як мінімум останні п'ять-сім років. Провідні виробники техніки активно додають в свою виробничу лінійку моделі техніки з літій-іонними джерелами живлення.

Наша компанія, як офіційний дилер німецького виробника STILL, небезуспішно пропонує купити навантажувачі, штабелери, електричні візки з літій-іонним акумулятором нашим постійним клієнтам в Мінську і по всій території Республіки Білорусь. Завдяки нашої допомоги в економічному обгрунтуванні покупки літій-іонних батарей в останні роки практично кожна друга одиниця техніки поставляється нашим клієнтам з сучасним джерелом харчування.

Дуже цікавою тенденцією є ще й те, що в останні роки в літій-іонну технологію повірили навіть виробники традиційних свинцево-кислотних батарей. Якщо п'ять-сім років тому вони і чути про літій-іонних батареях не хотіли, то тепер самі їх виробляють на ряду з традиційними свинцево-кислотними. Тенденція на наш погляд така, що в недалекому майбутньому літій-іонні батареї повністю витіснять звичайні свинцево-кислотні.

міф п'ятий

Літій-іонні батареї занадто дорогі. Вони в рази дорожче свинцево-кислотних і немає сенсу витрачати на них гроші. Почекаємо поки вони подешевшають

Звичайно, почекати завжди можна. Дійсно є ймовірність, що бурхливий розвиток літій-іонної технології призведе до появи нових гравців на ринку і ціни можуть піти вниз. Але навіть при нинішньому рівні цін варто звернути увагу на даний тип акумуляторів. Якщо дивитися не просто на покупну вартість, а ще врахувати термін служби, то виявиться, що в багатьох випадках «дешеві» свинцево-кислотні батареї обходяться споживачеві дорожче, ніж сучасні літій-іонні.

Візьмемо наприклад ситуацію, коли підприємство має парк складської техніки, але не має спеціальної кімнати для зарядки звичайних свинцево-кислотних батарей. У такому випадку доводиться або інвестувати в будівництво зарядної, або використовувати гелеві батареї, які майже не мають газовиділення в процесі зарядки. Багато хто йде за другим варіантом.

Тепер давайте порівняємо дві прості цифри. Термін служби гелевою батареї будь-якого преміального бренду при дотриманні всіх умов експлуатації становить не більше 1200 циклів заряду-розряду. При цьому максимальна глибина розряду допускається не більше 60%. Іншими словами, якщо ваша батарея має номінальну місткість 100 Ач, то реально ви використовуєте тільки 60Аг і можете «зняти» з неї за весь термін служби 100 Ач х 60% х 1200 =: 72 000 Ач. Термін служби такої ж літій-залізо-фосфатного батареї, зібраної, наприклад, на осередках Winston становить 5000 циклів при допустимій глибині розряду 80%. Її ресурс складе 100 Aч х 80% х 5000 = 400 000 Ач.

Тепер спробуйте зіставити вартість тієї та іншої батареї з урахуванням ресурсу. Літій-іонна батарея заряджається за 2 години, а не за 11-12 годин, як гелева. Якщо сюди додати більш високий ККД (96% у Li-Ion проти 80% у гелевою), то вибір стає очевидним.

Підведемо підсумок:

Літій-залізо-фосфатні акумулятори для електричних навантажувачів та іншої складської вантажопідйомної техніки впевнено відвойовують позиції у традиційних свинцево-кислотних батарей. Свинцево-кислотні батареї ніколи не позбудуться своїх основних недоліків в силу особливостей даної застарілої технології. Єдина їх перевага - це низька купівельна вартість.

При виборі типу акумуляторів для складської техніки мало враховувати тільки їх покупну вартість. Варто зіставити термін служби, допустиму глибину розряду, час повної зарядки, необхідність обслуговування та ін.

Перейти на сторінку товару: Li-Ion тягова батарея →