Перевод легкой складской техники на литиевые аккумуляторы

На многих складах легкие электротележки и электроштабелеры традиционно питаются от свинцово-кислотных батарей. К сожалению, свинцовые АКБ ограничивают производительность складской техники из-за своей низкой энергоемкости, невысокой глубины разряда, длительной зарядки. Кроме того, свинцово-кислотные аккумуляторы сложно эксплуатировать из-за их высокого веса, требовательности к обслуживанию.

Тяговые литиевые батареи лишены таких недостатков – они быстро заряжаются, почти полностью отдают накопленную энергию при разрядке, не требуют частого ухода. Высокая плотность энергии на единицы массы и объема позволяет создавать компактные, легкие аккумуляторы.

Для успешного перехода на литий-ионную технологию нужно учитывать некоторые важные нюансы:
  • иное поведение при зарядке;
  • необходимость системы управления батареей (BMS);
  • различия в поглощении генерируемого при рекуперативном торможении тока;
  • неверное измерение состояния заряда;
  • вероятность неожиданного отключения питания.
Давайте разберем их подробнее.
мини li-ion аккумулятор электротележки

Номинальное напряжение ячеек любой свинцовой АКБ составляет около 2,1 В. От полной зарядки до полной разрядки оно может изменяться с 2,4 В до 1,8 В. С литий-ионными аккумуляторами не все так однозначно – вольтаж зависит от конкретного химического состава. Например, номинальное напряжение ячейки с популярным химсоставом LFP составляет 3,2 В, а ячейки с химсоставом NMC – 3,7 В. Максимальный вольтаж при полном заряде может достигать 3,7 В для LFP и 4,35 В для NMC.

Литий-ионные элементы боятся перенапряжения и обычно не нуждаются в поддерживающей зарядке. В связи с этим для них лучше использовать специализированные зарядные устройства. Если для зарядки литиевой батареи использовать зарядное устройство от свинцовой АКБ, то может срабатывать защита от перегрузки по току или перегрева. Это также сокращает срок службы элементов.

Таким образом, при переходе на литиевые аккумуляторы рекомендуется приобрести новое зарядное устройство с алгоритмом заряда, который соответствует химсоставу используемых элементов. Либо это может быть интеллектуальное ЗУ, способное подстраиваться под разные типы аккумуляторов.

Поглощение тока от рекуперативного торможения

Для самоходных тележек и штабелеров важна энергоэффективность. Ценится способность генерировать при торможении электроэнергию, чтобы во время работы подзаряжать аккумулятор. Свинцово-кислотные элементы эффективно поглощают генерируемую электроэнергию при любых условиях, а вот для литий-ионных элементов есть ряд ограничений:

  • Они не должны быть холодными, перегретыми или полностью заряженными.
  • Количество поглощаемого от рекуперативного торможения тока изменяется в зависимости от уровня заряда, температуры ячеек.

В литиевой батарее должна стоять плата управления BMS, умеющая рассчитывать допустимый ток и передавать данные через цифровой интерфейс. Если аккумулятор не способен принять генерируемый двигателем ток, то напряжение в электросистеме может подскочить. В связи с этим в систему рекомендуется добавить дополнительные компоненты поглощения тока от регенеративного торможения.

Измерение состояния заряда

В электрических штабелерах и тележках установлены индикаторы, которые рассчитывают уровень заряда батареи на основе измеренного напряжения. Напряжение и кривая разряда свинцовых АКБ значительно отличаются от литий-ионных батарей, что делает показания неправильными. В связи с этим индикатор нужно перенастроить или заменить.

Точное измерение состояния заряда (SOC) – одна из основных функций платы BMS литиевого аккумулятора. Измеренные значения можно посмотреть на «умных» индикаторах, способных подключаться к цифровому интерфейсу связи с BMS. Кроме SOC, такой индикатор сможет показывать иную полезную информацию: ток, температуры, время до полного разряда, коды ошибок.

Неожиданное отключение питания

Основная функция BMS – защита литиевой батареи. Она включает защиту от повышенного и пониженного напряжения, токовой перегрузки, перегрева, переохлаждения. BMS контролирует ток, напряжение, температуру ячеек, чтобы обнаружить неисправность и активировать защиту. Это может привести к неожиданному отключению питания электроштабелера или электротележки, что опасно при движении по пандусу или склону. В связи с этим складская машина должна быть оснащена системой автоматического торможения при отключении электропитания.

Итоги

Перевод легкой складской техники на литий-ионные батареи способен повысить производительность, снизить затраты на электроэнергию и обслуживание. Однако следует учесть различия в технологиях и правильно адаптировать оборудование под новые источники питания.
Материалы сайта не подлежат использованию кем-либо, в какой бы-то ни было форме, включая воспроизведение, распространение, переработку, не иначе как с письменного разрешения редакции Forklift.Blog.
Автор статьи: Энергинский К.А.
Специалист по аккумуляторной технологии
Автор-эксперт в области литий-ионных аккумуляторов

Опубликовано: 17 мая 2021
  • Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.


Материалы сайта не подлежат использованию кем-либо, в какой бы-то ни было форме, включая воспроизведение, распространение, переработку, не иначе как с письменного разрешения редакции Forklift.Blog.

При согласованном использовании материалов необходима ссылка на https://www.forklift.blog/.

Использование материалов сайта без разрешения его владельца является нарушением авторских прав и преследуется по закону.


Все размещенные на нашем сайте ссылки предоставлены исключительно в информационных целях. Мы не осуществляем рекламную деятельность и не преследуем коммерческие интересы. Наша цель — обеспечить посетителям доступ к дополнительной информации, расширяя их знания на темы, затронутые нашим ресурсом.