Akumulator do wózków widłowych 24 V i 48 V: jak wybrać dla swojego sprzętu

Około jedna trzecia klientów, z którymi współpracowałem przy zakupie akumulatorów do wózków widłowych, zaczęła od zadania niewłaściwego pytania. Zapytali „co jest lepsze, 24 V czy 48 V?” kiedy powinni byli zapytać: „Jakiego napięcia właściwie potrzebuje mój sprzęt i moje działanie?”

Napięcie nie jest czymś, co wybierasz. Decyduje o tym Twój sprzęt. Tabliczka znamionowa na wózku widłowym podaje 48 V, to jest 48 V, koniec dyskusji.

Prawdziwe decyzje zapadają po: kwas ołowiowy-czy lit? Jaka pojemność? Jak skonfigurować ładowanie? Oto pytania, które decydują o tym, czy za trzy lata będziesz żałować swojego zakupu.

Rodzaj urządzenia określa napięcie

Sprzęt klasy III-Walkie podnośniki paletowe, wózki podnośnikowe, wózki końcowe-w większości przypadków działają pod napięciem 24 V. Maszyny te wytrzymują obciążenia poniżej 4000 funtów, pokonują krótkie odległości i nie wymagają stałej dużej mocy wyjściowej. Platforma 24 V zapewnia kompaktowe rozmiary zestawów akumulatorów i zwrotność maszyn w ciasnych zapleczach handlowych i małych stacjach dystrybucyjnych.

Sprzęt klasy I i II jest inny. Wózki widłowe z przeciwwagą, wózki wysokiego składowania i wózki do kompletacji zamówień wymagają ciągłej siły podnoszenia i większych zakresów jazdy. 48V jest tutaj standardem. Dane branżowe Market.us wskazują, że akumulatory 48 V stanowią 38,5% światowego udziału w rynku akumulatorów do wózków widłowych-najwyższego ze wszystkich segmentów napięcia.

Kupujący w Ameryce Północnej powinni wiedzieć jedną rzecz: napięcie 36 V występuje prawie wyłącznie na rynku północnoamerykańskim. Weteran konserwacji wózków widłowych z 30-letnim stażem na forach ForkliftAction ujął to bez ogródek: „36 V to napięcie wyłącznie w Ameryce Północnej i nieużywane w innych częściach świata”. Jeśli Twoja firma działa na arenie międzynarodowej lub potrzebuje globalnej standaryzacji sprzętu, napięcie 36 V ogranicza możliwości dostawców i dostępność części w porównaniu z napięciem 48 V.

Systemy 80 V są przeznaczone do-ciężkich zastosowań, wózków widłowych z przeciwwagą o masie powyżej 2,5 tony i sprzętu portowego. Logika zakupów różni się od decyzji dotyczących zasilania 24 V/48 V, które omówię osobno.

Dlaczego poziom napięcia wpływa na wydajność i koszty

Jest to nieco techniczne, ale zrozumienie tego pomaga w późniejszych obliczeniach kosztów.

Widziałem flotę 24 V klienta, w przypadku której wysokie natężenie prądu niszczyło złącza dwa lub trzy razy w roku. Połowę ich mandatów za konserwację stanowiły awarie styków elektrycznych-nie dlatego, że akumulatory były złe, ale dlatego, że system pracował ciężej, niż było to konieczne.

Zapady napięcia również są pomijane. Akumulatory kwasowo-ołowiowe-w sposób ciągły spadają podczas rozładowywania. Odczyt akumulatora wynoszący 48 V przy pełnym naładowaniu może spaść do 42 V lub mniej przy 50% pojemności. Gdy napięcie spadnie o 10%, moment obrotowy silnika spadnie o około 20%. Wózek widłowy działa wolno, podnośnik zwalnia, przyspieszenie słabnie. Krzywe rozładowania litu pozostają znacznie bardziej płaskie, napięcie zmienia się minimalnie od pełnego naładowania do pozostałych 20%, dzięki czemu wydajność pozostaje stała przez całą zmianę.

Prawdziwa decyzja: ołów-kwasowy lub litowy na Twoim napięciu

Po ustaleniu napięcia sprzętu głównym pytaniem dotyczącym zakupów staje się skład chemiczny akumulatorów.

Najpierw wycena. Podam raczej zakresy niż dokładne liczby, ponieważ warunki rynkowe się zmieniają, ale oto, co obecnie obserwujemy:

Kwas ołowiowy 24 V kosztuje od 2950 do 3800 dolarów. Lit przy tym samym napięciu osiąga cenę od 6 000 do 10 000 dolarów.

48 V ma większy rozrzut. Cena kwasu ołowiowego-może wahać się od 3600 do 10 000 dolarów w zależności od pojemności-to ogromny zakres, ponieważ pakiet 400Ah i 700Ah to bardzo różne produkty. Lit 48 V kosztuje od 10 000 do 20 000 dolarów.

W przypadku systemów 80 V należy spodziewać się od 8 000 do 12 000 dolarów za kwas ołowiowy- i od 15 000 do 25 000 dolarów za lit.

Patrząc na te liczby, lit kosztuje dwukrotnie lub więcej. Wielu menedżerów ds. zakupów zatrzymuje się na tym i stwierdza, że ​​kwas ołowiowy-jest bardziej sensowny. Jednak w tym wyroku uwzględniana jest tylko pierwsza strona faktury.

Całkowity koszt posiadania to rzeczywiste porównanie

Początkowa cena baterii stanowi jedynie 35% do 50% kosztów cyklu życia. Reszta pochodzi z konserwacji, zużycia energii, robocizny i cykli wymiany.

Oto porównanie z okresu 8-lat dla systemu 48 V. Praca na dwie-zmiany, kwasowo-ołowiowy 575 Ah, litowy 378 Ah (wyższa gęstość energii litu oznacza, że ​​nie potrzebujesz tej samej wartości Ah).

Różnica wynosi 23 540 dolarów. Lit kosztuje o połowę mniej.

Obliczenia te nie uwzględniają nawet infrastruktury kwasowo-ołowiowej:-kwasoodpornej podłogi w miejscach wymiany akumulatorów, systemów wentylacji wodorowej, stanowisk do przemywania oczu. Mogą one dodać od 50 do 100 dolarów za metr kwadratowy w nowych budynkach magazynowych.

Terminy zwrotu nakładów zależą od intensywności operacji

W powyższych obliczeniach założono pracę-na dwie zmiany. Rzeczywista szybkość zwrotu kosztów zależy bezpośrednio od tego, jak intensywnie używasz sprzętu.

Niektóre rzeczywiste dane projektu dotyczące konwersji, które obsłużyliśmy:

Firma 3PL-z siedzibą w Teksasie, posiadająca 50 ciężarówek klasy I pracujących na trzy zmiany, zaoszczędziła 2,9 miliona dolarów w ciągu 8 lat po przejściu na lit. Okres zwrotu wyniósł 31 miesięcy. Centrum obsługi-handlu elektronicznego wyposażone w 80 wózków widłowych pracujących na dwie zmiany obniżyło koszty operacyjne o 4,2 miliona dolarów w ciągu 5-22-miesięcznych zwrotów kosztów. Centrum dystrybucji mrożonek wyposażone w 12 wózków wysokiego składowania zwróciło się w ciągu zaledwie 17 miesięcy. Zimne środowisko spowodowało poważną degradację kwasu ołowiowego, co szczególnie uwidoczniło przewagę litu.

Badania Raymond Corporation dotyczące-intensywnych operacji wykazały, że zwrot z inwestycji w całym okresie wynosi od 415% do 656%, a próg rentowności występuje już po 10 miesiącach.

Wybór pojemności

Decydując się na lit 48V, pozostaje Ci jeszcze wybrać pojemność. 300Ah, 400Ah, 500Ah-ceny różnią się o kilka tysięcy dolarów. Jak wybierasz?

Dopasuj rzeczywisty czas trwania zmiany. Nie kupuj po prostu największej dostępnej opcji.

Praca na jedną-zmianę przez 8-godzin: działa od 300 do 400 Ah. Ładuj przez noc, używaj przez cały dzień. Praca na dwie-zmiany po 16-godzinach: należy uzupełniać akumulator podczas zmian zmian, więc 400 do 500 Ah jest lepszym rozwiązaniem, co gwarantuje, że szybkie ładowanie w 30 minut wystarczy na drugą zmianę. Praca ciągła na trzy zmiany: 500Ah lub więcej, ładowanie okazjonalne w przerwach.

Nadmierne wymiary powodują marnowanie pieniędzy na niewykorzystaną pojemność. Zbyt małe wymiary oznaczają zatrzymanie się w połowie-zmiany w celu naładowania, co zmniejsza produktywność. Wybór wymaga uczciwej oceny rzeczywistego czasu pracy, masy ładunku i odległości przejazdu. Nie obliczaj na podstawie teoretycznych maksimów.

Chłodnie zmieniają wszystko

Niskie temperatury niszczą działanie kwasu ołowiowego-. W temperaturze 32 stopni F (0 stopni) pojemność-ołowiu spada o 25%. Przy -4 stopniach F (-20 stopni) wydajność spada o 45%. Akumulator kwasowo-ołowiowy o pojemności 500 Ah znajdujący się w zamrażarce może zapewnić jedynie 275 Ah pojemności użytkowej.

Lit z zarządzaniem ciepłem utrzymuje ponad 80% pojemności w temperaturze -20 stopni. Obecne pakiety litu do łańcucha chłodniczego obejmują płyty grzewcze PTC, izolację i środki osuszające przeznaczone specjalnie do rozwiązywania problemów związanych z niską temperaturą i kondensacją.

To centrum dystrybucji mrożonek, o którym wspomniałem wcześniej? Zwrot kosztów w ciągu 17-miesięcy. Kwas ołowiowy-w chłodni nie tylko działa słabo, ale w ogóle nie działa. Jeśli Twoja działalność obejmuje środowiska chłodzone lub zamrożone, lit nie jest opcjonalny.

Modernizacja lub nowy sprzęt: lista kontrolna zgodności

Czy istniejące wózki widłowe można zamienić na lit? Większość może. Dane branżowe pokazują, że 89% elektrycznych wózków widłowych z powodzeniem wyposażono w lit, 62% wózków spalinowych również działa.

Ale modernizacja to nie tylko wymiana akumulatorów. Kilka rzeczy wymaga sprawdzenia:

 Napięcie musi dokładnie pasować.Wózek widłowy 48 V wykorzystuje akumulatory 48 V, a nie 36 V, a nie 60 V. Brzmi oczywiste, ale widziałem, jak ktoś próbował używać akumulatorów o wyższym napięciu, aby „zwiększyć wydajność”. Spalili sterownik.

Wymiary komory baterii wymagają dokładnego pomiaru.Kształt pakietu litowego różni się od-kwasu ołowiowego. Sprawdź długość, szerokość, wysokość, położenie złączy i poprowadzenie kabli.

Przeciwwaga może wymagać regulacji.Baterie litowe ważą około 30% mniej niż ich odpowiedniki kwasowo-ołowiowe. Stabilność wózków widłowych z przeciwwagą zależy od ciężaru tylnego. Lżejsze akumulatory mogą wymagać dodania balastu, aby utrzymać ładowność znamionową.

Kompatybilność kontrolerów sprawia najwięcej problemów.Napięcie spoczynkowe litu jest o około 2 V wyższe niż napięcie-ołowiu przy tej samej wartości znamionowej. Starsze sterowniki, zwłaszcza seria EV100, mogą generować kody usterek związanych z napięciem. Widziałem na forach typowy przypadek: po instalacji litu wózek widłowy wyrzucił klucz o kodzie 15-nieprawidłowość napięcia, ale akumulator był w porządku. Sterownik po prostu nie rozpoznał krzywych napięcia litu. Rozwiązania obejmują dostosowanie ustawień BDI (wskaźnik rozładowania akumulatora), aktualizację oprogramowania sprzętowego kontrolera lub, w przypadku niektórych starszych maszyn, wymianę głównej płyty sterującej.

Infrastruktura ładowania: ukryte koszty

Systemy 24 V działają na-jednofazowym napięciu od 110 do 120 V. Standardowe gniazdka działają bez problemu. Ładowarki kosztują od 1000 do 2500 dolarów. Inwestycje w infrastrukturę są w zasadzie zerowe.

Systemy 48 V i 80 V zazwyczaj wymagają zasilania trójfazowego. Standardowe ładowarki kosztują od 2000 do 4000 dolarów, szybkie ładowarki od 5000 do 8000 dolarów lub więcej. Jeśli w Twojej placówce nie ma prądu-trójfazowego, jego podłączenie i modernizacja panelu elektrycznego kosztuje od 15 000 do 30 000 USD.

Ale oblicz to, biorąc pod uwagę wymagania dotyczące infrastruktury-kwasu ołowiowego. Pomieszczenia akumulatorów kwasowo-ołowiowych wymagają-podłogi kwasoodpornej, wentylacji wyciągowej z wodorem, stanowisk do przemywania oczu i sprzętu do wymiany akumulatorów. W przypadku litu nic takiego nie jest potrzebne. Kiedy uwzględni się obie strony, koszty infrastruktury często wychodzą w przybliżeniu nawet w przypadku wielu projektów.

Certyfikaty bezpieczeństwa

Bezpieczeństwo baterii litowej zależy od jakości ogniwa i konstrukcji BMS (systemu zarządzania baterią). Nie patrz tylko na cenę. Sprawdź dokumentację dostawcy dotyczącą tych certyfikatów:

Tanie produkty zwykle mają problemy z certyfikacją. Zalecam wymaganie do weryfikacji oryginalnych certyfikatów, a nie tylko przyjmowanie ustnych zapewnień, że „posiadamy wszystkie certyfikaty”. Incydenty związane z bezpieczeństwem baterii litowych mają poważniejsze konsekwencje niż awarie-ołowiu. To nie jest miejsce na cięcie kosztów.

Co więc właściwie powinieneś zrobić?

24 V czy 48 V? Sprawdź tabliczkę znamionową swojego urządzenia. Lekki sprzęt-klasy III zasilany jest napięciem 24 V, sprzęt klasy I i II głównego nurtu zasilany jest napięciem 48 V,- ciężki sprzęt pracuje pod napięciem 80 V. Napięcie nie jest wyborem.

Kwas ołowiowy-czy lit? Spójrz na intensywność swojej pracy. Praca na jedną-zmianę lekką-może obejmować kwas ołowiowy-. Na dwie lub więcej zmian zdecydowanie zaleca się stosowanie litu. W przypadku pracy na trzy zmiany lub w chłodniach lit jest obowiązkowy. Oblicz całkowity koszt, a nie tylko cenę zakupu.

Pojemność? Dopasuj rzeczywisty czas trwania zmiany. Nie przekraczaj-specyfikacji ani poniżej-specyfikacji.

Jeśli przygotowujesz porównanie zamówień, prześlij nam listę sprzętu, harmonogram zmian i środowisko operacyjne. Zespół inżynierów może dostarczyć szczegółowe zalecenia dotyczące konfiguracji i prognozy ROI.