Обзор новых технологий аккумуляторных батарей

Опубликовано: 29 октября 2015 г. в 08:45, 182 просмотраКомментировать

Высокие стандарты современной техники требуют батарей, сочетающих высокую производительность, энергоэффективность и увеличенный запас энергии. Новые модели погрузочной техники становятся мощнее, появляется дополнительное навесное оборудование, увеличивается скорость для решения самых разнообразных задач в логистике — всё это повышает требования к источникам энергии и привычные аккумуляторные батареи уже не всегда им удовлетворяют. Поэтому производители ищут разнообразные пути для усовершенствования батарей, мы рассмотрим два наиболее интересных из них.

В последнее время литий-ионная техно логия у всех на слу ху, и неудивительно. Популярность этой технологии стала следствием крайне интересных харак теристик этой химической схемы: большой циклический срок службы, минимальное время заряда вплоть до одного часа, боль шая плотность энергии, отсутствие газовы деления, малый вес.

Однако, когда речь заходит о коммерческой реализации этой технологии, то выясняется, что под названием «Литий-ионные АКБ» скрывается несколько различных химических схем, например, Литий-железо-фосфат, Ли тий-кобальтат, Литий-титанат и другие. Некоторые из этих схем являются нестабильными и небезопасными в использовании и/или крайне дорогими в производстве. На данный момент наиболее популярная схема — Литий-железо-фосфат (LiFePO4), оптимальная с точки зрения безопасности, стабильности и цены (всего в 4-5 раз дороже традиционных АКБ), однако она не в полной мере реализует потенциал литий-ионной технологии, в част ности срок службы составляет всего 3.000 циклов при заряде за 2-3 часа и глубине раз ряда 80%. При заряде за 1 час и глубине раз ряда 100% срок службы резко сокращается.

Кроме того, литиевая батарея может работать только при наличии электронной систе мы контроля (BMS), поэтому надёжность АКБ ограничена надёжностью этой системы. На текущий момент коммерческое применение литий-ионных батарей находится в зачаточном состоянии, производители пробуют раз личные варианты исполнения АКБ, потребители берут батареи в тестовую эксплуатацию, пытаясь оценить имеет ли смысл увеличивать затраты на батареи. С другой стороны, про должаются поиски и исследования в области применения лучших материалов катода и анода, химического состава компонентов и их свойств, в разрабботке есть несколько перспективных схем, близких по характеристи- кам к литий-ионным АКБ, а по стоимости к традиционным батареям.

Сравнительная таблица параметров

  Классические батареи EPzS/B АКБ Li-ION технологии АКБ TENSOR (TCSM)
Срок службы, циклы 1.500 циклов 2.000-3.000 циклов (не подтверждены реальной эксплуатацией) 1.800 циклов
Эффект памяти Отсутствует Отсутствует Отсутствует
Работа в низко- температурных условиях Возможна, ёмкость снижается Невозможна без подогрева ячеек Возможна, ёмкость снижается незначительно
Предполагаемый режим работы Непрерывная работа в течение смены 8-12 часов Требуется промежуточный подзаряд Непрерывная работа в течение смены 8-12 часов, допускаются частые подзаряды
Совместимость с электросистемой погрузчика Да Нет, требует доработ- ки и доп. индикатора разряда Да
Время заряда 7-8 часов Минимум 1 час. Рекомендуется 2-3 ч. От 4-х часов

В 2012 году компания EXIDE Technologies, крупнейшей в мире производитель свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, представила новую серию свинцово-кислот ных аккумуляторных батарей, предназна ченных для тяжёлых и экстремальных режи мов работы, получившую название TENSOR. Благодаря применению медной отрицатель ной пластины с пониженным сопротивлением, а также доработанной положительной пластины, удалось создать батарею, которая сильно выигрывает у классических свинцово-кислотных батарей по всем параметрам: ёмкости, плотности отдаваемой энергии, времени заряда, способности переносить низкие температуры без существенной потери емкости. Наиболее интересная осо бенность этой АКБ — способность работать с очень высокими токами заряда и разряда. Это означает, что, во-первых, батарею мож но быстро заряжать (за 4 часа) без ущерба для срока её службы, допускается и даже рекомендуется промежуточный подзаряд при работе, рекуперация энергии современны ми складскими машинами производится с гораздо большей эффективностью. А во вторых, батарея Tensor гораздо лучше работает с высокими нагрузками, например, на машинах с большой грузоподъёмностью или большим количеством навесного оборудо вания. Это означает, что при использовании батарей TENSOR возможно использование одной батареи для работы в течение двух смен подряд, причём, чем больше нагрузка на батарею, тем больше выигрыш по сравнению с традиционной батареей.

Рассмотрим подробнее какие выгоды несёт в себе использование батарей TENSOR в электрической технике:

  1. TENSOR имеет увеличенный примерно на 20% ресурс работы, а это дополнительный год работы батареи на предприятии, по сравнению с классической батареей в тех же условиях.
  2. Элементы TENSOR имеют большую ём кость, чем элементы классических батарей (до 18%, в зависимости от типа).
  3. АКБ TENSOR имеют низкое внутреннее сопротивление, благодаря чему прекрасно реализованы два следующих преимущества:
    • при работе (разряде) батареи TENSOR гораздо лучше отдают энергию, меньше гре ются и в результате реальное время работы машины на одинаковых операциях с батаре ей TENSOR значительно превышает время работы техники на классических типах АКБ, особенно при высокой нагрузке;
    • время заряда батарей TENSOR может быть значительно сокращено. Полный заряд (при глубине разряда 80%) может быть про изведен за 4 часа. Батарея прекрасно адаптирована для проведения промежуточных подзарядов (короткие перерывы в работе, длительностью 15-60 минут). Использование батареи Tensor с промежуточными подзаря дами делает возможной двухсменную работу без использования запасной сменной АКБ.
  4. Важным преимуществом является очень небольшая потеря ёмкости при работе в холодных условиях. Как известно, ёмкость обычной батареи уменьшается при пониже нии рабочей температуры. Основной проблемой батарей, используемых в низкотемпературных складах, является хронический недозаряд, и как следствие — сильная сульфатация батарей. TENSOR лишен этих недо статков, батарея отлично приспособлена для работы в холодных условиях, ёмкость снижа ется незначительно, например, при температуре батареи -20оС реальное время работы АКБ TENSOR на 52% больше, чем аналогич ной классической АКБ. Это означает, что сменных батарей нужно меньше или вообще можно обойтись одной батареей там, где раньше их нужно было две.
  5. Батареи TENSOR полностью взаимо заменяемы с классическими батареями, это означает, что они подходят к любой складской технике любого производителя, их можно заряжать любыми зарядными устройствами соответствующей мощности уже установленными в зарядных комнатах. Может использоваться вся существующая инфраструктура. Все электрические системы машин и механизмов не требуют перенас тройки и продолжают работать в штатном режиме. Сохраняется гарантия производи телей и не требуется проведения никаких дополнительных работ или установка новых электронных блоков или компонентов.

Таким образом, батарея TENSOR отвечает самым высоким современным требовани ям и являет собой новый виток в современ ном развитии технологии, оставаясь при этом хорошо знакомой, надежной и про стой в эксплуатации батареей, способной эффективно трудиться и в старой технике, повышая ее эффективность, и в новых ма шинах, позволяя раскрыть весь их совре менный потенциал.

Представители всех предприятий, ис пользующих батареи TENSOR, отмечают их надежность, значительно возросшие произ водительность и время работы машин, про стоту в эксплуатации. Батареям не требуется никакого дополнительного ухода кроме тра диционного регламента. При своих выда ющихся характеристиках батарея выглядит абсолютно привычно, не требует особых навыков при обращении и дополнительного обучения.

Единственным нерешённым вопросом остается долив воды и специальное поме щение для заряда АКБ. Для решения этой проблемы было предложено применить технологию гелевых батарей dryfit®, извест ную как раз тем, что при ее использовании не требуется ни долив воды, ни специальное помещение для заряда АКБ, но для тяжёлых режимов такая батарея не подходит. На сты ке этих двух технологий родилась новейшая разработка инженеров EXIDE: герметизиро ванная гелевая батарея TENSOR XGEL.

Батарея объединяет в себе все преиму щества двух технологий: TENSOR и dryfit®. Данный симбиоз обещает сочетание уни кальных потребительских свойств: необслу живаемая батарея, не требующая зарядного помещения, и высокие эксплуатационные характеристики идентичные классическим батареям: долгий срок службы, высокая ем кость, высокая мощность, заряд за 8 часов.

Сравнительная таблица характеристик АКБ EXIDE

  MARATHON Classic dryfit® (Sonnenschein) TENSOR TENSOR XGEL*
Срок службы 1.500 циклов 1.200 циклов 1.800 циклов 1.500 циклов
Допустимая глубина разряда 80% 60-80% 80% 80%
Обслуживание Долив воды 1 раз в 10 циклов Не требуется Долив воды 1 раз в 10 циклов Не требуется
Время заряда 7-8 часов 12 часов от 4 часов 7-8 часов
Спец. помещение для заряда Требуется Не требуется Требуется Не требуется
Режим работы Лёгкий/Тяжёлый Лёгкий/Средний Тяжёлый/Экстремальный Лёгкий/ Тяжёлый

* Данные приведены на основании предварительных испытаний, возможно изменение характеристик до официального анонса. Доступность для заказа TENSOR XGEL ожидается в 4 квартале 2015 года, cледите за новостями на сайте www.akku-vertrieb.ru

Алексей МАНЦЕВ,
менеджер по работе с ключевыми клиентами
ООО «Акку-Фертриб»
Статья опубликована в 
журнале «Складской комплекс» № 4

Информация о компании

Акку-Фертриб, ООО
ООО «Акку-Фертриб» — с 1993 года является эксклюзивным дистрибьютором крупнейшего мирового производителя свинцово-кислотных аккумуляторов, компании GNB Industrial Power — промышленного подразделения концерна Exide Technologies. Компания «Акку-Фертриб» предлагает стационарные и тяговые аккумуляторы и батареи, изготавливаемые по всем известным на сегодняшний день технологиям производства химических источников тока свинцово-кислотной системы: Classic — батареи с жидким электролитом, AGM — электролит впитан в стекловолоконный сепаратор, dryfit — электролит загущен до желеобразного состояния (гелевые аккумуляторы).

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.