Baterie pro manipulační techniku a bateriový management

Li-ion

Elektrifikace určuje směr vývoje manipulační techniky. Podle dat Interact Analysis tvořily elektrické vozíky v roce 2022 přibližně 90 % evropského trhu, celosvětově 67,8 %. Rychle postupuje li-ionová technologie, která měla kolem roku 2025 v hlavních evropských zemích překročit polovinu prodejů elektrických vozíků. O jejím rozvoji rozhodují rostoucí požadavky na dostupnost techniky, energetickou účinnost a automatizaci.

Typ baterie musí odpovídat provozu

Trakční olověné akumulátory zůstávají ekonomickou volbou pro méně intenzivní, jednosměnné nasazení. Jejich prověřená konstrukce je spojena s režimem údržby a nabíjení. Kontroluje se elektrolyt, napětí článků, póly, kabely a konektory; hluboké vybití nebo nevhodné krátké dobíjení životnost zkracují. Při nabíjení se uvolňuje vodík a kyslík, proto je nezbytný účinně větraný prostor chráněný před zdroji vzplanutí.

Ve vícesměnných provozech se vybité olověné baterie nahrazují nabitými a dobíjejí mimo vozík. Výměna vyžaduje válečkové dráhy, výměnné stoly nebo schválené závěsné zařízení. Akumulátor může vážit stovky kilogramů až více než tunu a současně plní funkci protizávaží. Náhrada proto musí odpovídat parametrům výrobce, aby nebyla narušena stabilita ani brzdné vlastnosti vozíku.

Gelové baterie jsou uzavřenou variantou olověného akumulátoru s elektrolytem vázaným v gelu. Využívají se například u systému Toyota Radioshuttle nebo menších tahačů a vychystávacích vozíků. Vyžadují však nabíječ s přesnou charakteristikou a ochranu před přebíjením, hlubokým vybitím i dlouhým odstavením.

Li-ionová baterie může být výměnná i integrovaná, v běžném provozu však zůstává ve vozíku. Kratší přestávky a prostoje lze využít k průběžnému doplnění energie, proto se nabíjecí body rozmísťují blízko míst, kde technika přirozeně zastavuje. V intenzivním provozu tak odpadá pravidelná výměna baterií, část záložních zdrojů i rozsáhlé centrální nabíjecí zázemí. Pro mrazírenské aplikace jsou k dispozici varianty s integrovaným vyhříváním.

Li-ion mění konstrukci vozíku

Toyota své li-ionové baterie sestavuje z modulů vlastní produkce, jejichž počet lze přizpůsobit energetickým nárokům konkrétní aplikace. Podle výrobce postačuje kapacita 50 Ah přibližně 70 % aplikací malých elektrických paletových vozíků. Stroj tak nemusí nést nadbytečné články. Samostatně vyměnitelné moduly zjednodušují servis. U 25V baterie trvá nabití na 50 % přibližně 30 minut a plné nabití 80 minut.

Modularita otevřela cestu také koncepci RED – Radical Energy Design. Vozík již nemusí být postaven kolem rozměrného bateriového boxu: menší moduly lze rozmístit tam, kde nejlépe podpoří jeho konstrukci. U modelů skladové techniky Toyota Levio LWI160, LSI a Toyota Staxio SSI tak vzniká kompaktnější stroj s dobrou manévrovatelností. U čelního vozíku Toyota Traigo48_i uvolnila integrovaná baterie více prostoru pro řidiče. Promyšlené rozložení integrovaných baterií pomáhá optimalizovat těžiště, trakci a stabilitu.

O spotřebě ovšem nerozhoduje jen baterie. Technologie Toyota SyncoDrive, standardně dodávaný u nových vozíků Traigo48, kombinuje synchronní trakční motor IPM s permanentními magnety a řídicí jednotky. Systém přizpůsobuje otáčky a využití energie zatížení, zachovává plynulý výkon a proti předchozí generaci snižuje spotřebu až o 18 %.

230309-468-HDR-3-print

Energie pod datovou kontrolou

Bezpečný provoz li-ionové baterie řídí Battery Management System, BMS. Sleduje napětí článků, proud, teplotu, stav nabití a kondici, články vyrovnává a při překročení bezpečných mezí omezí výkon či nabíjení, případně baterii odpojí. Bateriový management flotily zahrnuje dimenzování baterií a nabíječů, rozmístění nabíjecích bodů, možnosti elektrické sítě, provozní režim i servis.

Současné připojení většího počtu vozíků může vytvořit odběrovou špičku. Chytré nabíječe Toyota proto využívají funkci Dynamic Power Limitation, která rozděluje dostupný příkon podle stavu baterií a směruje energii tam, kde je nejvíce potřeba.

Toyota I_Site doplňuje řízení o pohled na skutečný provoz. Zobrazuje stav baterie, průběh nabíjení a vybíjení i délku cyklů. Odhalí hluboké vybití, předčasné odpojení nebo nevyužité příležitosti k dobití a ukáže, zda zvolená kapacita odpovídá reálnému nasazení.

Nejnižší spotřebu přináší spojení vhodné baterie, úsporného pohonu a štíhlých materiálových toků bez zbytečných jízd a čekání. Automatizované vozíky tento princip završují samočinným dobíjením mezi úlohami. Energie se tak stává aktivně řízenou součástí produktivity celé flotily, nikoli pouze provozním nákladem.

Visual_I_Site Explorer reach and EL CB truck (2)