Vysokozdvižné vozíky s lithium-iontovými bateriemi v chladírenských skladech: Dává to smysl?

Technologie lithium-iontových baterií instalovaná do vysokozdvižných vozíků a skladové manipulační techniky může výrazně přispět k efektivitě intralogistických procesů. Je energeticky úsporná, umožňuje průběžné dobíjení (opportunity charging) a nedochází u ní k poklesu výkonu během provozu. Platí to ale i v prostředí s řízenou teplotou, například v chladírenských skladech? Podívejme se, jak lze výkon Li-ion baterií udržet i v nízkých teplotách.

Manipulace s mraženým zbožím: čas hraje klíčovou roli
Lithium-iontové baterie jsou vhodným řešením pro časově kritické procesy, například v potravinové logistice. V tomto odvětví rozlišujeme suchý sortiment, čerstvé zboží a mražené výrobky.

• Suchý sortiment se skladuje při běžné pokojové teplotě.
• Čerstvé potraviny (mléčné výrobky, čerstvé maso, ryby, ovoce a zelenina) vyžadují teplotu mezi 2 až 8 °C. Tyto produkty mají obvykle krátkou trvanlivost, a proto musí být manipulace co nejrychlejší.
• Mražené potraviny a zmrzlina se skladují při teplotách −18 °C nebo ještě nižších.
  
  

Výzvy pro manipulační techniku v chladu
Pro skladování a přepravu v extrémních podmínkách je nutná speciálně upravená manipulační technika s ochranou proti kondenzaci. Ta vzniká při přechodu vozíku mezi chladným a teplejším prostředím. Pro obsluhu zvyšují komfort vyhřívané kabiny, které zajišťují příjemnější pracovní podmínky i při dlouhodobém nasazení v mrazu.

Výzvy pro baterie při nízkých teplotách

Olověné trakční baterie
Při nízkých teplotách se baterie vybíjejí rychleji a ztrácejí výkon. Obecně platí, že čím nižší teplota, tím nižší kapacita baterie.

• Maximální kapacita olověné baterie je při teplotě elektrolytu 30 °C.
• Při −20 °C klesá dostupná kapacita přibližně na 55 %.

Dobíjení v chladu trvá déle, protože baterie hůře přijímá energii, a při teplotách pod bodem mrazu je nabíjení prakticky nemožné. Olověné baterie je proto nutné skladovat a nabíjet při pokojové teplotě.

V hlubokomrazírenských provozech jsou tak obvykle potřeba dvě vyměnitelné baterie (tedy tři olověné baterie na jeden vozík). Navíc jsou vyšší náklady na údržbu – například prevence tzv. plazivých proudů, které podporují vznik vlhkosti a nečistot na povrchu baterie.

Lithium-iontové baterie pro vozíky
Mnoho fleet manažerů a provozovatelů neví, že i v extrémních podmínkách má využití Li-ion baterií několik zásadních výhod:

• vyšší energetická účinnost a nižší emise CO₂
• jednoduchá a bezpečná manipulace
• kratší doba nabíjení
• není potřeba náhradní baterie
• bezúdržbový provoz bez úniku plynů při nabíjení
• vysoká dostupnost a bezpečnost systému
• systém tepelného managementu sleduje teplotu každého jednotlivého článku
• možnost integrovaného ohřevu baterie pro nepřetržitý provoz v chladírně
• možnost častého nabíjení i přímo v mrazírenském prostoru

Řešení Toyota pro chladírenské provozy
Bateriové řešení Toyota je speciálně navrženo pro průmyslové vozíky a je dostupné také v provedení pro chladírenské sklady. Systém se vyznačuje robustní konstrukcí, vysokou kvalitou článků i modulů a komplexními bezpečnostními prvky. Každý modul i celý bateriový systém jsou chráněny proti prachu a stříkající vodě. Uzavřený systém je zcela bezúdržbový a při nabíjení ani provozu neuvolňuje plyny. Není tedy potřeba zvláštní ventilace nabíjecího prostoru ani manipulace s vodou či kyselinou.

Díky ochrannému krytu a teplu vznikajícímu při provozu se Li-ion baterie Toyota rychle neochlazují a zachovávají si výkon i při nízkých teplotách. Standardní baterie je vybavena systémem tepelného managementu, který monitoruje teplotu článků. Pokud modul příliš vychladne, obsluha obdrží upozornění, aby přesunula vozík do teplejšího prostředí.

• Provoz při −10 °C až 4 hodiny
• Provoz při −30 °C až 2 hodiny

Pro trvalý provoz a nabíjení přímo v chladírně je k dispozici verze s integrovaným ohřevem baterie. Ohřev se aktivuje pouze tehdy, když teplota modulu klesne pod stanovenou hranici. Tím se zabrání ztrátě kapacity a zvyšuje se dostupnost techniky i její životnost. Vyšší spotřeba energie na ohřev je kompenzována nižším opotřebením baterie i samotného vozíku.

Jak zvýšit produktivitu v chladírenském provozu
Aby nedocházelo k zamlžování oken, korozi ani nadměrnému mechanickému namáhání (například těsnění nebo baterie), je vhodné minimalizovat teplotní šoky mezi jednotlivými prostředími.
Integrovaný systém tepelného managementu sleduje teplotu i napětí jednotlivých modulů a udržuje je v optimálním rozsahu.

Pokud je třeba nabíjet Li-ion baterii přímo v chladírně, doporučuje se:

• umístit nabíječku a kabel do krytu proti chladu,
  nebo
• ponechat nabíječku v teplejším prostoru (min. +5 °C) a propojit ji s vozíkem dlouhým kabelem.

LED indikátory na nejnovější nabíjecím konektoru Toyota umožňují kontrolu stavu nabíjení i v případě, že nabíječka je umístěna mimo chladírenský prostor. Vozík zůstává během nabíjení pod napětím, takže lze ponechat zapnuté vyhřívání kabiny a zabránit jejímu vychladnutí – tím se šetří kapacita baterie.

Speciální konektor Toyota je navržen pro časté připojování a odpojování a umožňuje snadnou manipulaci i v rukavicích.

Shrnutí:
Vysokozdvižné vozíky a skladová manipulační technika vybavené lithium-iontovými bateriemi představují efektivní řešení pro chladírenské a mrazírenské provozy. Díky jednoduché obsluze, rychlému nabíjení, možnosti ohřevu baterie a stabilní kapacitě i při nízkých teplotách zajišťují vysokou produktivitu a dostupnost techniky.

Pro více informací o řešeních pro mrazírenské provozy kontaktujte našeho specialistu:
Jan Kohák

Tel: +420 602 692 178
Email: jan.kohak@cz.toyota-industries.eu