Разработка аккумуляторных батарей для вилочных погрузчиков повышенной грузоподъемности, используемых в портах и терминалах: высокоемкие аккумуляторы напряжением 80–96 В
Морские контейнерные порты, интермодальные железнодорожные терминалы, доки для перевалки навалочных грузов и площадки тяжелого машиностроения представляют собой пик экстремальных условий промышленной погрузочно-разгрузочной деятельности. В этих изнурительных условиях работают сверхмощные электрические вилочные погрузчики (массой от Номинальная грузоподъёмность от 5,0 до 16,0 метрических тонн)—наряду с устройствами для обработки пустых контейнеров и силовыми цилиндрами для тяжелых рулонов—работают круглосуточно в условиях постоянной пиковой гидравлической нагрузки, воздействия агрессивных брызг морской воды и сильных механических ударов.
Исторически сложилось так, что портовые погрузчики большой грузоподъёмности работали либо на дизельных двигателях с высоким уровнем выбросов, либо на массивных промышленных двигателях высокой мощности свинцово-кислотные тяговые аккумуляторы (вес которых часто составляет от 2 500 кг до 4 500 кг). Однако требования по декарбонизации морских портов, строгие правила, предписывающие нулевой уровень выбросов на терминалах, а также чрезмерно длительные простои, связанные с заменой свинцово-кислотных аккумуляторов, привели к тому, что Электрооборудование на литий-железо-фосфатных (LiFePO₄) аккумуляторах высокой ёмкости с напряжением от 80 до 96 В новый международный стандарт для портов.
В данном техническом руководстве рассматриваются требования к высоким токовым нагрузкам портового оборудования, коррозионная стойкость, соответствующая морским условиям, использование тяжелой конструкционной стали для балластирования, а также инфраструктура высокочастотной оперативной зарядки для работы терминалов.
1. Требования к эксплуатации морских и тяжеловесных терминалов
В отличие от стандартной транспортировки поддонов в крытых складах, портовые и тяжелые промышленные условия эксплуатации сопряжены с серьезными эксплуатационными нагрузками:
- Крайне высокие нагрузки на гидравлическую систему: При работе с 8-метровыми контейнерными спреддерами, захватами для рулонов бумаги или вилами для стальных рулонов возникают непрерывные пики разряда, превышающие от 400 А до 600 А постоянного тока.
- Коррозионное соленое воздух и морские погодные условия: Прибрежная влажность, соленый туман и проливной дождь быстро разрушают стандартные электрические клеммы, вызывая гальваническую коррозию, появление следов утечки и замыкания на землю.
- Непрерывная разгрузка судов в несколько смен: Когда контейнеровоз пришвартовывается, портовые грузовики работают непрерывно в течение 24–36-часовых периодов разгрузки, когда 8-часовые периоды охлаждения свинцово-кислотных аккумуляторов являются недопустимыми.
- Сильный механический удар и удар о дорожное покрытие: При движении по железнодорожным путям, обломанному бетонному покрытию причала и стальным деформационным швам аккумуляторные лотки подвергаются постоянным ударным нагрузкам силой до 5G.
2. Техническая архитектура: аккумуляторные батареи LiFePO4 компании ZOSPOWER, предназначенные для портовых условий эксплуатации
Чтобы обеспечить надежную работу в условиях морских терминалов, инженеры ZOSPOWER разрабатывают высокопрочные силовые агрегаты со специальными усовершенствованиями, соответствующими морским стандартам:
A. Расчет высоковольтных систем: тяжелые платформы на 80 В и 96 В
Высокое напряжение необходимо для минимизации тепловыделения в токе (потери I²R) при длительных циклах работы. Компания ZOSPOWER производит аккумуляторные батареи повышенной мощности в диапазоне от От 80 В (номинальное напряжение 83,2 В при 26S) до 96 В (номинальное напряжение 99,2 В при 31S), с объемом хранения от от 600 А·ч до более 1 200 А·ч (до 100+ кВт·ч на один аккумуляторный блок).
| Класс оконечного оборудования | Напряжение в системе | Емкость LiFePO4 | Оптимальное решение от ZOSPOWER | Операционное преимущество |
|---|---|---|---|---|
| 5,0 т – 8,0 т: погрузчики с тяжелым противовесом (Heli CPD50-70, Hangcha XF 5–7 т, Linde E50-80) | 80 В (83,2 В) | 83,2 В, 600 А·ч – 900 А·ч | Литиевая батарея повышенной мощности 83,2 В | Полная зарядка по методу «1C»; непрерывная подача тока 450 А на гидравлический подъем мачты без провалов напряжения. |
| 10,0 т – 16,0 т: погрузчики для тяжелых рулонов и пиломатериалов (Hyster J155XN, Toyota High-Capacity, Kalmar Light) | 80 В / 96 В | 80 В / 96 В, 900 А·ч – 1 200 А·ч | Промышленная литиевая батарея на 80 В для тяжелых условий эксплуатации | Устраняет выбросы выхлопных газов дизельного двигателя на конечных скоростях, обеспечивая при этом такой же крутящий момент при разгоне и такие же скорости нарастания, как у дизельного двигателя. |
| Машины для обработки пустых контейнеров и промышленные маневровые локомотивы | 96 В | 96 В, 800 А·ч – 1 100 А·ч | Индивидуальный литиевый аккумуляторный блок Heavy Port | Полное отсутствие потерь при работе двигателя на холостом ходу; энергия, выделяющаяся при торможении, напрямую возвращается в аккумуляторные элементы. |
B. Защита от коррозии морского класса (стандарт C5-M)
Стандартные окрашенные аккумуляторные коробки быстро приходят в негодность в условиях морских портов. Аккумуляторные лотки ZOSPOWER для тяжелых портовых условий проходят интенсивную антикоррозионную обработку:
- Подготовка поверхности методом дробеструйной обработки в соответствии со стандартом ISO 8501-1 Sa 2,5.
- Эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка (толщина 80 мкм) обеспечение катодной жертвенной защиты от коррозии стали.
- Полиуретановое финишное покрытие с высокой толщиной слоя достижение ISO 12944 C5-M (очень высокая степень морской и промышленной коррозионной нагрузки) устойчивость к атмосферной коррозии.
- Медные шины с никелевым покрытием и крепеж из нержавеющей стали марки 316: Контактные клеммы для высоких токов герметично защищены резиновыми чехлами, устойчивыми к воздействию погодных условий.
C. Балластирование с помощью откалиброванных тяжелых противовесов
В вилочном погрузчике грузоподъемностью 7 или 10 тонн аккумулятор обеспечивает От 3 000 кг до 4 500 кг критического противовеса. Установка литиевой батареи с недостаточным весом в портовый погрузчик приведет к дестабилизации рулевой оси и опрокидыванию при полном выдвижении стрелы. Компания ZOSPOWER использует массивные балластные пластины из цельной стали, вырезанные лазером и приваренные непосредственно к основанию батарейного лотка, что гарантирует точное соответствие штампованным Минимальный вес в рабочем состоянии (мин. вес аккумулятора).
3. Инфраструктура зарядки с высоким током для парков транспортных средств
Чтобы исключить замену аккумуляторов в критические периоды погрузки судов, портовые службы полагаются на быструю зарядку в перерывах между сменами операторов и во время обязательных перерывов на обед:
Сочетание мощных литиевых аккумуляторных батарей на 80 В/96 В с устройствами высокой мощности Интеллектуальные зарядные устройства на 80 В, 100–200 А позволяет грузовым автомобилям на терминале получить Заряд батареи от 30% до 40% всего за 30–45 минут. Ознакомьтесь с нашим техническим руководством по Проектирование станции зарядки аккумуляторов вилочных погрузчиков и система вентиляции рекомендации по электрощитам и высоковольтным цепям.
4. Полная серия технических публикаций «Port & Heavy Motive»
Ознакомьтесь с нашими руководствами по технической модернизации и обеспечению соответствия требованиям для ведущих платформ промышленного оборудования:
- Стандарты безопасности: Руководство по безопасности и соблюдению требований в отношении аккумуляторов для вилочных погрузчиков: стандарты UL 2580, UN 38.3 и нормы NFPA
- Морозильные камеры Sub-Zero: Техническое руководство по аккумуляторам для погрузчиков, используемых в холодильных складах: циклы работы при температуре -30 °C
- Зарядная инфраструктура: Проектирование зарядных станций и вентиляция: требования OSHA и расчеты по водороду
- Модернизация оборудования Hyster Heavy: Руководство по модернизации литиевых аккумуляторов для вилочных погрузчиков Hyster: серия «Heavy» класса I
- Heli & Hangcha Heavy: Руководство по переоборудованию вилочных погрузчиков Heli и Hangcha на литиевые батареи: серия CPD40-50
- Капитальный ремонт тяжелой техники «Тойота»: Руководство по переоборудованию вилочных погрузчиков Toyota на литиевые аккумуляторы: 72 В/80 В, повышенной грузоподъемности
5. Запрос на расчет размеров нестандартной аккумуляторной батареи для тяжелых портовых судов
Будь то электрификация станций по перевалке тяжелых контейнерных грузов, терминалов по перевалке стальных навалочных грузов или высокопроизводительных площадок по перевалке пиломатериалов — компания ZOSPOWER разрабатывает изготовленные на заказ силовые агрегаты LiFePO4 из толстостенной стали, на которые предоставляется комплексная 5-летняя коммерческая гарантия.
Переход на электротягу парков тяжелых погрузчиков в портах и терминалах?
Обратитесь к инженерной группе ZOSPOWER по тяжелым применениям для проверки размеров отсеков, уточнения технических характеристик покрытий морского класса и получения предложений по поставке высокочастотных зарядных устройств «под ключ».
