24V nasuprot 48V baterija za viličar: Kako odabrati za svoju opremu
Otprilike trećina kupaca s kojima sam radio na nabavi baterija za viličar započela je postavljanjem pogrešnog pitanja. Pitali su "što je bolje, 24V ili 48V?" kada su trebali pitati "koji napon mojoj opremi i radu zapravo treba?"
Napon nije nešto što vi birate. Vaša oprema odlučuje o tome. Pločica s podacima na vašem viličaru kaže 48V, to je 48V, kraj rasprave.
Prave odluke dolaze nakon toga: olovna-kiselina ili litij? Koji kapacitet? Kako postaviti punjenje? Ovo su pitanja koja određuju hoćete li požaliti zbog svoje kupnje za tri godine.
Vrsta opreme diktira napon
Oprema klase III{0}}walkie dizalice za palete, walkie viličari, krajnji jahači-u većini slučajeva radi na 24V. Ovi strojevi podnose terete ispod 4000 lbs, pokrivaju kratke udaljenosti i ne trebaju kontinuiranu visoku izlaznu snagu. Platforma od 24 V održava baterijske pakete kompaktnima, a strojeve pokretljivima za tijesne maloprodajne prostore i male distribucijske stanice.
Oprema klase I i II je različita. Viličari s protutežom, viličari s pomičnim stupom, komisioneri trebaju kontinuiranu snagu dizanja i veće domete. 48V je ovdje standard. Podaci o industriji Market.us stavljaju baterije od 48 V na 38,5% globalnog tržišnog udjela baterija za viličare-što je najviše u bilo kojem segmentu napona.
Jednu stvar bi sjevernoamerički kupci trebali znati: 36V postoji gotovo isključivo na sjevernoameričkom tržištu. Veteran održavanja viličara s 30-godišnjim iskustvom na forumima ForkliftAction otvoreno je rekao: "36 volti je striktno sjevernoamerički napon i ne koristi se u drugim dijelovima svijeta." Ako vaša tvrtka posluje međunarodno ili joj je potrebna globalna standardizacija opreme, 36V ograničava vaše mogućnosti dobavljača i dostupnost dijelova u usporedbi s 48V.
Sustavi od 80 V namijenjeni su za-teške primjene, viličare s protutežom iznad 2,5 tone i lučku opremu. Logika nabave razlikuje se od odluka o 24V/48V, koje ću zasebno obraditi.
Zašto razina napona utječe na izvedbu i cijenu
Ovo postaje malo tehnički, ali razumijevanje toga pomaže u kasnijim izračunima troškova.
Snaga je jednaka naponu puta struji. Da biste dobili izlaznu snagu od 9600 W, sustav od 48 V troši 200 A, sustav od 24 V treba 400 A. Udvostručenje struje znači više topline u kabelima, više gubitaka na konektorima, brže trošenje četkica motora i kontaktora.
Vidio sam kupčev vozni park od 24 V gdje je rad visoke struje uništio konektore dva ili tri puta godišnje. Polovica njihovih karata za održavanje bili su kvarovi električnih kontakata-ne zato što su baterije bile loše, već zato što je sustav radio jače nego što je trebalo.
Pad napona se također zanemaruje. Olovne-baterije kontinuirano padaju napon tijekom pražnjenja. Baterija koja očitava 48 V pri punoj napunjenosti može pasti na 42 V ili niže pri 50% kapaciteta. Kada napon padne za 10%, okretni moment motora padne oko 20%. Viličar se čini trom, uzgon usporava, ubrzanje slabi. Krivulje pražnjenja litija ostaju mnogo ravnije, napon se minimalno mijenja od potpunog punjenja do preostalih 20%, tako da performanse ostaju dosljedne tijekom cijele smjene.
Prava odluka: olovna-kiselina ili litij na vašem naponu
Nakon što je napon opreme postavljen, kemija baterije postaje ključno pitanje nabave.
Prvo cijene. Dat ću vam raspone radije nego točne brojke jer se tržišni uvjeti mijenjaju, ali evo što trenutno vidimo:
24V olovna-kiselina košta 2950 do 3800 USD. Litij pri istom naponu skače na 6.000 do 10.000 dolara.
48V ima više širenja. Olovna-kiselina može biti od 3600 do 10 000 USD, ovisno o kapacitetu-to je ogroman raspon jer su paket od 400 Ah i paket od 700 Ah vrlo različiti proizvodi. Litij 48V stoji između 10.000 i 20.000 dolara.
Za sustave od 80 V očekujte 8.000 do 12.000 USD za olovnu-kiselinu, 15.000 do 25.000 USD za litij.
Gledajući ove brojke, litij košta dvostruko ili više. Mnogi upravitelji nabave stanu ovdje i odluče da olovna-kiselina ima više smisla. Ali ta presuda gleda samo na prvu stranicu računa.
Ukupni trošak vlasništva prava je usporedba
Početna cijena baterije predstavlja samo 35% do 50% troškova životnog ciklusa. Ostatak dolazi od održavanja, potrošnje energije, rada i ciklusa zamjene.
Evo 8-godišnje usporedbe za 48V sustav. Rad u dvije-smjene, olovno-kiselinski na 575Ah, litij na 378Ah (veća energetska gustoća litija znači da vam nije potrebna ista vrijednost Ah).
Olovna{0}}kiselina se brzo nakuplja.Početna kupnja 6500 USD. Tijekom 8 godina bateriju ćete zamijeniti dvaput-dodajte 13 000 USD. Tjedno navodnjavanje i kvartalno izjednačavanje naplaćuju rad oko 4800 USD. Materijali i vrijeme za zalijevanje i izravnavanje, još 2400 dolara. Učinkovitost punjenja-kiselinom je 75% do 80%, tako da električna energija tijekom 8 godina iznosi otprilike 9600 USD. Rad u dvije-smjene zahtijeva zamjenu baterija, svaka od 15 do 30 minuta. Minimalna procjena za 8 godina zamjene: 8400 USD. Ukupno: otprilike 44.700 dolara.
Litij izgleda drugačije.Početna kupnja 15.000 USD. Nije potrebna zamjena-životni vijek litija obično pokriva cijeli životni ciklus viličara. U osnovi bez održavanja-, povremene provjere konektora, nazovimo to 400 USD. Učinkovitost punjenja 95% do 98%, tako da osmogodišnji trošak električne energije pada na 5760 USD. Bez zamjene baterija znači nula troškova rada. Ukupno: otprilike 21.160 dolara.
Razlika je 23.540 dolara. Litij na kraju košta upola manje.
A ovaj izračun ne uključuje čak ni infrastrukturu za olovnu{0}}kiselinu: podove otporne-na kiselinu za područja za mijenjanje baterija, ventilacijske sustave s vodikom, stanice za ispiranje očiju. Oni mogu dodati 50 do 100 USD po kvadratnom metru u novogradnji skladišta.
Rokovi povrata ovise o intenzitetu rada
Gornji izračun pretpostavlja rad u dvije-smjene. Stvarna brzina povrata izravno je povezana s tim koliko naporno koristite svoju opremu.
Rad u jednoj-smjeni (8 sati)može puniti olovnu{0}}kiselinu preko noći i koristiti je cijeli dan bez zamjene. Prednosti litija ovdje su uglavnom eliminacija održavanja i ušteda energije. Otplata obično traje 30 mjeseci ili dulje. Ako je proračun ograničen, primjena-svjetla u jednoj smjeni-može razumno ostati s olovnom-kiselinom.
Rad u dvije-smjene (16 sati)promijeniti jednadžbu. Za olovnu{1}}kiselinu potrebne su dvije baterije po viličaru plus oprema za izmjenu. Litij se može brzo-puniti tijekom promjena smjene i raditi neprekidno. Na temelju projekata u koje sam sudjelovao, povrat traje 22 do 28 mjeseci.
Tri{0}}smjene ili 24-satni neprekidni radučiniti litij u biti obveznim. Za olovnu-kiselinu bile bi potrebne tri baterije po viličaru koje se okreću kroz faze upotrebe, punjenja i hlađenja. Lithium može raditi 22 sata uz 2 sata punjenja. S ovim intenzitetom, pitanje nije ušteda novca-već mogu li ciklusi punjenja olovnom-kiselinom uopće podržati operativne zahtjeve. Obično ne mogu.
Neki stvarni projektni podaci iz konverzija kojima smo rukovali:
Teksa-3PL tvrtka sa 50 kamiona klase I koji rade u tri smjene uštedjela je 2,9 milijuna USD tijekom 8 godina nakon prelaska na litij. Rok povrata je 31 mjesec. Centar za dostavu e-trgovine s 80 viličara u dvije smjene smanjio je 4,2 milijuna dolara operativnih troškova tijekom 5 godina-22-mjesečnog povrata. Centar za distribuciju smrznute hrane s 12 viličara s pomičnim stupom isplatio se u samo 17 mjeseci. Hladno okruženje uzrokovalo je ozbiljnu degradaciju olovne kiseline, zbog čega je prednost litija bila posebno izražena.
Istraživanje Raymond Corporation o operacijama visokog-intenziteta pokazalo je da je ROI tijekom cijelog životnog vijeka između 415% i 656%, s pokrićem čak 10 mjeseci.
Odabir kapaciteta
Nakon što se odlučite za litij od 48 V, još trebate odabrati kapacitet. 300Ah, 400Ah, 500Ah-cijene se razlikuju za nekoliko tisuća dolara. Kako birate?
Odgovara stvarnom trajanju smjene. Nemojte samo kupiti najveću dostupnu opciju.
Jedna-smjena 8-satni rad: 300 do 400Ah radi. Punite preko noći, koristite tijekom dana. 16{13}}satni rad u dvije-smjene: potrebno je dopuniti tijekom promjena smjene, tako da je 400 do 500Ah bolje-osigurava 30-minutno brzo punjenje za drugu smjenu. Kontinuirani rad u tri smjene: 500Ah ili više, punjenje oportunistički tijekom pauza.
Predimenzioniranje troši novac na neiskorišteni kapacitet. Premala veličina znači zaustavljanje u-smjeni radi punjenja, što ubija produktivnost. Odabir zahtijeva poštenu procjenu stvarnog vremena rada, težine tereta i udaljenosti putovanja. Nemojte računati na temelju teoretskih maksimuma.
Hladnjača mijenja sve
Niske temperature uništavaju učinkovitost olovne{0}}kiseline. Na 32 stupnja F (0 stupnjeva), kapacitet olovne-kiseline pada 25%. Na -4 stupnja F (-20 stupnjeva), kapacitet pada 45%. Olovno-kiselinski akumulator od 500 Ah u skladištu zamrzivača mogao bi dati samo 275 Ah korisnog kapaciteta.
Litij s toplinskim upravljanjem održava preko 80% kapaciteta na -20 stupnjeva. Trenutačni litijski paketi hladnog lanca uključuju PTC grijaće ploče, izolaciju i sredstva za sušenje posebno za probleme niske temperature i kondenzacije.
Onaj centar za distribuciju smrznutih proizvoda koji sam ranije spomenuo? 17-mjesečni povrat. Olovna-kiselina u hladnjačama ne radi samo loše – ona uopće ne funkcionira. Ako vaš rad uključuje rashlađena ili zamrznuta okruženja, litij nije neobavezan.
Retrofit ili nova oprema: Kontrolni popis kompatibilnosti
Mogu li se postojeći viličari pretvoriti u litij? Većina može. Podaci iz industrije pokazuju da je 89% električnih viličara uspješno preinačeno na litij, a 62% konverzija s unutarnjim izgaranjem također radi.
Ali naknadno opremanje nije samo zamjena baterija. Potrebno je provjeriti nekoliko stvari:
Napon mora točno odgovarati.Viljuškar od 48 V koristi baterije od 48 V, a ne od 36 V, ne od 60 V. Zvuči očito, ali zapravo sam vidio da netko pokušava koristiti baterije višeg napona za "povećanje performansi". Izgorjeli su kontroler.
Dimenzije odjeljka za baterije zahtijevaju precizno mjerenje.Faktori oblika pakiranja litija razlikuju se od olovne{0}}kiseline. Provjerite duljinu, širinu, visinu, položaje konektora i usmjeravanje kabela.
Možda je potrebno podešavanje protuutega.Litijeve baterije teže otprilike 30% manje od ekvivalentnih olovnih-kiselih. Protutežni viličari ovise o stražnjoj težini za stabilnost. Lakše baterije mogu zahtijevati dodavanje balasta kako bi se održao nazivni kapacitet opterećenja.
Kompatibilnost kontrolera uzrokuje najviše problema.Napon mirovanja litija je oko 2 V viši od napona olovne-kiseline pri istoj nazivnoj vrijednosti. Stariji kontroleri, posebno serija EV100, mogu izbaciti kodove grešaka napona. Vidio sam tipičan slučaj na forumima: nakon ugradnje litija, viličar je izbacio ključ kod 15-nenormalan napon - ali baterija je bila potpuno u redu. Regulator jednostavno nije prepoznao krivulje napona litija. Rješenja uključuju prilagodbu BDI (indikator pražnjenja baterije) postavki, ažuriranje upravljačkog softvera ili, u nekim starijim strojevima, zamjenu glavne upravljačke ploče.
Infrastruktura punjenja: Skriveni troškovi
Sustavi od 24 V rade na jedno-faznom naponu od 110 do 120 V. Standardne utičnice rade dobro. Punjači koštaju od 1000 do 2500 dolara. Ulaganja u infrastrukturu su u osnovi nula.
Sustavi od 48 V i 80 V obično trebaju tro-fazno napajanje. Standardni punjači koštaju od 2000 do 4000 dolara, brzi punjači od 5000 do 8000 dolara ili više. Ako vaš objekt nema-trofazni servis, njegovo dovođenje plus nadogradnja električne ploče košta 15.000 do 30.000 USD.
Ali izračunajte to zajedno s infrastrukturnim zahtjevima za{0}}olovnu kiselinu. Prostorije s olovnim-baterijama trebaju podove otporne-na kiseline, ispušnu ventilaciju za vodik, stanice za ispiranje očiju, opremu za mijenjanje baterija. Ništa od toga nije potrebno s litijem. Kada uzmete u obzir obje strane, troškovi infrastrukture često izlaze grubo čak i kroz mnoge projekte.
Certifikati o sigurnosti
Sigurnost litijskih baterija ovisi o kvaliteti ćelija i dizajnu BMS (Battery Management System). Ne gledajte samo cijenu. Provjerite dokumentaciju dobavljača za ove certifikate:
UL 2580 pokriva sigurnost sustava baterija električnih vozila, uključujući ispitivanje zlouporabe i zaštitu od toplinskog odlijevanja. IEC 62619 je standard za industrijsku litijevu bateriju, ispituje električne greške i upravljanje toplinom. UN38.3 je potvrda o sigurnosti prijevoza-bez koje se baterije ne mogu legalno slati. ISO 26262 standard je funkcionalne sigurnosti, posebno ocjenjujući razine sigurnosti BMS-a.
Jeftini proizvodi obično imaju problema s certificiranjem. Preporučujem da se za provjeru traže originalni certifikati, a ne samo prihvaćanje usmenog uvjeravanja da "imamo sve certifikate". Sigurnosni incidenti s litijevim baterijama imaju teže posljedice od kvarova s olovnom{2}}kiselinom. Ovo nije mjesto za smanjenje troškova.
Dakle, što biste zapravo trebali učiniti?
24V ili 48V? Provjerite svoju pločicu s podacima o opremi. Laka{3}}oprema klase III radi na 24V, glavna oprema klase I i II radi na 48V, teška-oprema radi na 80V. Napon nije izbor.
Olovna-kiselina ili litij? Pogledajte intenzitet rada. Jedno-svjetlo-u jednoj smjeni može uzeti u obzir olovnu-kiselinu. Dvije smjene ili više, litij se snažno preporučuje. Tri smjene ili hladnjače, litij je obavezan. Izračunajte ukupne troškove, a ne samo nabavnu cijenu.
Kapacitet? Odgovara stvarnom trajanju smjene. Nemojte prelaziti-specifikacije ili ispod-specifikacija.
Ako sastavljate usporedbu nabave, pošaljite nam svoj popis opreme, raspored smjena i radno okruženje. Inženjerski tim može pružiti detaljne preporuke za konfiguraciju i projekcije povrata ulaganja.
