Тяговые аккумуляторы для складской и подъёмной техники
Производим литиевые тяговые батареи на замену свинцово-кислотным: для штабелёров, ричтраков, электропогрузчиков, поломоечных машин и самоходных тележек. Подбираем под посадочное место и разъём вашей техники, изготавливаем под техническое задание.
- 2000–3000 циклов против 500–1000 у свинца
- Без обслуживания — не нужен долив и вентиляция
- Дозарядка в перерыв без вреда ресурсу
- В 3–4 раза легче при той же энергии
Литий против свинца: что меняется
Литиевая батарея дороже на старте и дешевле за срок службы. Основная экономия не в цене батареи, а в простое техники и обслуживании.
| Параметр | Свинцово-кислотный | Литиевый LiFePO4 |
|---|---|---|
| Циклов | 500–1000 | 2000–3000 |
| Обслуживание | долив воды, вентиляция, отдельное помещение | не требуется |
| Зарядка | 8–10 ч + остывание | 1 ч до 90 %, можно в перерыв |
| Просадка напряжения | заметная к концу смены | ровная до разряда |
| Вес | 100 % | 30–40 % |
| Работа в холоде | падение ёмкости | до −20 °C, в отдельных сборках до −30 °C |
Как устроен тяговый аккумулятор
Тяговая батарея — это не одна банка, а сборка из последовательно соединённых ячеек, системы управления и корпуса под конкретную технику.
| Узел | Назначение |
|---|---|
| Ячейки LiFePO4 | запас энергии; число последовательных задаёт напряжение |
| BMS | балансировка, защита от переразряда, перегрева и перегрузки |
| Силовые шины и разъём | подключение к технике, подбирается под штатный разъём |
| Корпус | габарит и вес под посадочное место, часто с балластом |
| Индикация | уровень заряда для оператора |
Подбор начинается с трёх цифр: напряжение техники, требуемая ёмкость на смену и габарит посадочного места. Пришлите их — рассчитаем конфигурацию.
Ячейки, из которых собираем тяговые батареи
Как считают тяговую батарею под смену
Тяговую батарею считают не по ампер-часам старой свинцовой, а по работе, которую техника выполняет между зарядами. Порядок такой.
- Напряжение техники
Берётся из паспорта машины: 24, 48 или 80 В. На ячейках LiFePO4 с номиналом 3,2 В это 8, 15–16 и 25 ячеек последовательно. Нижний и верхний пределы проверяют по контроллеру техники: он должен работать и при полностью заряженной батарее, и в конце разряда.
- Энергия за смену
Средний ток машины умножают на часы работы. Если тока нет в паспорте, его снимают токовыми клещами на реальном цикле: у штабелёра в час пик и у него же на приёмке разница кратная, и считать нужно по вашему режиму, а не по среднему по складу.
- Глубина разряда и дозаряд
LiFePO4 работает на 80–90 % глубины разряда. Если техника встаёт на обед и пересменку, полная смена в батарее не нужна: достаточно перекрыть интервал между паузами. Это прямо уменьшает нужную ёмкость и цену комплекта.
- Проверка по току
Разгон, подъём мачты и трогание в горку дают пики в несколько раз выше среднего тока. Батарея подбирается так, чтобы пик укладывался в паспортный режим ячейки и BMS: в наших сборках длительный и импульсный токи указаны отдельными строками.
- Габарит и вес
Корпус делается под штатное посадочное место. У противовесных погрузчиков свинцовая батарея работает частью противовеса, поэтому разницу в массе компенсируют балластом, а не оставляют технику облегчённой.
Энергия за смену: 48 В × 40 А × 8 ч = 15,4 кВт·ч.
При глубине разряда 0,85 нужна батарея на 18 кВт·ч, то есть около 375 А·ч при 48 В.
Если техника заряжается в обед и на пересменке, интервал между зарядами сокращается до 3 часов: 48 × 40 × 3 = 5,8 кВт·ч, с той же глубиной разряда — 6,8 кВт·ч, около 140 А·ч.
Итог: организация заряда уменьшает батарею в 2,5 раза. Поэтому расчёт начинается с графика работы, а не с каталога.
Примеры сборок, которые мы делали
Параметры ниже — из технико-коммерческих предложений на конкретные заказы. Это не типовой ряд со склада: каждая сборка считалась под машину заказчика, но по ним видно, в каких пределах мы работаем.
| Сборка | Конфигурация | Токи разряда | Заряд | Ресурс и температура | Масса |
|---|---|---|---|---|---|
| 48 В, 40 А·ч | 12S на ячейках 40 А·ч | 200 А длительно, 280 А импульс | 40 А, до 90 % за час | от 500 циклов, −20…+50 °C | 2,5 кг |
| 48 В, 52 А·ч | 15S на ячейках LiFePO4 52 А·ч | 52 А длительно, 108 А импульс | 40 А, до 90 % за час | от 2000 циклов, −30…+50 °C | 15 кг |
| 28,8 В, 12 А·ч | на цилиндрических ячейках 32700 | 36 А длительно, 60 А импульс | 12 А, до 90 % за час | от 2000 циклов, −20…+60 °C | 0,5 кг |
Разъёмы и индикация ставятся под технику: в этих сборках — силовой XT-90 и сигнальный molex на 16 контактов, отдельный индикатор уровня заряда для оператора. Если у машины штатный разъём другого типа, сборка делается под него.
Обратите внимание на разницу между первой и второй строкой: при почти равной ёмкости у одной длительный ток 200 А, у другой 52 А, а ресурс наоборот — от 500 и от 2000 циклов. Это и есть выбор между токоотдачей и сроком службы, который делается на этапе расчёта.
Замена свинца: что меняется в эксплуатации
Зарядное устройство
Профиль заряда свинцовой батареи литию не подходит. Нужен режим CC/CV с отсечкой 3,65 В на ячейку и прекращением заряда по спаду тока. Штатное зарядное меняется или перенастраивается — это обязательная часть замены, а не опция.
Зарядная комната
Свинцу нужны вентиляция, поддон, долив дистиллированной воды и место для остывания. Литиевой батарее это не требуется: заряд идёт там, где стоит техника. Освободившееся помещение — часть экономии, которую при расчёте окупаемости обычно забывают посчитать.
Сменные комплекты
При работе в две-три смены свинец возят комплектами: пока один заряжается, второй работает. Литиевая батарея заряжается за час до 90 % и допускает дозаряд в паузу, поэтому второй комплект и тельфер для его замены чаще всего не нужны.
Вес и балласт
Литиевая батарея легче свинцовой в три-четыре раза при той же энергии. На технике, где батарея входит в развесовку, разницу компенсируют балластом в корпусе — грузоподъёмность и устойчивость машины остаются штатными.
Дозаряд в перерыв вместо сменного комплекта
Свинцовая батарея не любит неполных циклов: недозаряд ускоряет сульфатацию, поэтому её заряжают полностью и дают остыть. У LiFePO4 ресурс считается в полных циклах, и два разряда по половине ёмкости расходуют один цикл — короткие подзарядки ресурс не тратят.
Что это даёт на складе:
- Батарея подбирается под интервал между паузами, а не под всю смену, и получается меньше и дешевле.
- Отпадает второй комплект, зарядное место под него и операция замены батареи между сменами.
- Техника не простаивает в ожидании остывания батареи.
Условие одно: зарядные посты должны стоять там, где техника и так останавливается, — у зоны приёмки, на пересменке, у комнаты отдыха. Мы считаем нужный ток заряда и число постов вместе с батареей.
Работа в холодном складе
Разряжать LiFePO4 можно до −20 °C, отдельные наши сборки документированы до −30 °C. Заряд — только при плюсовой температуре: нижняя граница по паспортам ячеек 0 °C, у части моделей +10 °C.
Отсюда три рабочих варианта для морозильных камер:
- Подогрев батареи. Нагреватель в корпусе и управление от BMS: заряд начинается после прогрева. Техника остаётся на LiFePO4, но батарея потребляет энергию на подогрев.
- Заряд в тепле. Зарядные посты выносят из холодной зоны. Работает, если техника и так выезжает наружу.
- Литий-титанат. Рабочий диапазон −30…+60 °C, заряд идёт прямо на холоде, ресурс 20 000 циклов. Дороже за киловатт-час, поэтому его считают, когда первые два варианта не подходят.
На морозе у любой химии падает доступная ёмкость и растёт внутреннее сопротивление, поэтому под зимнюю эксплуатацию батарею берут с запасом по энергии.
Из чего складывается окупаемость
Литиевая батарея дороже свинцовой на входе, поэтому считают не цену покупки, а расходы за срок эксплуатации. В расчёт входят пять статей, и цена самой батареи — только первая.
- Число замен за период. Свинец отрабатывает 500–1000 циклов, LiFePO4 — 2000–3000. При одном цикле в смену и двухсменной работе это разница между заменой раз в полтора года и раз в пять лет.
- Обслуживание. Долив дистиллированной воды, проверка плотности, чистка выводов, вентиляция помещения. У литиевой сборки этих операций нет вообще.
- Второй комплект и его замена. Стоимость запасной батареи, зарядного места под неё, тельфера и времени оператора на замену между сменами.
- Простой техники. Свинец заряжается 8–10 часов и требует остывания; литий набирает 90 % за час и дозаряжается в паузу. Час простоя машины считается по её выработке, а не по стоимости электроэнергии.
- Помещение. Отдельная зарядная комната с вентиляцией и поддонами освобождается под склад или рабочую зону.
Возьмите период сравнения — обычно пять лет. Посчитайте, сколько свинцовых комплектов за это время потребуется по числу циклов, и прибавьте к ним стоимость обслуживания и простоя.
Затем сложите стоимость литиевой сборки, замены зарядного устройства и зарядных постов.
Разница между двумя суммами и есть ответ. Мы считаем её вместе с конфигурацией: пришлите график работы и параметры техники, посчитаем на ваших числах, а не на средних.
Обслуживание, хранение и гарантия
Что делает персонал
Долива, замера плотности и выравнивающего заряда у литиевой батареи нет. Остаётся визуальный осмотр корпуса и разъёма, контроль затяжки силовых соединений и внимание к показаниям индикатора заряда. Раз в месяц батарею полезно зарядить до конца: балансировка ячеек идёт в верхней части заряда.
Межсезонное хранение
Технику, которая простаивает, ставят на хранение с зарядом 30–50 %. Паспортный диапазон хранения ячеек — от −20 до +25 °C при сроке до 12 месяцев. Раз в полгода батарею проверяют и дозаряжают: собственное потребление BMS постепенно расходует заряд.
Гарантия и документы
Гарантия 12 месяцев. На партию идут паспорт качества с фактическими измеренными параметрами, сертификат соответствия и технические условия; отгрузка по счёту с полным пакетом закрывающих документов. Комплект высылаем до заказа, чтобы снабжение и технадзор согласовали поставку заранее.
Что делать при отказе
Сборка разбирается и ремонтируется поячеечно: заменяются повреждённая ячейка, плата BMS или разъём. Мы делали эту батарею и знаем её состав, поэтому ремонт не превращается в покупку новой.
Что прислать для расчёта
Чтобы посчитать конфигурацию и назвать срок, нам нужны семь позиций. Шесть из них есть в паспорте машины, седьмую снимают за смену.
- Марка и модель техники — по ней видно штатную батарею, разъём и посадочное место.
- Напряжение системы — 24, 48 или 80 В.
- Габарит батарейного отсека — высота, длина, ширина.
- Штатный разъём — тип силового и наличие сигнального.
- График работы — сколько смен, есть ли паузы и какой длительности.
- Температура в зоне работы — отдельно для заряда, если он идёт в другом помещении.
- Средний и пиковый ток — снимается токовыми клещами за типовую смену; если снять негде, посчитаем по мощности приводов.
В ответ вы получаете конфигурацию xSyP, параметры BMS и разъёмов, требования к зарядному устройству, ожидаемый ресурс в вашем режиме и срок изготовления.
Под какую технику делаем батареи
- Штабелёры и самоходные тележки. Напряжение 24 или 48 В, компактное посадочное место, частые короткие циклы. Здесь сильнее всего работает дозаряд в паузу: батарея получается меньше, чем у свинцового аналога.
- Ричтраки и электропогрузчики. Пики тока на подъёме мачты и разгоне, работа в две-три смены. Батарея подбирается по импульсному току, а на противовесных машинах — с балластом под штатную развесовку.
- Поломоечные машины. Ровное напряжение до конца смены: щётки и всасывание работают одинаково и на первом, и на последнем часу, тогда как у свинца мощность падает по мере разряда.
- Электротранспорт и спецтехника. Сборки под нестандартные габариты и напряжения, с интерфейсом диагностики и защитой по току под конкретный привод.
- Коммунальная техника. Работа на улице и в неотапливаемых помещениях: температурный режим закладывается в расчёт, включая место и условия заряда.
Если техника в списке не названа, это не ограничение: сборка считается от напряжения, токов, габарита и графика работы. Пришлите параметры — посчитаем.
Термины и обозначения
Обозначения, которые встречаются в паспортах, спецификациях и в наших расчётах.
- xSyP
- Схема сборки: x ячеек последовательно задают напряжение, y цепей параллельно — ёмкость и ток.
- Длительный и импульсный ток
- Первый батарея отдаёт постоянно, второй — короткими интервалами, у наших сборок это секунды или десятки секунд. В паспорте они указаны отдельно.
- Дозаряд в паузу
- Подзарядка в перерыве вместо полного цикла и замены батареи. Позволяет обойтись меньшей ёмкостью.
- Глубина разряда
- Какая часть ёмкости отбирается за цикл. Для LiFePO4 в тяговом применении берут 80–90 %.
- BMS
- Система управления батареей: контроль напряжения каждой ячейки, отключение при перегреве, переразряде и перегрузке, балансировка.
- Балласт
- Груз в корпусе батареи, компенсирующий разницу в массе со свинцовой при замене на технике, где батарея входит в развесовку.
Документы на продукцию
На каждую отгружаемую партию предоставляем комплект документов: для промышленной закупки это обязательное условие.
- Паспорт качества с фактическими параметрами партии
- Сертификат соответствия
- Технические условия
- Datasheet с разрядными кривыми
Условия поставки
Вопросы и ответы
Можно ли поставить литий вместо свинца без переделки техники?
В большинстве случаев да: собираем батарею в габарит штатного места, с тем же разъёмом и напряжением. Менять нужно зарядное устройство — для LiFePO4 нужен другой профиль заряда. Подберём совместимое.
За сколько окупается замена?
Обычно за 1,5–3 года на технике, работающей в две смены. Экономия складывается из отсутствия обслуживания, ремонта и простоя на зарядке.
Что с работой в холодном складе?
Стандартное исполнение работает до −20 °C, отдельные сборки по нашим ТКП — до −30 °C. Для морозильных складов делаем версии с подогревом или на литий-титанате: его рабочий диапазон −30…+60 °C, и заряжать его можно прямо на холоде.
Даёте ли документы для постановки на баланс?
Да: паспорт качества, сертификат соответствия, технические условия. Отгружаем по счёту с полным пакетом закрывающих документов.
Какая ёмкость нужна на смену?
Считается от энергии за смену: средний ток умножают на напряжение и часы работы, затем делят на глубину разряда 0,85. Техника 48 В со средним током 40 А за восемь часов расходует 15,4 кВт·ч — это около 375 А·ч. Если есть паузы для дозаряда, ёмкость нужна меньше.
Нужен ли второй комплект батарей для второй смены?
Как правило нет. Литиевая батарея набирает 90 % за час и допускает дозаряд в перерыв без расхода ресурса, поэтому вместо сменного комплекта ставят зарядные посты там, где техника и так останавливается.
Не станет ли погрузчик легче, чем нужно?
На технике, где батарея входит в развесовку, разницу компенсируем балластом в корпусе: масса сборки доводится до штатной, грузоподъёмность и устойчивость не меняются.
Какие токи выдерживает батарея на разгоне и подъёме мачты?
Столько, сколько заложено при расчёте. В наших сборках длительный и импульсный токи указаны отдельно: например, 200 А длительно и 280 А импульсом при напряжении 48 В. Пиковый ток техники проверяем до заказа.
Сколько занимает заряд и можно ли заряжать не до конца?
До 90 % — около часа. Неполные подзарядки ресурсу не вредят: он считается в полных циклах, и два разряда по половине ёмкости расходуют один цикл.
Подойдёт ли штатное зарядное устройство от свинца?
Нет. Литию нужен профиль CC/CV с отсечкой 3,65 В на ячейку и прекращением заряда по спаду тока. Зарядное меняем или перенастраиваем — это обязательная часть замены.
Ремонтируете ли батарею, если вышла из строя одна ячейка?
Да, сборка разбирается и ремонтируется поячеечно: меняются повреждённая ячейка, плата BMS или разъём. Мы делали эту батарею и знаем её состав, поэтому ремонт не превращается в покупку новой.
Что происходит с батареей при межсезонном простое?
Технику ставят на хранение с зарядом 30–50 %. Паспортный диапазон хранения ячеек — от −20 до +25 °C при сроке до 12 месяцев. Раз в полгода батарею проверяют и дозаряжают: собственное потребление BMS постепенно расходует заряд.
Сколько занимает изготовление батареи под технику?
Срок называем после расчёта конфигурации: он зависит от наличия ячеек нужной ёмкости, сложности корпуса и разъёмов. Повторные партии делаются быстрее — конфигурация уже зафиксирована.
Останется ли гарантия на технику после замены батареи?
Вопрос решается с производителем техники: мы даём документы на батарею — паспорт качества, сертификат соответствия и технические условия, — и при необходимости готовим спецификацию под согласование с сервисом машины.
