Woraus bestehen Gabelstaplerbatterien? Expertenanalyse

Zunächst müssen wir verstehen, dass es derzeit drei Haupttypen von Gabelstaplerbatterien auf dem Markt gibt: Die erste sind Blei-Säure-Gabelstaplerbatterien; das zweite istLithium-Eisenphosphat-Gabelstaplerbatterien; und das dritte sind ternäre Lithium-Gabelstaplerbatterien.

Woraus bestehen diese drei Batterietypen? Beginnen wir mit einem kurzen Überblick:

Blei-Gabelstaplerbatterien:Sie bestehen hauptsächlich aus Bleiplatten und Schwefelsäure-Elektrolyt und speichern und geben elektrische Energie durch eine chemische Reaktion zwischen Blei und Bleidioxid ab.

*LiFePO4-Gabelstaplerbatterien:Dies ist derzeit die Hauptrichtung fürAufrüstung der Gabelstaplerbatterieund stellt eine Art Lithium-{0}}Ionen-Batterie dar, die eine längere Lebensdauer und mehr Sicherheit bietet. Es besteht aus Lithium-Eisenphosphat-Batteriezellen, einem Batteriemanagementsystem, einem Batteriegehäuse, einem elektrischen Verbindungssystem, Schutzkomponenten, einem Wärmemanagementsystem und Kommunikationsschnittstellen.

Ternäre Lithium-Gabelstaplerbatterien:Hierbei handelt es sich ebenfalls um eine Art Lithium-{0}Ionen-Batterie, sie ist jedoch kleiner und eignet sich für Materialtransportgeräte mit begrenztem Platz im Batteriefach, die viel Strom benötigen. Zu seinen Hauptkomponenten gehören ternäre Lithiumbatteriezellen, ein Batteriemanagementsystem, ein Batteriegehäuse, ein elektrisches Verbindungssystem, Schutzkomponenten, ein Wärmemanagementsystem und ein Kommunikationssystem-ähnlich wie bei Lithiumeisenphosphatbatterien.

Auf die Einzelheiten gehen wir weiter unten näher ein.

Woraus bestehen Lithium-Eisenphosphat-Gabelstaplerbatterien?

Als neuester Trendsetter in der Batteriebranche für Gabelstapler weisen seine Komponenten Ähnlichkeiten mit denen von Blei-Säure-Batterien auf, weisen jedoch auch deutliche Unterschiede auf. Der Hauptunterschied liegt im Batteriemanagementsystem -einer intelligenten Komponente, die in Blei-Säure-Batterien nicht zu finden ist-und dem Kern der Umstellung der Gabelstaplerbatterie auf intelligente Technologie.

Gabelstaplerbatterien bestehen im Wesentlichen aus dem BMS, Modulen (Zellen), elektrischen Steuerungskomponenten, Lade-/Entladeanschlüssen und dem Gehäuse. Schauen wir uns jede dieser Komponenten genauer an.

1. Batteriezellenmodul

Dieses Modul besteht aus Komponenten wie Batteriezellen, Steckverbindern, Endplatten, Isolierabdeckungen und Stahlbändern. Wir werden nun jede dieser Komponenten der Reihe nach beschreiben.

Batteriezelle

Das Kathodenmaterial in aLithium-Eisenphosphat-Gabelstaplerbatterieist Lithiumeisenphosphat, das langlebig und sicher ist. Die Anode besteht aus Graphit. Beim Laden werden Lithiumionen aus der Kathode freigesetzt und in die Graphitanode eingebettet; Beim Entladen kehren die Lithiumionen zur Kathode zurück. Durch diesen reversiblen Prozess speichern Lithium-Eisenphosphat-Batterien elektrische Energie und geben sie wieder ab.

Elektrolyt der Batteriezelle

Lithium-Eisenphosphat-Batterien enthalten ebenfalls einen Elektrolyten, es handelt sich jedoch um eine nicht{0}}korrosive Flüssigkeit. Der Elektrolyt in Lithium--Ionenbatterien besteht aus einem organischen Lösungsmittel und Lithiumsalzen, die zum Transport von Lithiumionen dienen und es ihnen ermöglichen, sich zwischen der positiven und negativen Elektrode zu bewegen.

Im Gegensatz zum Schwefelsäureelektrolyten in Blei-säurebatterien muss dieser nicht regelmäßig nachgefüllt werden; Daher erfordern Lithium--Ionen-Gabelstaplerbatterien kein tägliches Nachfüllen-und die Wartung konzentriert sich auf andere Aspekte.

Spezifikationen für Lithium-Eisenphosphat-Batteriezellen für Gabelstapler

Gängige LFP-Zellen, die in Gabelstaplerbatterien verwendet werden

Separator

Blei-Batterien verwenden Separatoren, während Lithium-Ionenbatterien Separatoren verwenden. Diese mikroporöse Kunststofffolie aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) befindet sich zwischen der positiven und der negativen Elektrode. Es verhindert auch Kurzschlüsse, die durch den Kontakt zwischen den positiven und negativen Elektroden verursacht werden.

Verbindungsplatte (Verbindungsstück)

Die Anschlüsse in Lithium-{0}Ionen-Batterien für Gabelstapler werden verwendet, um mehrere Zellen zu verbinden und so einen vollständigen Lithium-{1}}Ionen-Batteriesatz zu bilden. Da die Nennspannung einer einzelnen Lithium-Eisenphosphat-Zelle nur 3,2 V beträgt, während Gabelstapler höhere Spannungen wie 24 V, 36 V, 48 V, 72 V oder 80 V benötigen, müssen mehrere Zellen über diese Anschlüsse in Reihe oder parallel geschaltet werden.

Verbindungsstreifen bestehen typischerweise aus reinem Kupfer, vernickeltem Kupfer, Aluminium oder Aluminium-{1}}Kupfer-Verbundmaterialien. Unter diesen ist Kupfer aufgrund seiner hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit das am häufigsten verwendete Material, das dazu beiträgt, den Energieverlust bei der Stromübertragung zu reduzieren.

Beispielsweise besteht eine 48-V-Lithium---Ionenbatterie für einen Gabelstapler aus in Reihe geschalteten 16 3.2-V-Lithiumeisenphosphatzellen. Um eine Gesamtspannung von 51,2 V zu erreichen, müssen die Plus- und Minuspole der Zellen nacheinander über Sammelschienen verbunden werden.

Bei der Herstellung können Verfahren wie Laserschweißen, Ultraschallschweißen oder Schraubverbindungen eingesetzt werden, um die Stromschienen mit den Zellterminals zu verbinden. Nach dem Schweißen übertragen die Steckverbinder nicht nur Strom, sondern müssen auch hohen Stromstößen im Gabelstaplerbetrieb standhalten.

Wenn der Gabelstapler startet, beschleunigt oder Ladung anhebt, liefert die Batterie sofort einen großen Strom, daher müssen die Anschlüsse über eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit verfügen.

Darüber hinaus sichern die Anschlüsse jede Zelle und verhindern so einen schlechten Kontakt, der durch eine Zelllockerung aufgrund von Vibrationen verursacht wird.

Anschlussplatte (Endplatte)

Die Anschlussplatten an Lithium-{0}Ionenbatterien für Gabelstapler dienen in erster Linie dazu, die im Inneren angeordneten Batteriezellen zu sichern und zu schützen und dem Druck standzuhalten, der entsteht, wenn sich die Zellen ausdehnen.

Wie in der Abbildung dargestellt, befinden sich die Anschlussplatten auf beiden Seiten des Zellpakets und bilden zusammen mit den Seitenplatten und Stahlbändern die Zellhaltestruktur.

Einfach ausgedrückt befinden sich die Anschlussplatten auf der äußersten Schicht des Zellpakets und dienen dazu, das gesamte Zellarray einzuschränken und zu stützen. Möglicherweise sind Sie mit diesem Konzept noch nicht sehr vertraut. Lassen Sie es uns daher anhand eines Beispiels aus der Praxis-erläutern.

Während des Betriebs einer Lithium-{0}}Gabelstapler-Lithium-Ionen-Batterie unterliegen die Zellen während der Lade--Entladezyklen geringfügigen Volumenänderungen. Insbesondere quadratische LFP-Zellen erzeugen nach mehreren Zyklen eine gewisse Expansionskraft.

Ohne Endplatten zur Sicherung könnten sich die Zellen lösen. Endplatten schützen die Zellen und sorgen für elektrische Isolierung, wodurch die Stöße und Vibrationen reduziert werden, denen der Gabelstapler während des Betriebs ausgesetzt ist.

Endplatten bestehen aus hochfesten, leichten Materialien wie Aluminiumlegierungen, Edelstahl oder hochfesten Verbundwerkstoffen.

Isolierte Abdeckplatte (PC-Abdeckung)

Die Isolierabdeckung befindet sich oben auf der Batteriezelle und dient als isolierende Schutzkomponente, die die Zellanschlüsse, Anschlussfahnen und Hochspannungsanschlussbereiche abdeckt. Es isoliert stromführende Teile, um einen elektrischen Schlag für das Personal oder Kurzschlüsse durch Kontakt mit metallischen Fremdkörpern zu verhindern. Darüber hinaus bietet es einen verbesserten Schutz für in Reihe geschaltete Batteriezellenparallel.

Darüber hinaus verhindert die isolierende Abdeckplatte in Kühlräumen wirksam das Eindringen von Feuchtigkeit. Isolierende Abdeckplatten bestehen typischerweise aus Materialien mit guten Isoliereigenschaften, wie zum Beispiel PC (Polycarbonat), PP (Polypropylen), PVC oder Epoxidplatten.

Stahlband

Stahlbänder sind mechanische Befestigungselemente zur Sicherung von Batteriezellenmodulen. Sie werden um den Umfang des Zellpakets herum installiert und verbinden mehrere Zellen durch Anziehen fest miteinander.

Wie in der Abbildung dargestellt, befinden sich die Stahlbänder an der Außenseite des Batteriezellenmoduls, umschließen das gesamte Zellpaket und bilden zusammen mit den Endplatten und Seitenplatten die Struktur, die die Zellen sichert.

Es stehen verschiedene Arten von Stahlbändern zur Verfügung, darunter kaltgewalzte Stahlbänder, Edelstahlbänder und korrosionsbeständige Kohlenstoffstahlbänder. Diese Bänder sind in der Regel gegen Rost behandelt, sodass Sie sich keine Sorgen über Rost machen müssen.

2. Verschiedene Komponenten

Neben dem Batteriemodul selbst kann eine Gabelstaplerbatterie als System betrachtet werden, das aus mehreren weiteren kleinen Komponenten besteht. Unterschätzen Sie diese kleinen Komponenten nicht-Sie sind entscheidend für den sicheren Betrieb der Batterie.

Anschlüsse (Batterieanschluss)

Bitte beachten Sie, dass es sich hierbei nicht um einen Batteriecontroller, sondern um einen Stecker handelt. Der Stecker dient als Schnittstelle für die Stromübertragung und Signalkommunikation zwischen der Lithium--Ionenbatterie des Gabelstaplers und seinem elektrischen System-d. h. dem Batteriestecker-, der als Schnittstelle fungiert, über die die Batterie elektrische Energie ausgibt.

Über diesen Anschluss kann die in der Batterie gespeicherte elektrische Energie sicher und schnell an den Antriebsmotor, die Steuerung und andere elektrische Geräte des Gabelstaplers übertragen und gleichzeitig das Ladegerät an die Batterie angeschlossen werden.

Wie im Bild gezeigt, besteht dieser Steckverbinder aus einem Pluspol, einem Minuspol, einem isolierten Gehäuse und einem mechanischen Verriegelungsmechanismus.

In der Lithium-{0}}Ionen-Batterie des Gabelstaplers wird die von den Batteriezellen erzeugte elektrische Energie über Sammelschienen und Kabelbäume gesammelt und zum Steckverbinder geleitet, der dann mit dem Hauptstromkreis des Gabelstaplers verbunden wird.

Da Gabelstapler eine Hochstromübertragung erfordern, muss der Steckverbinder über eine ausreichende Strombelastbarkeit verfügen, um Ausgangsströmen im Bereich von mehreren zehn bis Hunderten von Ampere standzuhalten und so ein sofortiges Durchbrennen zu verhindern.

Darüber hinaus ist der Steckverbinder mit einer narrensicheren Funktion ausgestattet, die eine Vertauschung der Plus- und Minuspole verhindert und so Schäden an der Batterie oder dem Steuersystem des Fahrzeugs durch falschen Anschluss verhindert.

Darüber hinaus sind einige Lithium-Ionen-Batterieanschlüsse für Industriegabelstapler mit mechanischen Verriegelungen ausgestattet, um zu verhindern, dass sich der Stecker aufgrund von Vibrationen während des Betriebs des Fahrzeugs löst.

In einigen intelligenten Lithium-{0}Ionen-Batteriesystemen für Gabelstapler können auch Signalschnittstellen-wie CAN-Kommunikation, RS485-Kommunikation oder Temperaturerfassungsleitungen-in den Steckverbinder integriert sein.

Über diese Kommunikationsleitungen wird die Batterie versorgtBMSkann Daten mit der Gabelstaplersteuerung austauschen und Rückmeldungen zu Batteriespannung, -strom, SOC (Ladezustand) und Fehlerzuständen geben, sodass der Gabelstapler die Batterie basierend auf ihrem Status intelligent verwalten kann.

Bei den Anderson-Steckern, REMA-Steckern und Molex-Industriesteckverbindern, die wir üblicherweise nennen, handelt es sich um genau diese kleinen Komponenten.

Sicherung

Eine Sicherung ist eine Überstromschutzvorrichtung, die im Hauptstromkreis der Batterie installiert ist. Seine Hauptfunktion besteht darin, den Stromkreis automatisch zu unterbrechen, wenn ein ungewöhnlich hoher Strom durch die Batterie fließt, um so die Batterie zu schützen und Sicherheitsvorfälle zu verhindern.

Wie im Bild gezeigt, wird diese Art von Sicherung normalerweise am positiven Ausgangskabel der Lithium-{0}}-Ionen-Batterie eines Gabelstaplers installiert und verbindet das Zellenmodul mit dem externen Anschluss.

Während des normalen Batteriebetriebs fließt Strom durch die Sicherung zur Steuerung und zum Motor des Gabelstaplers. Im Falle eines anormalen Zustands-z. B. eines internen Batteriekurzschlusses- erhitzt sich das Sicherungselement in der Sicherung jedoch schnell und schmilzt aufgrund des Stroms, der seinen Nennwert überschreitet. Dadurch wird der Stromkreis unterbrochen und verhindert, dass weiterhin gefährliche Ströme fließen.

Bei den in Gabelstaplerbatterien verwendeten Sicherungen handelt es sich in der Regel um Gleichstromsicherungen mit hoher{0}Spannung und hohem{1}Strom. Die im Bild gezeigte Bezeichnung „400A 150VDC“ weist beispielsweise darauf hin, dass diese Sicherung einen Nennbetriebsstrom von 400 Ampere hat und für den Einsatz in Gleichstromsystemen mit einer maximalen Spannung von 150 Volt geeignet ist.

Für 48-V-, 72-V- oder 80-V-Lithium-Ionen-Batterien für Gabelstapler muss der Nennstrom der Sicherung basierend auf der Batteriekapazität, der Motorleistung und dem maximalen Entladestrom ausgewählt werden.

Sicherungen schützen nicht nur die Batterie selbst, sondern auch das gesamte elektrische System des Gabelstaplers. Im Falle eines schweren Kurzschlusses kann das BMS zwar MOSFETs abschalten oder ein Alarmsignal senden, indem es abnormale Ströme erkennt, der elektronische Schutz kann jedoch immer noch Risiken in Bezug auf Reaktionszeit oder Komponentenausfall bergen. Als rein hardwarebasierter Schutzmechanismus dient eine Sicherung in Extremsituationen als letzte Verteidigungslinie; Selbst wenn das BMS ausfällt, können die Risiken durch die physische Trennung des Stromkreises gemindert werden.

Shunt (Strom-Shunt-Widerstand)

Ein Shunt ist eine hochpräzise Strommesskomponente, die im Hauptstromkreis einer Gabelstaplerbatterie installiert ist. Seine Hauptfunktion besteht darin, den Strom während des Lade- und Entladevorgangs der Batterie zu messen und die erfassten Daten an das Batteriemanagementsystem zu übertragen, um eine genaue Berechnung des Ladezustands der Batterie zu ermöglichen und eine sichere Verwaltung zu gewährleisten.

Wie im Bild gezeigt, besteht der Shunt hauptsächlich aus zwei Hochstrom-Anschlussklemmen und einem niederohmigen Metallwiderstand in der Mitte. Es wird typischerweise im Minusstromkreis der Batterie installiert. Der gesamte von der Batterie abgegebene Strom fließt durch den Shunt. Wenn Strom durch den Shunt fließt, wird aufgrund seines internen festen Widerstands eine winzige Spannungsdifferenz erzeugt, die proportional zur Stromstärke ist. Dies wird allgemein als „Millivolt-Signal“ bezeichnet.

Durch die Erkennung dieser Spannungsänderung kann das Batteriemanagementsystem den aktuell durch die Batterie fließenden Strom berechnen. Shunt-Widerstände sind besonders wichtig für Lithium-{1}Ionenbatterien für Gabelstapler, da der Strom während des Gabelstaplerbetriebs erheblich schwankt. Jedes Mal, wenn der Gabelstapler startet, beschleunigt oder eine Last anhebt, wird eine große Strommenge verbraucht.

Darüber hinaus entsteht beim Anschluss eines Ladegeräts ein großer Ladestrom. Ohne eine genaue Stromerkennung kann das BMS den aktuellen Nutzungszustand der Batterie nicht genau bestimmen und auch nicht berechnenLadezustand, Gesundheitszustand oder Zykluszahl.

Eine der Hauptfunktionen des Shunts besteht darin, das BMS bei der präzisen Energieverwaltung zu unterstützen, da die verbleibende Kapazität von Lithium-Ionenbatterien-im Gegensatz zu Blei-Säurebatterien-nicht einfach durch die Spannung bestimmt werden kann.

Dies gilt insbesondere für Anwendungen mit hoher{0}Kapazität und hoher-Leistung wie Gabelstaplern, bei denen Spannungsänderungen die verbleibende Ladung der Batterie nicht vollständig widerspiegeln. Daher verwendet das BMS typischerweise die „Coulomb-Zählung“, wobei ein Shunt verwendet wird, um ein- und ausgehende Ströme in Echtzeit aufzuzeichnen und die Lade- und Entladeenergie zu akkumulieren, wodurch eine genauere Anzeige der verbleibenden Kapazität der Batterie bereitgestellt wird.

Beispielsweise werden die auf dem Armaturenbrett eines Gabelstaplers angezeigten Ladezustände von 80 %, 50 % und 20 % häufig auf der Grundlage der vom Shunt erfassten Daten berechnet.

Darüber hinaus spielen Shunt-Widerstände eine RolleSicherheitsschutzfunktionen der Batterie.

Das BMS verwendet Shunt-Widerstände, um den Strom in Echtzeit zu überwachen. Wenn der Entladestrom einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet (z. B. aufgrund eines hohen -Stromstoßes, der durch einen blockierten Gabelstaplermotor, einen Kurzschluss oder eine abnormale Last verursacht wird), löst das BMS sofort einen Überstromschutz aus, der das Schütz abschaltet oder die Leistung begrenzt, um Zellschäden zu verhindern. Wenn während des Ladevorgangs der Ladestrom abnormal wird, übernimmt der Shunt auch Überwachungs- und Schutzfunktionen.

Shunts, die in Lithium-{0}Ionenbatterien für Gabelstapler verwendet werden, werden normalerweise auf der Grundlage des maximalen Betriebsstroms der Batterie ausgewählt, mit Nennwerten von 100 A, 200 A, 300 A, 400 A, 500 A und sogar höher.

Der in der Abbildung gezeigte Shunt ist ein Hochstrom-Shunt, der üblicherweise in Industriebatterien verwendet wird. Es eignet sich für Gabelstaplerbatteriesysteme mit unterschiedlichen Spannungen, z. B. 48 V, 72 V und 80 V. Es verfügt nicht über die Fähigkeit zur Energiespeicherung und beteiligt sich nicht an der Stromumwandlung. Vielmehr fungiert es als hochpräziser Stromsensor.

Relais (Schütz)

Ein Relais ist ein elektrisch gesteuertes Schaltgerät, das im Hauptstromkreis der Batterie installiert ist. Seine Hauptfunktion besteht darin, den Hochstromfluss zwischen der Batterie und der Last des Gabelstaplers unter der Kontrolle des Batteriemanagementsystems zu steuern.

Es kann als intelligenter Netzschalter in der Lithium-{0}}Ionenbatterie eines Gabelstaplers betrachtet werden, der dafür verantwortlich ist, zu steuern, wann die Batterie den Gabelstapler mit Strom versorgt und wann sie den Ausgang unterbricht.

Wie im Bild gezeigt, wird dieser Schütztyp typischerweise im Batteriekasten installiert und an den positiven oder negativen Hauptstromkreis der Batteriezellenmodule angeschlossen. Im Inneren des Schützes befinden sich eine elektromagnetische Spule und Hochstromkontakte. Wenn das Batteriemanagementsystem erkennt, dass sich die Batterie in einem normalen Zustand befindet, sendet es ein Steuersignal an die Schützspule, wodurch die internen Kontakte geschlossen werden und Strom von der Batterie zur Gabelstaplersteuerung fließen kann.

Sobald jedoch eine Anomalie erkannt wird (z. B. Überstrom, Kurzschluss, Überhitzung, ein Kollisionssignal oder ein Batteriefehler), unterbricht das BMS das Steuersignal, wodurch die Kontakte des Schützes geöffnet werden und dadurch die Batterieleistung unterbrochen wird, um das gesamte System zu schützen.

Warum benötigen Lithium-{0}Ionenbatterien für Gabelstapler ein Schütz, anstatt den Ausgang direkt mit den Batteriezellen zu verbinden? Dies liegt daran, dass manchmal auch nach dem Abschalten des Gabelstaplers immer noch ein Reststrom im Stromkreis verbleibt, der vollständig beseitigt werden muss.

Darüber hinaus dient das Schütz auch der Einschaltstromverhinderung.
Elektronische Geräte wie Gabelstaplersteuerungen und Motorsteuermodule enthalten alle einen Kondensator. Beim ersten Anschließen der Batterie wird ein großer Einschaltstrom erzeugt; Bei direktem Anschluss könnten elektronische Bauteile beschädigt werden.

Daher sind viele Lithium-Ionen-Batteriesysteme für Gabelstapler mit einer Vorladeschaltung ausgestattet, die das System über ein Vorladerelais und einen Vorladewiderstand langsam auflädt. Sobald sich die Spannung stabilisiert hat, wird das Hauptschütz geschlossen, damit der hohe Strom ordnungsgemäß fließen kann und so die Steuerung und die Batterie geschützt werden.

Die in Lithium-{0}Ionenbatterien für Gabelstapler verwendeten Schütze sind Hochspannungs-Gleichstromschütze. Sie müssen ein Schütz basierend auf der Systemspannung und dem maximalen Betriebsstrom auswählen. Gemeinsame 48V, 72V und80-V-GabelstaplerbatterienVerwenden Sie Schütze mit Nennströmen von 100 A, 200 A, 300 A, 400 A oder sogar höher, während fortschrittlichere Lithium-Ionen-Gabelstaplerbatterien Schütze mit Hilfskontakten, zweipoliger Trennung oder Lichtbogenunterdrückungsmechanismen verwenden, um die Sicherheit deutlich zu erhöhen.

DC/DC-Wandler

Ein DC/DC-Wandler ist ein Stromversorgungsmodul zur Gleichspannungswandlung. Seine Hauptfunktion besteht darin, den Hochspannungs-Gleichstromausgang einer Lithium-Ionen-Batterie in die Spannung umzuwandeln, die von den anderen elektrischen Niederspannungssystemen des Gabelstaplers benötigt wird, und so eine stabile Stromversorgung für die Steuerungssysteme, Instrumente, Lichter, Anzeigen, Sensoren, Kommunikationsmodule und andere Geräte des Fahrzeugs bereitzustellen.

Obwohl Gabelstapler 24-V-, 36-V-, 48-V-, 72-V- oder 80-V-Batterien verwenden, sind einige der elektrischen Geräte der Gabelstapler nicht für den Betrieb mit solch hohen Spannungen ausgelegt.

Geräte wie die Steuerkreise, Instrumente, Scheinwerfer, Alarme und GPS-Module des Gabelstaplers werden weiterhin mit 12 V oder 24 V betrieben. Der direkte Anschluss einer 48-V- oder 80-V-Batterie an diese Niederspannungsgeräte würde zu Schäden führen; Daher ist ein DC/DC-Wandler erforderlich, um die Hochspannung der Batterie auf ein für diese Geräte geeignetes Niveau herunterzuregeln.

Wie im Bild gezeigt, ist dieser DC/DC-Wandlertyp typischerweise mit einem großen Kühlkörper ausgestattet. Dies liegt daran, dass während des Spannungsumwandlungsprozesses interne elektronische Komponenten (wie MOSFETs, Induktivitäten und Kondensatoren) Wärme erzeugen und der Kühlkörper dabei hilft, diese Wärme schnell abzuleiten.

In einemLithium--Ionen-Akku für GabelstaplerDer DC/DC-Wandler ist an den Hauptausgangsanschluss der Batterie angeschlossen und die Stromversorgung wird über ein Schütz gesteuert. Nachdem das BMS bestätigt hat, dass sich die Batterie im Normalzustand befindet, schließt das Schütz. Ein Zweig der elektrischen Energie der Batterie wird direkt dem Antriebssystem des Gabelstaplers zugeführt, während ein anderer Zweig vom DC/DC-Wandler in Niederspannungsstrom umgewandelt wird, um die Hilfsstromkreise des Gabelstaplers zu versorgen.

Darüber hinaus nutzen intelligente Lithium-{0}Ionen-Gabelstaplerbatterien wie die von CoPow den DC/DC-Wandler, um eine kontinuierliche und stabile Stromversorgung für Geräte wie BMS, Display und Fernkommunikationsmodule bereitzustellen.

Zu den gängigen Spezifikationen für DC/DC-Wandler in Lithium-{0}Ionen-Batteriepaketen für Gabelstapler gehören 48 V bis 12 V, 72 V bis 24 V und 80 V bis 12 V. Abhängig von den spezifischen Anforderungen des Fahrzeugs liegt die Ausgangsleistung im Allgemeinen zwischen mehreren zehn Watt und mehreren hundert Watt.

Niederspannungs--Steckverbinder

Niederspannungsanschlüsse werden hauptsächlich verwendet, um die Niederspannungssteuerkreise innerhalb der Batterie mit externen Geräten zu verbinden und so Signalübertragung, Steuerungskommunikation und Hilfsstromanschlüsse zu ermöglichen.

Sie unterscheiden sich vom zuvor erwähnten Hauptanschluss der Batterie: Während der Hauptanschluss hauptsächlich zur Übertragung von Strömen mit hoher{0}Leistung im Bereich von mehreren zehn bis Hunderten von Ampere dient, werden Niederspannungsanschlüsse hauptsächlich zur Übertragung von Steuersignalen und Kommunikationsdaten mit niedrigem{2}Strom verwendet.

In einem Lithium-Ionen-Batteriesystem für einen Gabelstapler gibt es zusätzlich zu den Hochspannungsstromkreisen, die von den Batteriezellen ausgegeben werden, viele andere Stromkreise, die gesteuert und überwacht werden müssen, wie z. B. das Batteriemanagementsystem, CAN-Kommunikation, RS485-Kommunikation, Temperatursensoren, SOC-Anzeige, Fernüberwachungsmodule, Ladekommunikationssignale und Schützsteuersignale.

Diese Stromkreise können nicht direkt über den Hauptstromanschluss angeschlossen werden; Daher sind spezielle Niederspannungsanschlüsse erforderlich, die als Signalschnittstellen dienen.

Wie im Bild gezeigt, verfügen diese Niederspannungs--Steckverbinder über mehrere Pins, von denen jeder eine eigene Funktion hat.

Einige Pins werden verwendet, um das Batteriemanagementsystem mit der Gabelstaplersteuerung zu verbinden, um den Austausch von Batteriestatusinformationen zu erleichtern. andere werden verwendet, um das Ein- und Auskuppeln von Schützen zu steuern; Wieder andere werden zur Erfassung von Sensorsignalen wie Temperatur und Spannung verwendet, sodass der Gabelstapler den Betriebszustand der Batterie in Echtzeit überwachen kann.

Gabelstapler--Niederspannungssteckverbinder-müssen über robuste mechanische Verriegelungsmechanismen und Schutzfunktionen verfügen; andernfalls kann es zu Signalunterbrechungen kommen. Darüber hinaus erfordern Lithium-Ionen-Batterien, die in Kühlhäusern verwendet werden, Steckverbinder mit der Schutzart IP65 oder höher.

3. Batteriemanagementsystem

Dies stellt einen großen Schritt in Richtung der intelligenten Weiterentwicklung von Gabelstaplerbatterien dar. Die für Lithium--Ionenbatterien von Gabelstaplern verwendeten Batteriemanagementsysteme sind weitaus fortschrittlicher als diejenigen in anderen Bereichen. Sie übermitteln nicht nur praktische Daten-wie Batteriespannung, Temperatur, verbleibende Ladung und Zustand-in Echtzeit, sondern ersticken auch potenzielle Risiken im Keim. Zu den Schutzfunktionen, die sie bieten, gehören: Ladeschutz, Tiefentladeschutz, Überstromschutz, Temperaturschutz sowie aktiver und passiver Batterieausgleich.

Insbesondere sorgt die Ausgleichsfunktion für die Konsistenz zwischen den Batteriezellen hinsichtlich Kapazität, Spannung und Entladerate und verlängert so effektiv die Lebensdauer der Batterie. Bei Gabelstaplerbatterien ermöglicht die Vorheizfunktion den freien Betrieb der GabelstaplerKühllagerund verhindert gleichzeitig Schäden an den Lithium-{0}Ionen-Batterien.

4. Batteriegehäuse (Gehäuse)

Das Batteriegehäuse besteht unter anderem aus einer Oberplatte, einer Frontplatte, Seitenplatten und einer elektrischen Montageplatte und dient der Befestigung der oben genannten elektrischen Komponenten.

Die obere Platte dient in erster Linie dazu, die Oberseite der Batterie zu umschließen, die internen Zellanschlüsse, Stromschienen und elektrischen Leitungen zu schützen und gleichzeitig staub-, wasser- und stoßfesten Schutz zu bieten.

Die Frontplatte und die Seitenplatten dienen in erster Linie dazu, die Gesamtstruktur des Gehäuses zu bilden, seine Festigkeit zu erhöhen und externe Komponenten wie Displays, Ladeanschlüsse und Niederspannungsanschlüsse zu montieren.

Die elektrische Montageplatte dient in erster Linie der Befestigung elektrischer Komponenten wie dem Batteriemanagementsystem, Schützen, Sicherungen, Shunts und DC/DC-Wandlern und sorgt so für eine rationelle Anordnung der Hochspannungskreise und Steuerleitungen.

Batteriegehäuse bestehen typischerweise aus Stahlblech oder einer Aluminiumlegierung. Die Gehäuse fürHochleistungs--Lithium--Ionenbatterien für Gabelstaplerbestehen oft aus kaltgewalztem Stahlblech, verzinktem Stahlblech oder Kohlenstoffstahlblech-wie dem häufig verwendeten Q235-Stahlblech. Diese Materialien bieten eine hohe Festigkeit, ausgezeichnete Schlagfestigkeit und relativ niedrige Kosten, wodurch sie für mittelgroße- und große-Gabelstapler geeignet sind.

Einige Kunden empfinden diese Stahlplatten jedoch als zu schwer, weshalb wir auch Gehäuse aus Aluminiumlegierungen wie 6061-Aluminiumlegierung und 5052-Aluminiumblechen anbieten, die deutlich leichter sind.

Das ist natürlich noch nicht alles. Als professioneller Hersteller von Gabelstaplerbatterien ist CoPow auch in der Lage, korrosionsbeständige Behandlungen auf Batteriegehäuse anzuwenden. Wir beherrschen Techniken wie Pulverbeschichtung, Elektrotauchlackierung, Spritzlackierung und Verzinkung. Viele Kunden wünschen, dass wir diese Behandlungen durchführenAnpassen von Lithium--Ionen-Gabelstaplerbatterien, insbesondere solche, die in Umgebungen mit niedrigen{0}}Temperaturen betrieben werden, wo die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit noch höher sind.

*Obwohl wir wissen, dass das Bild noch viele andere Teile und Komponenten enthält, stellen wir hier zunächst die wichtigeren vor. Wenn Sie mehr über Lithium--Ionen-Gabelstaplerbatterien erfahren möchten, wenden Sie sich bitte an unsKontaktieren Sie unsjederzeit-wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit Ihnen. Unser Serviceteam wird Ihre Anfrage innerhalb von 24 Stunden beantworten.

Woraus bestehen Blei-Gabelstaplerbatterien?

Wir verwenden seit vielen Jahren Blei-Säure-Batterien für Gabelstapler, aber es gibt immer noch viele Benutzer, die nicht wissen, woraus sie bestehen. Heute möchten wir einige Hintergrundinformationen liefern und erklären, warum einige Benutzer weiterhin Blei-Batterien verwenden, während andere sich für ein Upgrade auf Lithium-Ionen-Gabelstapler entscheiden. Werfen wir einen Blick darauf, woraus Blei-Säurebatterien bestehen:

1. Bleiplatten

Bleiplatten sind ein Kernbestandteil von Blei--Säure-Gabelstaplerbatterien und umfassen positive und negative Platten. Die positive Platte verwendet Bleidioxid als aktives Material; Es hat eine dunkelbraune Farbe und ist für die Aufnahme von Elektronen und die Teilnahme an chemischen Reaktionen während der Entladung verantwortlich.

Die negativen Platten verwenden schwammiges Blei als aktives Material; Sie geben beim Entladen Elektronen ab und liefern so die Energie für die Stromabgabe. Hersteller ordnen mehrere Sätze positiver und negativer Platten in einem abwechselnden Muster an, um Blei-Säure-Zellen zu bilden, die dann in Reihe geschaltet werden, um einen kompletten Blei-Säure-Batteriesatz für Gabelstapler zu bilden.

2. Elektrolyt

Elektrolyt ist eine aus Schwefelsäure (H₂SO₄) und Wasser bestehende Flüssigkeit, die das Innere einer Blei-Säure-Batterie füllt. Die Funktion des Elektrolyten besteht darin, Ionen zwischen der positiven und der negativen Platte zu transportieren, wodurch die chemische Reaktion fortgesetzt und die Umwandlung elektrischer Energie in chemische Energie erleichtert wird. Dies ist auch einer der komplexeren Aspekte der Wartung von Blei--Gabelstaplerbatterien; Benutzer müssen regelmäßig Elektrolyt nachfüllen, um sicherzustellen, dass die Batterie ordnungsgemäß funktioniert.

3. Trennzeichen

Der Separator befindet sich zwischen der positiven und negativen Platte und besteht aus porösem Kunststoff (z. B. Polyethylen, PE) oder Gummi. Es verhindert den direkten Kontakt zwischen den positiven und negativen Platten, der einen Kurzschluss verursachen könnte, und ermöglicht gleichzeitig den normalen Durchgang der Ionen im Elektrolyten, sodass die Batterie ordnungsgemäß geladen und entladen werden kann.

4. Batteriefach

Die Gehäuse von Blei-Säure-Gabelstaplerbatterien bestehen aus Polypropylen, ABS-Kunststoff oder einem Metallrahmen. Unter diesen ist Polypropylen das am häufigsten verwendete Material für Blei-Säure-Gabelstaplerbatterien. Es bietet eine gewisse Korrosionsbeständigkeit und ist relativ leicht. Daher bestehen die Batteriewannen und -deckel vieler Blei-{5}Säure-Gabelstaplerbatterien aus PP.

Sollte das Gewicht dieses Materials den Ballastanforderungen nicht genügen, kann ein Metallrahmen gewählt werden. Metallrahmen sind mit Kohlenstoffstahlrahmen, verzinkten Stahlschalen und Edelstahlhalterungen ausgestattet, was das Gewicht der Batterie erhöhen kann. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass es sich bei den Teilen, die tatsächlich mit dem Elektrolyten in Berührung kommen, immer noch um die Batteriezellen aus Kunststoff handelt.

ABS-Kunststoffgehäuse werden von Herstellern von Gabelstaplerbatterien nur selten verwendet. Obwohl ABS stärker als PP ist, ist es anfällig für Korrosion durch den Elektrolyten und wird daher nicht empfohlen.

5. Anschlüsse und Anschlüsse

Zu den hier genannten Steckverbindern und Anschlüssen gehören Bleisammelschienen, Pfosten, Plus- und Minusanschlüsse sowie Batteriestecker.

In einer Blei-{0}}Gabelstaplerbatterie sind mehrere 2-V-Zellen über Sammelschienen in Reihe geschaltet, um den Systemspannungsanforderungen des Gabelstaplers gerecht zu werden. Diese Sammelschienen bestehen typischerweise aus einer Blei-Antimonlegierung oder einer Blei-Kalziumlegierung.

Die Pfosten an der Oberseite der Zellen bestehen aus einer Bleilegierung und dienen der Verbindung der inneren Platten mit dem externen Stromkreis.

Die positiven und negativen Ausgangsanschlüsse des gesamten Batteriesatzes bestehen typischerweise aus einer Bleilegierung, Kupfer oder verzinntem Kupfer, was den Widerstand minimiert und die Strombelastbarkeit verbessert.