在冷库环境中使用电动叉车历来面临着一系列独特的挑战,因为那里的温度极低,通常低于零度。恶劣的环境会对设备、操作人员、安全规程和维护程序产生不利影响。
随着充电技术的进步以及许多企业从铅酸电池过渡到锂离子电池,这些应用中常见的痛点之一——在不影响生产率和设备的情况下为叉车充电——正变得越来越容易克服。
冷库充电的挑战
冷库叉车的充电一直以来都是一项复杂的任务,需要精心规划,并且由于技术限制,往往只能提供次优方案。专为常温仓库环境设计的叉车充电器可能无法在零度以下的环境中正常工作。在零度以下的环境中,充电器内部的组件,包括变压器、电路板和控制系统,可能会运行效率低下甚至发生故障。为了解决这个问题,冷库叉车的充电站通常设置在相邻的常温区域,这意味着叉车必须离开冷库才能充电。操作人员和设备都会面临温度变化带来的诸多挑战。
历史上,冷库叉车一直使用铅酸电池供电,而铅酸电池并非设计用于在低温环境下高效运行。在低于32°F(0°C)的温度下使用时,铅酸电池的额定容量可能会损失约 30%。这意味着实际运行中,电池可用容量仅为 70%。因此,即使是新电池,其充放电循环寿命也会显著缩短。这也意味着电池需要返回电池室充电,运行时间也会相应缩短。
不幸的是,频繁地在冷藏库和常温环境之间切换,无论是前往充电站还是电池室,都会导致冷凝水的形成。这种冷凝水会导致叉车部件生锈和腐蚀,并影响电子元件和传感器。这会增加频繁往返于冷冻库和常温环境的叉车的维护难度。
此外,铅酸电池在低温充电时可能会出现电压人为升高的情况。此时,充电可能会过早停止,导致电池充电不足。长期以往,这会影响电池的容量保持率并缩短其使用寿命。
冷库充电正在发展中
直到最近,这些性能问题和局限性还被认为是冷库环境下运营成本的一部分。但技术创新正在改变这种观念,以及冷库叉车充电方式的变革。
锂离子电池已成为铅酸电池的可行替代品,尤其是在冷藏仓库和冷冻库中。
锂离子电池在低温环境下电压降更小,容量保持率更高。部分电池还集成了加热器或电池管理系统(BMS),能够调节内部温度,即使在零度以下也能可靠运行。
锂离子电池的设计旨在实现更快、更高效的充电,并且通常集成在叉车内部,因此充电时无需拆卸电池。锂离子电池只需充电一小时即可使用八小时。它们还可以在操作员休息期间进行充电,无需离开冷藏环境,并且充电后无需冷却。
充电器代表了另一项创新领域。如今市面上已有专为冷库环境设计的充电器。这些充电器采用工业级组件,即使在零下低温环境下也能保持正常功能。通过在冷库区域安装充电器,叉车无需再驶入常温区域充电,从而最大限度地降低了冷凝和潮湿造成的损坏风险。
一些充电器还可以与电池管理系统(BMS) 和电池监控器通信,并利用智能算法来判断电池温度,从而相应地调整充电速率。这避免了在给冷铅酸电池充电时可能出现的电压尖峰。意外的电压尖峰会使电池的充电状态呈现错误状态,可能导致过充或欠充,从而缩短电池寿命。
冷库最佳实践
随着这些技术创新使得在冷库环境中为叉车充电成为更可行的选择,有一些关键的最佳实践需要牢记。
(1)考虑充电站的位置
设置充电站时,务必确保有足够的空间让叉车能够正确停放进行充电。如果两个或多个充电站位于同一地点,这一点尤为重要。此外,还应考虑行人及操作人员的通行便利性、叉车充电口的位置、行驶方向以及可用的充电器安装位置。
(2)做好线缆管理
低温和零下温度会随着时间的推移使电缆变得更加脆弱,即使不充电,连接器和电缆也会因应力而导致充电故障。如果电缆管理不当,这种情况更容易发生。将叉车停放在合适的位置并支撑电缆有助于保持电缆的柔韧性。不正确的充电站配置也会导致电缆管理不当,从而对电缆和连接器造成不必要的应力。
(3)别忘了车载加热器
适用于冷库的锂离子电池内置加热器,有助于确保电池性能。这些加热器通常每小时放电5-6 安培,这意味着当叉车闲置且未连接充电器时,电池电量会下降。因此,在冷库应用中,如果叉车在操作员休息或换班期间闲置,则必须将锂离子电池连接到充电器。充电器会根据需要持续为电池充电,以确保电池始终保持满电状态,随时可以投入使用。
(4)确保必要的操作人员培训
应考虑如何在叉车操作员培训中融入充电习惯的改变。从铅酸电池过渡到锂离子电池、从集中式充电桩过渡到分布式充电站的作业场所必须持续提醒操作员,他们需要改变充电习惯,否则可能无法享受到这些新技术带来的优势。冷库作业场所的这种风险更高。
(5)优先考虑集成解决方案
叉车动力系统(包括叉车本身)各组件的兼容性能够带来诸多优势。高度集成的系统有助于提高正常运行时间,减少维护和零件更换,并提升充电和运行过程中的安全性。集成系统还能节省时间、金钱和能源消耗。叉车兼容性也至关重要。在叉车运行过程中,集成动力系统与叉车操作系统协同工作,可靠地监控充电状态,并调整叉车运行状态,以便在需要充电时及时发出预警。
(6)就配置事宜咨询经验丰富的供应商
在考虑为冷库环境增设充电站时,尽早咨询叉车和/或充电站供应商,他们积累的专业知识将大有裨益。供应商可以帮助您确定充电桩的最佳位置,确保实施合理的线缆管理,并协助您向员工传达最佳实践,从而最大限度地提高生产效率。
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