Зарядные комплексы для тяговых батарей складского электротранспорта

14.09.2017

Зарядные устройства для тяговых аккумуляторных батарей (далее – ЗУ) являются составной частью хозяйства любого складского комплекса, где применяются электромеханические погрузчики. Несмотря на то, что они выполняют вспомогательную функцию, именно от ЗУ зависит время и качество заряда тяговых батарей, срок их службы и, в конечном счете, уровень эксплуатационных затрат.

Сегодня на рынке представлен большой спектр моделей ЗУ для электропогрузчиков, причем с каждым годом он только расширяется. В связи с этим актуальной становится задача классификации этих устройств. Анализ используемых в ЗУ схемотехнических решений, показывает, что в их основе заложены несколько базовых алгоритмов управления физико-химическим процессом заряда аккумуляторных батарей. Класс оборудования ЗУ, определяющий его функциональные возможности, зависит от технологической базы, на которой выстроена логика управления ЗУ: она может быть релейной или микропроцессорной.

Зарядные устройства серии Pulse

Универсальные ЗУ серии Vario

В простейших ЗУ реализован один из принципов – ограничения тока заряда либо ограничения напряжения заряда. Заряд с ограничением тока используется для щелочных (никель-кадмиевых и никель-металлгидридных), а заряд с ограничением напряжения – для свинцово-кислотных аккумуляторов. Главными достоинствами этих ЗУ являются простота и низкая стоимость, а недостатками – длительное время заряда, необходимость иметь несколько устройств под разные типы батареи и, как правило, отсутствие управления зарядом, сокращающее срок службы аккумуляторов.

Зарядные устройства серии HF-Line

Быстрое развитие электроники и элементной базы привели к созданию ЗУ с микропроцессорным управлением. Применяемые в них специализированные микросхемы способны обеспечить автоматический заряд батарей по заданному алгоритму. Кроме того, такие устройства помимо заряда могут дополнительно обеспечивать измерение емкости батареи и ее отдельных элементов, а также степени разряда. В отличие от простейших, ЗУ на микропроцессорной базе способны останавливать процесс заряда по нескольким параметрам: скорости повышения температуры ΔТ/Δt, пиковому напряжению на аккумуляторной батарее, кратковременному понижению напряжения ΔU/Δt, максимальной температуре, времени (сигналу таймера). В отдельных ЗУ микросхемы обеспечивают температурную компенсацию заряда путем контроля температуры окружающей среды. Также некоторые типы ЗУ выполняются универсальными для работы с любыми батареями: как с свинцово-кислотными, так и со щелочными.

На практике, расширение функциональных возможностей ЗУ обеспечивают, устанавливая дополнительные устройства. В этом случае применяют термин «зарядный комплекс» (далее – ЗК). С помощью ЗК можно обеспечить полную автоматизацию и оптимизацию процесса заряда батарей, что позволяет максимально использовать ее ресурс и сократить затраты на эксплуатацию.

Одним из лидеров в области разработки и производства зарядных устройств и комплексов для тяговых батарей является фирма GFS GmbH (Германия). Зарядные устройства марки GFS представлены сериями Standard, Economic, Pulse, Vario и HF-Line.

Бюджетные серии ЗУ Standard, Economic имеют зарядные вольт-амперные характеристики (Wa) согласно стандарту DIN 41774. Серия Economic относится к классу простейших ЗУ с механизмом временного контроля зарядного процесса. В устройствах Standard реализована функция автоматического управления зарядным процессом, путем контроля величины заряженной емкости батареи в А·ч. Кроме того, все устройства этой серии оснащены ЖК-дисплеями.

Зарядные устройства серии Pulse согласно стандарту DIN 41774 имеют модифицированную зарядную характеристику WaWp. Благодаря импульсной характеристике заряда применение этих ЗУ позволяет предотвратить сульфатацию пластин аккумуляторных батарей и существенно сократить время заряда.

Универсальные ЗУ серии Vario могут использоваться как для заряда свинцово-кислотных (малообслуживаемых) батарей, так и для щелочных и гелевых (необслуживаемых) аккумуляторов. Данная серия устройств имеет зарядную характеристику IUIa.

Зарядные устройства серии HF-Line сконструированы на базе высокочастотного IGBT преобразования с безтрансформаторным входом. Они предназначены для заряда любых типов батарей за счет выбора различных характеристик, имеют возможность подключения различного дополнительного оборудования, а также отличаются компактностью и небольшим весом.

Основные технические параметры зарядных устройств фирмы GFS

Основные параметры	Pulse	Standard	Economic	Vario
Профиль заряда	WpWa DIN 41774	Wa DIN 41774	Wa DIN 41774	IUIa DIN 41773
Напряжение, В	24; 36; 48; 80
Ток заряда, А	30; 40; 50; 60; 70; 100; 120; 150; 200
Время зарядки, ч	от 6,5 до 14	от 8,5 до 14	от 8,5 до 14	от 5,7 до 14
Емкость батареи, А·ч	от 140 до 2200	от 130 до 1900	от 67 до 1615	от 110 до 1370
Масса, кг	от 20 до 185		от 17 до 185	от 33 до 215
Температура окружающей среды, °С	От – 0 до +35

С целью повышения эффективности процесса заряда батарей, увеличения срока их службы и оптимизации эксплуатационных затрат ЗУ фирмы GFS серий Pulse, Vario и HF-Line могут быть оснащены вспомогательными устройствами.

Система доливки воды предназначена для сокращения времени и затрат на заряд тяговых батарей с жидким электролитом. Подача дистиллированной воды осуществляется автоматически на каждый элемент аккумуляторной батареи через систему шлангов, связанную с источником. В качестве последнего может быть использован резервуар, установленный на высоте не менее 3 м тележкой с насосом или центральной системой очистки воды. Наполнение резервуара производится вручную или автоматически с помощью триггера, установленного на зарядном устройстве.

Система доливки воды

Вакуумный насос для перемешивания электролита

Вакуумный насос для перемешивания электролита позволяет предотвратить сульфатацию пластин в аккумуляторных батареях и сократить время заряда.

Пульт мониторинга предназначен для дистанционного контроля зарядного процесса, что позволяет оператору управлять процессом со стационарного рабочего места.

Система контроля батарей Bat-Control служит для мониторинга процесса заряда и разряда батареи, условий ее эксплуатации, подсчета количества циклов заряда и разряда, а также хранения архива данных о параметрах всех зарядов и разрядов батарей, которые могут быть считаны в любой промежуток времени по компьютерному интерфейсу.

Завершая обзор зарядных устройств для тяговых батарей необходимо отметить, что правильный выбор типа и состава зарядного комплекса позволяет повысить эффективность эксплуатации тяговых батарей и снизить эксплуатационные затраты складских комплексов.

Пульт мониторинга