Každý sklad, kde k manipulaci se zbožím slouží vozíky s elektrickým pohonem, musí mít vyhrazeno místo, kde se dobíjejí baterie.
V případě malého počtu vozíků postačí k nabíjení baterií nabíjecí prostor. Pokud se však jedná o větší flotilu, musí být součástí skladu nabíjecí stanice. Pro pohon elektrických vozíků se dnes využívají tři základní typy trakčních baterií. První z nich představují olověné baterie s tekutým elektrolytem – standardní kyselinové baterie pro všechny typy manipulační techniky. Jejich výhodou je nižší pořizovací cena a také nízké nároky na údržbu. Druhý typ představují olověné baterie s gelovým elektrolytem. Vzhledem k minimálnímu odpařování jsou vhodné zejména do čistých provozů. Vyžadují kvalitní HF nabíjení s delším nabíjecím časem. Jejich pořizovací cena je vyšší. Do třetí skupiny patří speciální baterie NiCd vhodné zejména pro kolejová vozidla. Trend pak představují baterie s technologií Li-Ion, které mají dlouhý životní cyklus, podstatně kratší nabíjecí čas, možnost mezidobíjení, ale také na vysokou pořizovací cenu.
Rotace baterií mezi vozíky
Odborníci ze společnosti Linde Material Handling Česká republika (Linde MH) poukazují na skutečnost, že nutným předpokladem efektivního provozu elektrických vozíků je využití analytických možností energy managementu. Správnou volbou typu baterií se mohou ušetřit značné finanční prostředky. Pokud si provozovatel chce být jistý, zda je pro jeho provoz lepší použití modernějších lithium-iontových baterií nebo klasických olověných, vyplatí se návštěva specialisty energy managementu ještě před investicí. V případě větší stávající flotily je vhodné provést měření a následné vyhodnocení dat se simulací budoucího provozu. Josef Bartoníček, odborný poradce pro energy management Linde MH, uvádí: „V praxi je při výběru vhodného typu baterií nutné vzít v úvahu mnoho faktorů, jsou to nejenom pořizovací a provozní náklady, ale také průběh odběru elektrické energie používané pro nabíjení vozíků, je důležité se vyhýbat překračování rezervované kapacity výkonu.“
Dalším způsobem, jak uspořit náklady finanční prostředky je rotace baterií mezi vozíky. Při prvotní analýze využitelnosti rotačního systému se bere v úvahu univerzálnost použitých baterií do různých typů strojů. Následnou jejich rotací je docíleno rovnoměrného využití baterií a úspora nákladů na servis a regeneraci baterií. Správným nastavením počtu baterií lze dosáhnout poměru baterie/vozík až 1,5/1.
„Nutnou podmínkou rotačního systému výměny baterií je sledování správného průběhu nabíjecího procesu a následného chladnutí baterií. Nedodržením maximální povolené provozní teploty baterie dochází k jejímu nevratnému poškození,“ upozorňuje Josef Bartoníček. Pokud používané olověné baterie již nedosahují požadovaných hodnot, lze tyto parametry částečně navrátit pomocí regenerace trakčních baterií. V závislosti na vstupních parametrech použité baterie lze kapacitu navrátit z cca 60 procent původní kapacity až na 85 procent. Z toho vyplývá, že lze oddálit nákup nové baterie a snížit investiční náklady. Mezi procesy regenerace patří kontrola a úprava hustoty elektrolytu, měření článků při nabíjení a vybíjení, kompletní demontáž a kontrola elektroinstalace, kontrola centrálního doplňování demineralizované vody, desulfatace baterie, analýza stavu článků po regeneraci.
„Při zjištění větších závad se již přistupuje k výměně vadných článků baterie za jiné se stejnými nebo velmi podobnými elektrickými charakteristikami,“ vysvětluje Josef Bartoníček.
Baterie musí být pod kontrolou
Roman Schlenz, regionální vedoucí prodeje – region 2 ve společnosti STILL ČR uvádí, že pod pojmem management baterií si můžeme představit neustálý dohled nad bateriemi, který poskytuje veškeré informace o provozu lithiových baterií. Z těchto repotů lze čerpat informace o průběhu vybíjení a nabíjecích cyklů. Mimo jiné tedy o tom, jaká péče v daném čase byla bateriím věnována z pohledu dodržování pravidel vybíjení a nabíjení obecně.
„V reálném čase je nutné neustále hlídat veličiny jednotlivých komponentů uložených v Li baterii. Mám na mysli jednotlivé moduly, řídící jednotku atd. Sledovat je třeba zejména jejich napětí, proud, kapacitu, teplotu, ale také průběh vybíjení a nabíjení jednotlivých modulů,“ je přesvědčen Roman Schlenz. „Jelikož baterie představuje velice sofistikovaný systém obsahující velké množství elektroniky a několik procent Lithia a dalších látek, je nezbytně nutné, aby tento systém byl pod neustálou kontrolou. Kontrolu zajišťuje „počítač“ řídící jednotka baterie, která neustále vyhodnocuje stav baterie a v případě potřeby baterii může i odstavit.“
Jakým způsobem je možné sledovat provoz baterií? Díky řídící jednotce baterie uchovává celková data o provozu baterie, které je možné kdykoli z baterie stáhnout a vyhodnotit. „Zde pak přesně víme, kolik energie bylo do baterie dodáno a naopak odebráno. Kdy a jak dlouho byla baterie nabíjena, zda byla baterie hluboce vybita či odstavena. Kdy byla baterie v provozu a kdy nikoliv. Díky těmto informacím jsme schopni představit si provozní profil dané baterie a navrhnout optimalizaci daného provozního profilu, pokud je to možné,“ tvrdí Roman Schlenz, který vidí zejména u ručně vedené skladové techniky potenciál v malých bateriích 24V, případně 48V. Zatím stále existuje problém s náklady na pořízení velkých baterií 80V, které násobně převyšují náklady na klasické trakční baterie. Mohou už dnes Li-inové baterie konkurovat zavedeným bateriím? Roman Schlenz je přesvědčen, že tyto baterie již dnes zavedeným bateriím konkurují. Otázkou ale je, aby dodavatel baterie, respektive vozíku, zákazníkovi férově sdělil také negativa, která může v daném provoze Li-ion technologie přinést. Tedy zejména ve vícesměnných provozech, kde není prostor pro zajištění pauz na takzvané mezidobíjení.
„V těchto případech dle mého názoru postrádá technologie Li-ion smysl z ekonomických důvodů,“ je přesvědčen Roman Schlenz a dodává, že odborní manažeři prodeje STILL ČR jsou kompetentní zákazníkovi na základě získaných informací o daném provozu navrhnout optimální řešení, například v podobě simulace pracovního nasazení daného typu stroje, podle nastavení pracovních směn, přestávek k nabíjení a podobně.
O bateriích víme všechno
Systém Toyota I_Site společnosti Toyota Material Handling CZ vychází vstříc moderním potřebám efektivního manažerského řízení flotily manipulační techniky s elektrickým pohonem. Rozvoj této chytré technologie a spektrum jejího využití je navíc neustále podporován novými službami a moduly (například propojování se servisní platformou T-Stream a podpora brzkého zavedení prediktivního servisu) nebo vylepšováním těch stávajících. Uživatelé sledují průběžně vývoj možností, jak systém využít a promýšlí zapojení jednotlivých prvků do svého managementu.
„Jednou z nejvíce využívanou funkcí I-Site systému je monitoring režimu baterií. Řádná péče o baterie zajistí jejich optimální životnost a nezvýší náklady na jejich servis,“ tvrdí Jindřich Přívora, PR manažer společnosti Toyota Material Handling CZ. Jak systém funguje? Každý řidič má svůj přístupový PIN kód pro přihlášení, což znamená, že neautorizovaná osoba vozík nemůže použít. Cílený monitoring provozu přináší své ovoce. Díky tomu, je také jasně vidět, kdo a kdy připojil baterii do nabíječky a při jaké úrovni vybití k tomu došlo. I-Site znamená přehled, kdy se baterie dávají nabíjet, kdy se odpojují, jak dlouho byly nabíjeny, jak rychle došlo ke ztrátě kapacity, kdo a v jakém čase se strojem a baterií manipuloval a podobně.
„Eliminace předčasného nabíjení nebo naopak hlubokého vybití baterie prodlužuje zásadně její životnost. U Li-ionových baterií, které pracují na jiných principech, zase systém zaznamená, jestli obsluha využívá možnosti mezidobíjení během krátkých přestávek,“ říká Jindřich Přívora a upozorňuje, že sledovat úroveň vybití je velmi důležité, protože tato hodnota má přímý vliv na životnost baterie, rychlost dobíjení a disponibilitu vozíku. I_Site sleduje zacházení jak s li-ionovými bateriemi, tak s kyselinovými. Pokud zákazník využívá oba typy baterií, grafy velmi názorně a přehledně ukazují, jak rozdílný je průběh jejich dobíjení, takže správný přístup je vidět na první pohled.
V současné době je možné již bez problémů nasadit Li-ionové baterie i do mrazírenských provozů. Toyota nabízí dvě řešení, které je možné zvolit podle toho, jestli chce zákazník vozík v mraze nabíjet, či nikoli. Podle toho je nutné zvolit baterii s vyhříváním nebo bez ní. Baterii bez vyhřívání je možné v mrazu provozovat (do -10°C cca 4 hodiny denně, do -30°C cca 2 hodiny denně), ale nikoli parkovat (maximálně několik minut) nebo nabíjet. U vyhřívaných baterií je nutné počítat s tím, že vyhřívání odebere část kapacity baterie (cca 10 procent). Li-ionové baterie jsou dražší než dosud používané olověné a správná péče je proto ještě důležitější, aby bylo možné vyčerpat všechny výhody, které nabízejí (delší životnost, mnohem více nabíjecích cyklů, úspora energie, průběžné dobíjení, neustálá disponibilita aj.). Monitoring prostřednictvím I_Site nesprávné přístupy (hluboké vybití, předčasné odpojení apod.) ihned odhalí.
Václav Podstawka
Foto: Fronius a Václav Podstawka