Корпоративный блог

Как рассчитать ёмкость литиевого аккумулятора для погрузчика и не ошибиться с выбором

При выборе литиевого аккумулятора для погрузчика важно определить, какой запас энергии действительно необходим технике. Слишком маленькая батарея может разряжаться до окончания смены, а избыточная ёмкость увеличивает стоимость покупки без ощутимой пользы.

Чтобы правильно подобрать тяговый LiFePO4-аккумулятор, необходимо учитывать продолжительность работы, интенсивность нагрузки, количество смен и возможность подзарядки. Разберём на понятных примерах, как определить подходящую ёмкость АКБ и на какие характеристики обратить внимание.

Почему двум одинаковым погрузчикам могут понадобиться разные аккумуляторы

Представим два предприятия, на которых используются одинаковые электропогрузчики.

На первом складе техника несколько раз в день разгружает автомобили, перемещает паллеты и большую часть времени ожидает следующего задания.

На втором предприятии такой же погрузчик практически непрерывно работает с тяжёлыми грузами, преодолевает большие расстояния и регулярно поднимает паллеты на стеллажи.

Несмотря на одинаковые модели техники, расход электроэнергии будет различаться. Соответственно, разной может быть и необходимая ёмкость тягового аккумулятора.

Главное правило: батарею нужно подбирать под реальные условия работы погрузчика, а не только по его модели или грузоподъёмности.

При выборе учитывают четыре основных фактора:

• Продолжительность работы. Сколько часов погрузчик действительно выполняет операции, а не просто находится включённым.
• Интенсивность нагрузки. Как часто перевозятся тяжёлые грузы, выполняются подъёмы и длительные перемещения.
• Количество смен. Используется ли техника несколько часов в день или работает практически круглосуточно.
• Возможность подзарядки. Можно ли подключать аккумулятор к зарядному устройству во время обеда, пересменки или технологических перерывов.

Именно эти параметры помогают определить, сколько энергии должна обеспечивать батарея.

Какую ёмкость LiFePO4-аккумулятора выбрать: три примера

Рассмотрим типичные ситуации, с которыми сталкиваются владельцы складской техники.

Все приведённые ниже значения энергопотребления условные. Они нужны для объяснения принципа подбора и не являются готовыми нормами для конкретных моделей погрузчиков.

Ситуация № 1. Небольшой склад, погрузчик работает несколько часов в день

Предприятие использует электропогрузчик для разгрузки автомобилей и перемещения товаров по складу. За день техника активно работает около четырёх часов, остальное время простаивает.

Предположим, средняя потребляемая мощность составляет 2 кВт.

За четыре часа погрузчику понадобится:

2 кВт × 4 часа = 8 кВт·ч энергии.

Для примера возьмём аккумулятор с номинальным напряжением 48 В и ёмкостью 300 А·ч.

Его номинальный запас энергии составляет 14,4 кВт·ч. Если для предварительного подбора предусмотреть использование 80% энергии и дополнительный резерв 10%, плановый запас составит около 10,4 кВт·ч.

Это больше необходимого расхода в 8 кВт·ч.

Вывод: в рассматриваемых условиях аккумулятор 48 В 300 А·ч предварительно подходит по запасу энергии. Устанавливать батарею большей ёмкости только ради увеличения количества ампер-часов необязательно.

Однако необходимо проверить, сможет ли аккумулятор выдерживать рабочие нагрузки погрузчика, а также соответствует ли он требованиям техники по массе и размерам.

Ситуация № 2. Погрузчик интенсивно работает в течение смены

На другом предприятии погрузчик используется для постоянной транспортировки и штабелирования грузов. Фактическая продолжительность работы составляет шесть часов за смену.

При условной средней потребляемой мощности 2 кВт расход составит:

2 кВт × 6 часов = 12 кВт·ч.

Рассмотрим два варианта:

• аккумулятор 48 В 300 А·ч;
• аккумулятор 48 В 400 А·ч.

При одинаковых расчётных условиях первая батарея обеспечивает около 10,4 кВт·ч планового энергетического запаса, а вторая — около 13,8 кВт·ч.

Следовательно, для нашего примера вариант на 300 А·ч уже недостаточен, а батарея на 400 А·ч покрывает потребность с предусмотренным запасом.

В ассортименте Компании ХИТ представлена тяговая литий-ионная батарея 48 В 400 А·ч DELTA LFP Original.

Вывод: даже увеличение фактического времени работы с четырёх до шести часов может потребовать аккумулятор большей ёмкости. Поэтому при подборе важно учитывать не только характеристики погрузчика, но и его ежедневную загрузку.

Ситуация № 3. Тяжёлый погрузчик работает с повышенной нагрузкой

На производственном предприятии используется электропогрузчик с системой питания класса 80 В. Техника работает восемь часов в день, перемещает тяжёлые грузы и регулярно выполняет подъёмные операции.

Предположим, средняя потребляемая мощность составляет 3 кВт.

Расход энергии за смену:

3 кВт × 8 часов = 24 кВт·ч.

При принятых расчётных коэффициентах аккумулятор 80 В 400 А·ч обеспечит плановый энергетический запас около 23 кВт·ч. Этого недостаточно для нашего сценария.

Батарея 80 В 500 А·ч имеет номинальный запас энергии 40 кВт·ч, из которых в расчётный бюджет закладывается около 28,8 кВт·ч.

Таким образом, аккумулятор на 500 А·ч предварительно подходит по энергоёмкости.

В каталоге Компании ХИТ можно ознакомиться с тяговой LiFePO4-батареей 80 В 500 А·ч.

Вывод: при интенсивной эксплуатации необходимую ёмкость определяют по фактическому расходу энергии. При этом большая ёмкость сама по себе не гарантирует совместимость батареи с тяжёлым погрузчиком — отдельно проверяются допустимые токи нагрузки и требования производителя техники.

Сравнение трёх вариантов

Таблица показывает результаты условных расчётов с использованием 80% номинальной энергии и дополнительным резервом 10%. Она не предназначена для выбора батареи только по продолжительности работы. Фактическое потребление зависит от модели погрузчика, массы грузов и режима эксплуатации.

Как влияет количество рабочих смен на выбор аккумулятора

Один из самых частых вопросов покупателей — нужна ли батарея большей ёмкости, если погрузчик работает в две смены?

Не всегда. Многое зависит от организации зарядки.

Если погрузчик работает без возможности подзарядки

Допустим, техника за первую смену расходует 12 кВт·ч, а за вторую — ещё столько же.

Общая потребность составляет 24 кВт·ч.

Если аккумулятор нельзя зарядить между сменами, он должен обеспечивать весь необходимый запас энергии без подключения к сети.

Это означает, что для двухсменной работы может потребоваться батарея существенно большей ёмкости, чем для одной смены.

Если аккумулятор можно подзаряжать во время перерывов

Для совместимых LiFePO4-батарей допускается промежуточная зарядка. Это позволяет восполнять часть израсходованной энергии в обеденный перерыв, во время пересменки или при временной остановке техники.

Представим, что за рабочий день погрузчик расходует 24 кВт·ч, а во время двух перерывов зарядное устройство суммарно восполняет 6 кВт·ч.

Тогда чистое снижение запаса энергии батареи за день составит:

24 − 6 = 18 кВт·ч.

В таком режиме можно рассмотреть аккумулятор меньшей ёмкости, чем при работе без подзарядки.

Но есть важное условие: батарея должна сохранять достаточный заряд на каждом этапе работы, в том числе до наступления следующего перерыва.

Кроме того, необходимо проверить, действительно ли зарядное устройство способно восполнить нужное количество энергии за отведённое время.

Практический совет: если ваш склад работает в две или три смены, перед покупкой аккумулятора составьте простой график: сколько часов техника работает, когда простаивает и в какие промежутки её можно заряжать.

Эта информация поможет специалистам подобрать не только ёмкость батареи, но и подходящее зарядное оборудование.

Как самостоятельно рассчитать ёмкость литиевого аккумулятора

Для предварительной оценки не обязательно разбираться в сложной электротехнике. Достаточно понимать три характеристики.

Напряжение (В) показывает, для какого класса системы питания предназначена батарея. Например, существуют тяговые аккумуляторы для техники 24, 48 и 80 В.

Ёмкость (А·ч) — одна из основных характеристик аккумулятора. В сочетании с напряжением она позволяет определить номинальный запас энергии.

Энергия (кВт·ч) — наиболее удобный показатель для расчёта продолжительности работы. Он помогает сравнить потребности погрузчика с возможностями аккумулятора.

Для предварительного расчёта используем формулу:

Необходимая ёмкость (А·ч) = расход энергии за смену (кВт·ч) × 1000 / (номинальное напряжение АКБ × 0,72).

Коэффициент 0,72 в данном примере означает, что для плановой работы используется 80% номинальной энергии, а ещё 10% от этой используемой доли оставляют в качестве дополнительного резерва.

Например, погрузчик с системой питания 48 В расходует 12 кВт·ч за смену:

12 × 1000 / (48 × 0,72) ≈ 347 А·ч.

Получается, что при выборе между батареями на 300 и 400 А·ч предварительно следует рассмотреть вариант на 400 А·ч.

Важно: коэффициент 0,72 используется здесь только для объяснения методики. Это не обязательный показатель для всех LiFePO4-аккумуляторов. Реальный запас доступной энергии зависит от конструкции батареи, допустимого диапазона заряда, состояния аккумулятора, температуры и требований производителя.

Также следует учитывать, что обозначения «48 В» и «80 В» могут указывать на класс напряжения техники. Точное номинальное напряжение конкретной LiFePO4-батареи нужно уточнять по её паспорту.

Если фактическое энергопотребление погрузчика неизвестно, не следует подставлять в формулу мощность электродвигателя как постоянный расход. Лучше обратиться к специалистам для предварительной оценки с последующим уточнением по рабочим данным.

Почему нельзя выбирать аккумулятор только по ёмкости

Предположим, расчёт показал, что погрузчику подходит батарея на 400 А·ч. Можно ли заказать любую LiFePO4-АКБ с такой характеристикой?

Нет. Есть несколько важных условий.

Аккумулятор должен выдерживать максимальную нагрузку

Во время движения, разгона и подъёма тяжёлых грузов погрузчик может кратковременно потреблять гораздо больше энергии в единицу времени, чем при обычной работе.

Поэтому батарея должна соответствовать требованиям техники не только по запасу энергии, но и по допустимому рабочему и кратковременному току.

За контроль этих параметров в литиевом аккумуляторе отвечает, в частности, система BMS — электронная система управления и защиты батареи.

Если допустимые токи аккумулятора недостаточны, BMS может ограничить его работу или отключить питание при перегрузке.

Масса и размеры батареи имеют значение

Литиевые аккумуляторы могут быть легче свинцово-кислотных батарей аналогичного назначения. Однако уменьшение массы не всегда является преимуществом.

В некоторых конструкциях погрузчиков тяговая батарея участвует в обеспечении устойчивости машины.

Поэтому при замене штатной АКБ необходимо проверить допустимый вес аккумулятора, размеры батарейного отсека и требования к креплению.

Устанавливать более лёгкую батарею без проверки этих параметров нельзя.

Необходимо проверить зарядное устройство

Зарядное оборудование должно соответствовать напряжению аккумулятора, допустимому зарядному току и требованиям системы управления батареей.

Зарядное устройство от старой свинцово-кислотной АКБ не всегда подходит для LiFePO4.

Отдельное внимание требуется при работе в холодных помещениях: допустимые температуры зарядки и разрядки могут различаться, а некоторым батареям для зарядки при отрицательных температурах необходим подогрев.

Именно поэтому профессиональный подбор включает проверку электрических характеристик, габаритов, массы и совместимости оборудования.

Что нужно сообщить специалисту для правильного подбора LiFePO4-аккумулятора

Покупателю необязательно самостоятельно рассчитывать токи, мощность и доступную энергию батареи. Для первоначального подбора достаточно подготовить основные сведения о технике.

Не знаете фактический расход энергии погрузчика? Это не мешает начать подбор. Передайте специалистам модель техники, сведения об установленной батарее и описание рабочего графика. Они помогут определить, какие дополнительные параметры необходимо уточнить.

Частые вопросы покупателей

Можно ли поставить LiFePO4-аккумулятор меньшей ёмкости вместо свинцово-кислотного?

В некоторых случаях — да. При переходе с PzS на LiFePO4 учитывают доступную энергию, условия работы и возможность промежуточной зарядки. Но универсального правила, по которому одну ёмкость можно автоматически заменить другой, не существует.

Подробнее об экономических и эксплуатационных различиях технологий можно прочитать в статье «Выгода от использования литий-ионных АКБ по сравнению с PzS».

Сколько времени проработает погрузчик с аккумулятором 48 В 400 А·ч?

Назвать точное время только по характеристикам батареи нельзя. Оно зависит от расхода энергии, нагрузки, состояния аккумулятора и условий работы. Для оценки необходимо знать хотя бы среднее энергопотребление техники.

Можно ли заряжать LiFePO4-батарею в течение рабочего дня?

Да, если промежуточная зарядка разрешена производителем батареи и используется совместимое зарядное устройство. Продолжительность зарядки и количество восполняемой энергии зависят от характеристик оборудования и условий эксплуатации.

Всегда ли аккумулятор большей ёмкости лучше?

Нет. Большая ёмкость обеспечивает больший номинальный запас энергии, но одновременно может увеличивать стоимость и влиять на размеры и массу батареи. Рациональный выбор — аккумулятор, соответствующий рабочим потребностям и техническим требованиям погрузчика.

Как подобрать тяговый LiFePO4-аккумулятор в Компании ХИТ

Правильно выбранная батарея должна обеспечивать необходимое время работы погрузчика, выдерживать реальные нагрузки и соответствовать требованиям производителя техники.

В ассортименте Компании ХИТ представлены тяговые литий-железо-фосфатные аккумуляторы LiFePO4 для погрузчиков, ричтраков, штабелёров, электротележек и другой складской техники.

Специалисты компании помогут определить подходящие характеристики аккумулятора с учётом модели техники, режима эксплуатации, количества рабочих смен, массы, габаритов и возможностей зарядки.

Для консультации достаточно сообщить марку и модель погрузчика, параметры установленной батареи и основные условия работы предприятия. При необходимости можно направить фотографии шильдиков техники и АКБ.

Посмотреть литий-ионные аккумуляторы для погрузчиков в каталоге Компании ХИТ

Консультация по подбору Li-ion АКБ: +7 (925) 505-22-01

Электронная почта: info@hit-com.ru

Грамотный подбор тягового аккумулятора помогает обеспечить необходимую продолжительность работы техники и избежать расходов на избыточную ёмкость. Главное — ориентироваться на фактическое энергопотребление и условия эксплуатации, а не только на количество ампер-часов.