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Batterien für Flurförderzeuge

Ihre Energie beziehen elektrisch betriebene Flurförderzeuge aus Batterien. Das gilt für Fahrzeuge wie Stapler oder Hubwagen. Um den besonderen Anforderungen in der Logistik zu genügen, besitzen die wiederaufladbaren Akkumulatoren einen spezifischen Aufbau.

Aufbau

Für die Verwendung in elektrisch betriebenen Staplern und Hubwagen kommen galvanische Elemente zum Einsatz. Die Batterie besteht aus mehreren Zellen, die parallelgeschaltet sind. Von der Anzahl der Zellen hängt ab, welche Kapazität der Akku besitzt. Zum Aufbau gehören die folgenden Komponenten:

  • Minuspol aus Metall, die positiv geladene Anode
  • Pluspol aus Metalloxid, die negativ geladene Kathode
  • ein Elektrolyt als Medium für den Ionenfluss
  • Trennplatte oder Separator

Funktion

Benötigt der Stapler Energie zum Beispiel für das Anheben des Masts, fließen im Elektrolyseprozess die negativ geladenen Elektronen von der Kathode durch den Elektrolyt zur Anode. Sie müssen dabei den Separator passieren, der für Ionen durchlässig ist. Gleichzeitig ist er jedoch elektrisch nicht leitfähig und verhindert so den Kurzschluss in den Zellen. Bei diesem Vorgang sinkt die Säuredichte in der Batterie und die Zellspannung fällt.

Beim Aufladen steigt die Säuredichte wieder, weil sich die Elektronen von der Anode lösen und das ursprüngliche Ladungsgefälle wiederherstellen. Die elektrochemischen Vorgänge in der Batterie sind also reversibel. Das Wiederaufladen geschieht mit Gleichstrom. Die Gleichrichtung erfolgt, indem das Batterieladegerät die Netzspannung auf die erforderliche Batteriespannung transformiert.

Ist der Elektrolyt wasserbasiert, sind regelmäßige Wassernachfüllungen erforderlich. Damit geht ein gewisser Wartungsaufwand für den Betreiber einher und die Flurförderzeuge stehen während der Wartung nicht zur Verfügung.

Traktions-Batterien

Bei den in Flurförderzeugen verwendeten Batterien handelt es sich um sogenannte Traktions-Batterien. Diese unterscheiden sich in wesentlichen Merkmalen von herkömmlichen Starterbatterien, wie sie in Pkw oder in Staplern mit Verbrennungsmotor Verwendung finden.

Es zeigen sich folgende Unterschiede:

  • Traktions-Batterien besitzen eine höhere mechanische Stabilität der Zellen.
  • Starter-Batterien sind nur für kurzfristige Abgabe hoher Energiemengen ausgelegt.
  • Traktions-Batterien erreichen durch Reihenschaltung der Zellen eine höhere Betriebsspannung.
  • Traktions-Batterien besitzen eine höhere Kapazität.

Typen

In der Praxis sind Flurförderzeuge-Batterien unterschiedlichen Typs verfügbar. Die folgenden gehören zu den gebräuchlichsten:

Blei-Säure-Batterien

Bei diesem Modell besteht die Anode aus Blei, für die Kathode kommt Blei-Oxid zum Einsatz. Mit destilliertem Wasser verdünnte Schwefelsäure dient als Elektrolyt. Es bestehen folgende Eigenschaften im Vergleich zur Lithium-Ionen-Batterie:

  • günstige Anschaffung
  • hohe Leistungsfähigkeit
  • lange Ladezeiten
  • geringe Energiedichte
  • häufige Wassernachfüllung

Lithium-Ionen-Batterien

Lithium-Ionen-Batterien finden sich in vielen aktuellen Hubwagen. Der Elektrolyt ist wasserfrei, die negative Elektrode besteht aus Graphit, die positive Elektrode aus Metalloxid. Diese Akkutechnik zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:

  • hohe Energiedichte
  • lange Lebensdauer
  • kurze Ladezeiten
  • hoher Wirkungsgrad
  • hoher Anschaffungspreis

Nickel-Cadmium-Batterien

Die Nickel-Cadmium-Batterien verwenden eine Kali-Lauge als Katalysator. Der Memory-Effekt tritt bei neueren Generationen nicht mehr auf. Sie dienen als Alternative zur Blei-Säure-Batterie, wobei folgende Unterschiede feststellbar sind:

  • höhere Lade- und Entladeströme
  • geringe Selbstentladung
  • für Zwischenladungen geeignet (für Flurförderzeuge im Mehrschichtbetrieb)
  • weniger temperaturempfindlich

Blei-Gel-Batterien

Die Blei-Gel-Batterien weisen die Besonderheit der Wartungsfreiheit auf. Der Anwender muss über die gesamte Lebensdauer hinweg kein Wasser nachfüllen. Durch den Zusatz von Kieselsäure erreicht der Hersteller, dass der Elektrolyt in dieser Batterie nicht mehr flüssig ist. Anders als bei Nass-Batterien liegt die Nennkapazität nur bei 60 statt bei 80 Prozent.

Auswahl

Logistik-Betriebe stehen vor der Aufgabe, für die Bewältigung ihrer Transportaufgaben mit Flurförderzeugen die geeignete Batterietechnik zu wählen. In der Hochleistungs-Intralogistik stellen Lithium-Ionen-Akkus oder Nickel-Cadmium-Batterien eine sehr gute Wahl dar, weil hier Energiedichte und Lade- und Entladeströme zur anspruchsvollen Anwendung passen.

Spielt in einem Betrieb der Einsatz von Flurförderzeugen eine untergeordnete Rolle, kommen Blei-Säure- oder Blei-Gel-Batterien als günstige Antriebsbatterien infrage.

Einzelnachweise