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Antriebsbatterien

Dauer-Power
für E-Fahrzeuge aller Art

Eine Traktionsbatterie (auch als Traktionsakku, Antriebsbatterie oder Zyklenbatterie bezeichnet) ist ein Energiespeicher, der zum Antrieb von Elektrofahrzeugen dient und aus wenigen bis Tausenden parallel und seriell zusammengeschalteten Akkumulator-Zellen oder Zellenblöcken (daher „Batterie“) besteht. Ebenso können auch Superkondensatoren oder mechanische Schwungradspeicher als Traktionsbatterie bezeichnet werden, wenn mehrere davon kombiniert werden, um ein Fahrzeug anzutreiben.

Notwendigkeit

Die Wirtschaftlichkeit von elektrischen Flurförderzeugen wird wesentlich durch die Antriebsbatterien und deren Nutzung geprägt. Durch die Ausrichtung zu Flurförderzeugen im Arbeitseinsatz sind Antriebsbatterien so konstruiert, dass diese im Normalfall eine Arbeitsschicht mit der nötigen elektrischen Energie versorgen können. Die Brauchbarkeitsdauer bzw. Haltbarkeit in Zyklen wird durch die Bauart, die Auswahl geeigneter Materialien und durch die Fertigungsqualität bestimmt.

Anwendungsbereich

Traktionsbatterien aus geschlossenen Bleiakkumulatoren werden in elektrischen Gabelstaplern eingesetzt und dienen dort zugleich als Gegengewichte zur Stapelware, um mit Hilfe der Gegengewichte eine bestimmte größere physikalische Masse transportieren zu können. Ebenso werden Antriebsbatterien in fahrerlosen Transportmitteln eingesetzt. Die starke Temperaturabhängigkeit und das hohe Gewicht können bei Höhenunterschieden und im Winterbetrieb von Nachteil sein, deshalb sind Sie für den Gebrauch von Elektrofahrrädern, Elektrorollern und Elektroautos weniger geeignet. Bei Elektrofahrrädern werden aus Platz- und Gewichtsgründen ausschließlich Akkumulatoren auf Lithiumbasis verbaut. Akkumulatoren sind Speicher, welche das Wiederaufladen elektrischer Energie ermöglichen.

Lade- und Entladeprozess

Durch schlecht angepasste Ladekennlinien, überaltete Gerätetechnik und unzureichende Kennliniensteuerung kann der Ladeprozess negativ beeinträchtigt werden. Diese können Einfluss auf die Brauchbarkeitsdauer der Ladetechnik haben, welche zu einer Mangel- oder Überladung führen. Zwischenladungen der Batterie ohne Elektrolytumwälzung oder ohne regelmäßige Ausgleichsladungen führen zu Säureschichtung mit erhöhter Korrosion und Masseschädigung. Schnellladebetrieb mit erhöhtem Energiedurchsatz pro Tag und sehr hohen Ladeströmen führt zu hohen Temperaturen und damit zu verstärkter Korrosion. Bei Zwischen- und Schnellladung sollten daher die betrieblichen Vorteile gegen die Reduzierung der Brauchbarkeitsdauer abgewogen werden. Besonders bei Flurförderzeuge mit Energierückspeisung bei Bremsvorgängen und Lastabsenkungen führen zu einem höheren Energiedurchsatz der Batterie pro Arbeitsschicht. Durch hohe Entladeströme und kurzzeitige hohe Ladeströme aus der Energierückspeisung durch Nutzbremsen können inhomogene und überproportionale Massenausnutzungen folgen. Dieses führt zu einer beschleunigten Alterung der Batterie. Zusätzlich können Temperaturen über 30° die Brauchbarkeitsdauer von Batterien negativ beeinflussen, indem sie den Alterungsprozess der Batterien beschleunigen. Bei den Laborprüfungen werden die Temperaturen in engen Grenzen gehalten. In der Praxis weicht die mittlere Temperatur stark von der Nenntemperatur 30°C ab. Ebenso bei der Entladung widerspricht sich der Haltbarkeitstest im Labor im Gegensatz zur Praxis. Im Labor wird die Entladung einer Batterie mit konstantem Strom durchgeführt, dagegen liegen in der Praxis dynamisch variierende Stromprofile vor. Bei Laborprüfungen werden Batterien für den Versuch definiert entladen, welches in der Praxis oftmals nicht sichergestellt ist, welches eine zulässige Entladetiefe von max. 80% der Nennkapazität erlaubt. Entladungen über 80% sind Tiefenladungen und können einen starken negativen Einfluss auf die Brauchbarkeitsdauer einer Batterie haben. Zusätzlich gibt es zwischen den einzelnen Zellen der Batterie Temperaturunterschiede.

Brauchbarkeitsdauer einer Batterie

Bei verschlossenen Antriebsbatterien der Baureihe PzV mit festgelegtem Gel- Elektrolyt wird bei einer Entladetiefe von 60% der Nennkapazität eine vergleichbare Brauchbarkeitsdauer erreicht, wie bei einer PzS-Batterie mit 80% Entladetiefe. Dabei gilt es bei Erfassung der Nutzungszeit von Flurförderzeugen die Betriebszeiten möglichst genau zu erfassen, da das Fahrzeug nur dann Energie verbraucht und einem Verschleiß unterliegt. Im Normalfall werden Betriebsstundenzähler verwendet, diese allerdings in drei unterschiedliche betriebsübliche Schaltungsarten geschaltet sein können:

  1. Betriebsstunden werden erfasst, wenn der Schlüsselschalter eingeschaltet ist und mindestens ein Motor läuft. Es werden nur die effektive Lastlaufzeit und somit die effektiven Batterie-Betriebsstunden erfasst. Betriebsstundenzähler zeigt 100% der Lastlaufzeit.
  2. Betriebsstunden werden erfasst, wenn der Schlüsselschalter und der Sitzschalter eingeschaltet sind, d. h. Betriebsstunden werden auch im Stillstand erfasst. Erfahrungswert: Die angezeigten Betriebsstunden entsprechen ca. 110% der effektiven Lastlaufzeit
  3. Betriebsstunden werden erfasst, wenn der Schlüsselschalter eingeschaltet ist, d. h. Betriebsstunden werden auch im Stillstand erfasst. Erfahrungswert: Die angezeigten Betriebsstunden entsprechen ca. 125% der effektiven Lastlaufzeit

Weiterführende Links

Was sind stationäre Batterien?
www.stationäre-batterien.de

Was sind Antriebsbatterien?
www.traktionsbatterie.com

Was sind Photovoltaik Batterien?
www.pv-speicher.com

Wie werden Batterien regeneriert?
www.batterie-regenerieren.de

Wie funktionieren Batterieladegeräte?
www.batterieladegeräte.net