Angebote nur für Industrie, Handel, Handwerk und Gewerbe.
Jungheinrich PROFISHOP

Batterien für Flurförderzeuge

Batterien kommen im Hinblick auf die Auswahl eines Flurförderzeuges eine wichtige Bedeutung zu. Während eine zu kleine Batterie nicht über die gewünschte Einsatzdauer hinweg Leistung erbringt, kann eine zu groß bemessene Batterie unnötig hohe Kosten mit sich bringen. Um Sicherheitsrisiken auszuschließen und die Funktionalität der Batterien für Flurförderzeuge zu gewährleisten, ist das Wissen um die richtige Aufladung und Pflege der Batterien wichtig.

Begriffsdefinition: Batterien für Flurförderzeuge

Man spricht von Batterien für Flurförderzeuge – allerdings ist der Begriff der Batterie hier nicht ganz korrekt. Bei den in Elektro-Hubwagen und Elektro-Staplern eingesetzten Energiespeichern handelt es sich um (wieder aufladbare) Akkumulatoren, auch Sekundärzellen genannt. Von Batterien wird unterdessen dann gesprochen, wenn ein Wiederaufladen nicht möglich ist. Diese so genannten, nicht wieder aufladbaren Primärzellen bestehen z.B. aus Zink-Kohle oder Alkali-Mangan.

Wir bleiben im Folgenden dennoch beim gebräuchlichen Begriff "Batterie".

Bei der Auswahl des Fahrzeugs spielt die richtige Batterie eine wichtige Rolle. Eine zu kleine Batterie ermöglicht nicht die gewünschte Einsatzzeit, eine zu groß bemessene Batterie treibt die Investition hingegen unnötig in die Höhe.

Batterien für Flurförderzeuge: Allgemeine Funktionsweise

Batterien sind immer galvanische Elemente, in denen die leitfähigen Gegenstände elektrisch getrennt werden.

Eine Batteriezelle besteht aus mindestens zwei Platte,

  • der negativ geladenen Kathode und
  • der positiv geladenen Anode.

An der Kathode befindet sich Blei (als Bleischwamm), an der Anode Blei(IV)-Oxid. Als Elektrolytlösung wird 37%-ige Schwefelsäure und destilliertes Wasser verwendet. Zwischen den Platten befindet sich eine Trennplatte, um einen Kurzschluss zu vermeiden.

Entladevorgang bei Batterien

Bei der Entladung der Batterie wird chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Das heißt: Elektrisch negativ geladene Teilchen wandern von der Kathode zur Anode. Die Säuredichte sinkt, die Zellspannung fällt. Somit ist die Säuredichte ein Maß für die Entladung der Batterie.

Ladevorgang bei Batterien: Prozessbeschreibung

Zum Laden der Batterie ist Gleichstrom erforderlich. Das Batterieladegerät entnimmt dem Netz Dreh- oder Wechselstrom. Dadurch wird die Netzspannung auf die erforderliche Batteriespannung transformiert und der Strom somit gleichgerichtet. Es wird also elektrische in chemische Energie umgewandelt. Die Elektronen lösen sich von der Anode - und das ursprüngliche Ladungsgefälle wird wieder hergestellt. Die Säuredichte steigt.

Blei-Batterien: Nass-Batterien

Für elektrisch betriebene Flurförderzeuge, wie beispielsweise Elektro-Stapler und Elektro-Hubwagen, werden meist Traktionsbatterien verwendet. Diese unterscheiden sich von den herkömmlichen Starterbatterien, wie sie vorwiegend in PKW oder auch in verbrennungsmotorischen Staplern, wie Gegengewichtsstaplern eingesetzt werden. Die Starterbatterie ist für den Startvorgang auf die kurzfristige Abgabe einer hohen Strommenge ausgelegt.

Im Folgenden erfahren Sie, was es mit der Traktionsbatterie auf sich hat. Der richtige Umgang mit der Batterie verlängert die Freude mit Ihrem Elektro-Hubwagen und Elektro-Stapler Jungheinrich®.

Konstruktion der Traktionsbatterie

Die Konstruktion der Traktionsbatterie wird als Panzerplatten-Batterie bezeichnet, in der jede Zelle schichtweise in Platten aufgebaut ist. Die positive Röhren-Platte ist mit Glasgewebe „gepanzert“. Diese Bauweise erhöht die Zyklenfestigkeit, also die Anzahl der Wiederaufladungen, und verlängert die Lebensdauer durch verbesserte, mechanische Stabilität der Zelle. Das Prinzip dabei sind die hintereinander geschalteten Reihen der einzelnen Batteriezellen. Da jede Zelle eine Nennspannung von 2 Volt hat, addieren sich die Spannungen bei der Reihenschaltung der Zellen. Somit ergibt sich für einen elektrischen Hubwagen aus 24 x 2 Volt-Zellen eine Betriebsspannung von 48 V. Die Zelltypen (z.B. 2 PzS, 3 PzS, … 6 PzS usw.) ergeben sich aus der Anzahl der Platten in einer Zelle. Die Batteriekapazität bzw. die Strommenge wird in Ah angegeben.

Batterien für Flurförderzeuge richtig laden

Die Selbstentladung neuer Batterien beträgt ca. 1% der Nennkapazität pro Tag. Bei alten Batterien können das 3 - 4% pro Tag sein. Die Kapazität einer neuen Batterie liegt bei 85 - 90% der Nennkapazität. Erst nach ca. 10 Ladevorgängen ist die volle Kapazität verfügbar. Am besten laden Sie die Batterie, bevor der Energiestatus auf 20% sinkt.

Verwenden Sie zum Aufladen der Batterie nur ein passendes Ladegerät, am besten mit Laderegler, um eine Überladung der Zellen zu vermeiden und damit Ihre Lebensdauer zu verlängern. Bei Überladung der Batteriezellen entsteht Gasung: Wird der Akkumulator über die Spannung von  2 V geladen, wird nun statt Blei und Sulphat das Wasser zu Sauerstoff und Wasserstoff elektrolysiert, was eine sehr explosive Mischung erzeugt („Knallgas“).

Achten Sie darauf, dass die Batterie nur bei Notwendigkeit und komplett wieder aufgeladen wird. Nass-Batterien können je nach Ladegerät in nur 7,5 Stunden geladen werden, die normale Ladezeit liegt bei 12 bis 14 Stunden. Mit Elektolytumwälzung (EUW) sind Ladezeiten unter 6 Stunden möglich. Die EUW bei einer herkömmlichen Batterie erfolgt in der Endphase der Ladung durch die Gasung. Bei einer Batterie mit EUW während des gesamten Ladeprozesses wird über die integrierte Luftpumpe des Ladegeräts Luft in die speziell vorbereiteten Zellen eingeblasen und somit das Elektrolyt gleichmäßig durchmischt und eine Säureschichtung vermieden.

Ein integriertes Ladegerät, wie es der Elektro-Hubwagen EJE, der Elektro-Hubwagen EME 114  und viele Elektro-Stapler besitzen, erleichtert das Laden der Batterie enorm. Hier kann die Batterie direkt im Gerät aufgeladen werden und muss für den Ladevorgang nicht erst entnommen werden. Dafür befindet sich im Gerät ein Netzstecker, mit dem die Batterie an jeder 230-Volt-Steckdose aufgeladen werden kann. Dieser muss mit dem Batteriestecker verbunden und das Ladegerät eingeschaltet werden. 

Für die Aufladung sollte beachtet werden:

  • Das Fahrzeug muss in geschlossenen, gut belüfteten Räumen abgestellt werden
  • Die Oberflächen der Batteriezellen müssen freiliegen, um eine ausreichende Lüftung zu gewährleisten

Während des Ladevorgangs sind alle elektrischen Funktionen des Hubwagens unterbrochen. Die LED-Anzeige im Batterie-Symbol auf dem Gerät zeigt den Ladezustand (grün) oder eine Störung (rot) an. Auch bei Gebrauch des Fahrzeugs zeigt die LED-Anzeige den Batterie-Entladezustand in verschiedenen Farben an, die unterschiedliche Aussagen über die Restkapazität der Batterie machen. Der Elektro-Stapler Jungheinrich ® EJC/ZT hat wahlweise zusätzlich die Informationsanzeige CanBus-Display (CanDis). Diese stellt eine übersichtliche und klare Anzeige des Batterie-Ladezustands dar, wahlweise zwischen wartungsfreier und Nass-Batterie und der Betriebsstunden. Die zusätzliche Dokumentation durch Fehlercode-Speicherung sorgt für geringe Stillstandzeiten des Fahrzeugs.

Am Ende des Ladevorgangs muss wieder destilliertes Wasser nachgefüllt werden. Der Wasserverbrauch liegt bei ca. 5 g je 100 Ah Batteriekapazität und Zelle. Bei einer 24 V 800 Ah Batterie werden 40 g pro Zelle benötigt. Bei 12 Zellen sind das also 480 g (ca. ½  Liter). 

Beachten Sie beim Nachfüllen des Wassers:

  • Der Wasser stand sollte 1 x in der Woche kontrolliert und destilliertes Wasser nachgefüllt werden
  • Während des Nachfüllvorgangs sollte die richtige Schutzkleidung getragen werden
  • Sie sollten sich während der Maßnahme in einem gut durchlüfteten Raum befinden

Ein Zwischenladen in Arbeitspausen ist grundsätzlich möglich, erfordert jedoch ggf. besondere Batterieausführungen und Ladegeräte. Dies wird jedoch nicht ohne Einfluss auf die Lebensdauer der Batterie sein. Bei einer Batterie mit Elektrolytumwälzung ist das Zwischenladen möglich, denn es besteht keine Gefahr der Säureschichtung und einer Reduktion der Gebrauchsdauer.

Die richtige Pflege der Batterien

Die Elektrolytlösung der Nass- bzw. Traktionsbatterie besteht aus Schwefelsäure und destilliertem Wasser. Das Wasser verdampft beim Laden der Batteriezellen und muss daher regelmäßig ersetzt werden. Prüfen Sie somit immer den Elektrolytstand frühestens eine halbe Stunde nach Beendigung des Ladevorgangs. Befindet sich nicht mehr genügend Lösung in den Zellen, müssen diese mit destilliertem, entmineralisiertem Wasser wieder aufgefüllt werden. Das geht entweder manuell, wobei bei einer 48 V Batterie 24 Zellstopfen geöffnet werden, Wasser nachgefüllt und die Zellstopfen hernach wieder verschlossen werden. Dies dauert bis zu 20 Minuten und stellt selbst bei nur wöchentlichem Nachfüllen einen erheblichen Zeit- und Kostenfaktor dar. Darüber hinaus kann es auch zu Verunreinigungen durch überlaufende Zellen kommen. Die Schwefelsäure und das Knallgas bergen auch Sicherheitsrisiken für die Mitarbeiter.

Um die Auffüllung der Traktionsbatterie zu erleichtern und zu beschleunigen, empfehlen wir Ihnen ein automatisches Befüllsystem – die so genannte Aquamatik.

Aquamatik – das automatische Befüllsystem

Das Wassernachfüllen lässt sich mit einer Aquamatik erheblich beschleunigen: Alle Zellstopfen sind mit einem Schwimmer ausgestattet und durch Schläuche miteinander verbunden. Ein Wassertank, in 3 m Höhe aufgestellt, sorgt für den notwendigen Wasserdruck beim Nachfüllen. Nach Abschluss des Ladevorgangs muss nur noch die Verbindung zwischen Wassertank und Batterieverschlauchung hergestellt werden. Der Schwimmer wird durch das Wasser solange angehoben, bis die vorgeschriebene Füllhöhe erreicht ist. Danach bewirkt der Druck des Wassers im System das Schließen des Ventils. Da die Zellen nicht nacheinander, sondern gleichzeitig gefüllt werden, ergibt sich somit ein enormer Zeitvorteil. Unser  Elektro-Stapler Jungheinrich ® EJC/ZT verfügt wahlweise über eine solche Aquamatik.

Wartungsfreie Batterien für Flurförderzeuge

Gel- und auch Vlies-Batterien sind wartungsfreie Batterien. Wartungsfrei bedeutet, dass über die gesamte Lebensdauer kein Wasser nachgefüllt werden muss. Die Zellen sind gasdicht verschlossen. Weiterer Vorteil: Keine Geruchsbelästigung durch Wasserstoffgas z.B. beim Einsatz in Verkaufsräumen. Die sonstige Pflege bleibt notwendig.

Bei diesen Batterien ist der Elektrolyt in den Zellen festgesetzt; er ist also nicht mehr flüssig. Bei einem Gel-Akku, wie es z.B. der  Elektro-Hubwagen EME 114 besitzt, wird dies durch den Zusatz von Kieselsäure zur Schwefelsäure erreicht. Die Elektrolytlösung erstarrt zu einem Gel. Bei einem Vlies-Akku saugt ein Glasfaser-Vlies zwischen den Elektroden die Elektrolytlösung vollständig auf. Die Umkehr des chemischen Entladungsprozesses erfolgt auch ohne Gasung. Eine wartungsfreie Batterie darf aber nur zu 60% ihrer Nennkapazität (gegenüber 80% bei Nass-Batterien) entladen werden.