E-Stapler

E-StaplerEnergie für den StaplerOhne Strom geht bei E-Staplern nichts. Klar kommt der aus der Steckdose, aber nur über den Umweg des Batterieladegerätes – und da lauert die Tücke. Wie sich Fehler vermeiden lassen, und die Kraftzelle lange Energie spendet. Alle Räder stehen still, wenn die Batterie nicht will. Was in Winterzeiten für den PKW gilt, gilt auch für Prozesse in Lager- und Produktion: Wenn die Traktionsbatterie elektrobetriebener Flurförderzeuge streikt, bleiben Transport und Kommissionierung im wahrsten Sinne auf der Strecke. Das passende Ladegerät schafft hier Abhilfe.Angesichts der Vielzahl von Anbietern und Systemen, der technischen Details und der zu berücksichtigenden Anforderungen ist die Wahl des Ladegerätes eine Wissenschaft für sich. Zahlreiche Traktionsbatterien sind in ihrer Konzeption bereits auf spezielle Anforderungen hin ausgelegt. Gemeinsam mit dem Ladegerät bilden sie ein Gesamtsystem. Hersteller von Staplern, Batterien und Ladegeräten bieten oft Beratung bei der Entscheidung für Batterie und Ladegerät an.„Grundsätzlich bestimmen Batteriegröße und die gewünschte Ladezeit die Auswahl des Ladegerätes“, sagt Thomas Spitzmüller, Geschäftsführer des Ladegeräteherstellers Gesellschaft für Stromversorgungstechnik (GfS). Dabei lassen sich Traktionsbatterien generell in drei Gruppen einteilen: einfache geschlossene Batterien, geschlossene Batterien mit Peripheriekomponenten wie Elektrolytumwälzung oder Kühlung, verschlossene Gel-Batterien. Teuer kontra billigSo können die wartungsfreien Gel-Batterien, die vornehmlich im Lebensmittelbereich eingesetzt werden, nur mit geregelter Technik aufgeladen werden. „Entsprechende Ladegeräte sind, wie auch die Gel-Batterien selbst, in der Anschaffung teurer, aber stromsparender beim Ladevorgang. Überdies verlangen die Batterien keine nennenswerte Pflege“, erklärt Spitzmüller. Die wartungsbedürftigen geschlossenen Batterien, die in rund 95 Prozent der eingesetzten Stapler verwendet werden, können mit geregelter oder ungeregelter Ladetechnik gespeist werden. Die preiswerteren ungeregelten Systeme verfügen allerdings über keine Stromsteuerung. Sie unterliegen Netzspannungsschwankungen, was sich auf die Ladezeit beziehungsweise den Füllstand der Batterie auswirken kann.Die verfügbare Ladezeit bilden das zweite wichtige Auswahlkriterium für Batterie und Ladegerät. Je schneller die Batterie geladen werden soll, desto mehr Ampere müssen in weniger Zeit eingebracht werden. Das hat seinen Preis. „Bis zu 35 Prozent beträgt die Differenz bei der Investition für ein Schnellladegerät und einem Normallader“, sagt Michael Uschold, Vertriebsmitarbeiter der AIM Batterie Vertriebs GmbH. Die Ladezeit kann dadurch allerdings von zwölf auf bis zu sieben Stunden reduziert werden. Folglich sollten vor der Kaufentscheidung die künftigen Einsatzfälle, Ein-, Zwei- oder Dreischichtbetrieb, Schwachlast- oder Schwerlastaufgaben und das Erfordernis von Zwischenladung zur Verlängerung der Batterieeinsatzzeit geklärt sein. Je nach verfügbarer Ladezeit und den Betriebsverhältnissen können verschiedene Ladeverfahren verwendet werden. Sie unterscheiden sich vor allem durch die unterschiedlichen Verläufe des angelegten Stroms und der damit anders verlaufenden Kennlinie. „Jedem Anwender sollte allerdings bewusst sein, dass Zwischenladung immer auf Kosten der Lebensdauer einer Batterie geht“, mahnt GfS-Geschäftsführer Spitzmüller.Um die Bezeichnung der Kennlinien zu vereinfachen, sind Kennbuchstaben festgelegt, durch die gleichzeitig auch die Lademethode gekennzeichnet wird (siehe Kasten). Die Grundladekennlinien werden in der DIN 41772 definiert. Grundsätzlich gilt: W- und Wa-Kennlinien, bei denen der Strom bei steigender Spannung abfällt, verweisen auf eine Ladezeit von zehn bis 12 Stunden. Bei WoW- beziehungsweise WoWa-Kennlinien, bei denen ein Umschaltvorgang beim Übergang von der einen auf die andere Kennlinie stattfindet, liegt die Ladezeit bei sieben bis neun Stunden. „Diese Schnellladebatterien liegen jedoch eher im hochpreisigen Segment“, so AIM-Vertriebler Uschold. Bei einer IU-Kennlinie mit Konstantstrom und -spannung ist die Ladezeit vom Anfangsladestrom abhängig. Die IUIa-Kennlinie weist mit sieben bis acht Stunden die kürzeste Zeit bis zur Vollladung auf.Pluspunkte für die Peripherie Wichtig: Eine falsche Zuordnung von Batterie und Ladegerät mit nicht angepassten Ladeströmen und Kennlinien führt zu abweichenden Ladezeiten, verstärkter Gasung und Korrosion, einem erhöhten Wasserverbrauch und Mängelladung. All das geht zu Lasten der Batterielebensdauer. Die liegt bei einer optimalen Ladetemperatur von 30 Grad und rund 1200 Ladezyklen bei durchschnittlich etwa fünf Jahren.Überlast, der Versuch, eine Batterie, die nicht darauf ausgelegt ist, mit höherer Amperezahl schneller zu laden, läuft auf die kurzfristige Neuanschaffung einer Batterie hinaus. „Je größer die Stromeingabe, desto höher die Wärme“, erklärt Spitzmüller. Beim Ladevorgang ist die Wärme jedoch einer der größten Feinde der Batterie. Eine fünf Grad höhere Wärmeentwicklung reduziert die Lebensdauer der Batterie um 14 Prozent.Diesen Effekt zu mindern, dienen bei geschlossenen Batterien die Peripheriekomponenten. Mit Hilfe der Elektrolytumwälzung während des Ladevorgangs wird Luft in die Batteriezellen gepumpt. Das löst die Sulfatschicht an den Bleiplatten. Resultat: weniger Wärmeentwicklung. Zudem führt die Elektrolytumwälzung zu einem günstigen Ladefaktor. Der Ladefaktor bezeichnet das Verhältnis von eingeladener zu entnommener Strommenge. Üblich ist ein Faktor von 1,2: Bei einer 80 Prozent entladenen 500-Ah-Batterie werden 480 Ah eingeladen (80 Prozent von 500 = 400 Ah mal 1,2 = 480 Ah). Batterien mit Elektrolytumwälzung benötigen weniger Einspeisestrom. Sie weisen einen Ladefaktor von 1,07 aus.Standardsysteme der Ladetechnik sind Niederfrequenz-50-Hertz-Trafo-Geräte. Nachteil: große Abmessungen und hohes Gewichts. Vorteil: Sie können Batterien unterschiedlicher Technologien laden. Daneben bieten Hersteller wie Hawker oder Fronius Geräte mit Hochfrequenztechnologie (HF) an. Durch den Wegfall des Transformators konnten Gewicht und die Abmessungen der Ladegeräte reduziert werden. Ihr höherer Wirkungsgrad sorgt zudem für geringeren Stromverbrauch bei der Einspeisung. Die HF-Geräte sind teurer, bieten dafür aber eine konstante Ladequalität, ungeachtet möglicher Störungen in der Eingangsspannung.Eine Alternative sind Onboard-Ladegeräte, die durch die Vorteile der HF-Technologie überhaupt erst möglich wurden. „Diese Geräte sind inzwischen praxisbewährt“, erklärt Frank Bergmann, Produktmanager des Staplerherstellers Linde. Bergmann zufolge schätzen die Kunden insbesondere, dass die Hauptfehlerquelle beim Laden, der Mensch, Unterstützung erhält. „Bedienfehler durch die Wahl eines falschen oder ungeeigneten Ladegerätes sind ausgeschlossen, auch Steckerbeschädigungen entfallen.“ Hinzu kommt der geringe Platzbedarf – es genügt eine CEE-Steckdose und der Ladevorgang kann ohne zusätzliche Technik beginnen. ❙❚■Rainer BarckOhne Strom läuft kein E-Stapler – er kommt auf verschiedene Wege in die BatterieBlei-Säure-Batteriemit LadegerätE-Stapler KennlinieBeschreibungLadedauerAnwendungBesonderheitI-KennlinieGeregelte Konstantstrom-KennlinieLängere Ladezeiten zur VolladungInbetriebsetzungsladungenKeineU-KennlinieGeregelte Konstantspannungs-KennlinieSieben bis neun StundenEinzelladungen im Mehrschichtbetrieb oder Pa-rallelladung in SammelstationenParallelladung von Batterien gleicher LeistungIU-KennlinieGeregelte wechselnde KennlinieLange Ladezeit zur VolladungParallelladen in SammelladestationenSchnelle Teilladungen und das Parallelladen sind möglichIUI-KennlinieGeregelte wechselnde KennlinieSieben bis acht Stunden Einzelladung im MehrschichtbetriebKürzeste LadedauerW-KennlinieUngeregelte fallende KennlinieZehn bis zwölf StundenEinzelladungKeineWoW-KennlinieUngeregelte wechselnde KennlinieSieben bis neun StundenEinzelladung im MehrschichtbetriebKeineLadeverfahren-Kennlinien für TraktionsbatterienSofern Umschaltvorgänge mit Übergang von einer auf eine andere Kennlinie erfolgen, wird ein „o“ zwischen die jeweiligen Kennlinienbuchstaben gereiht (etwa WoW). Wird nach Abschluss des Ladeprozesses der Vorgang automatisch abgeschaltet, so wird ein „a“ an die Kennlinienbezeichnung angehängt (zum Beispiel „Wa“). rbb

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