トラクション・バッテリーとは? マイクロテックス
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トラクションバッテリーとは何ですか? トラクション・バッテリーとはどういう意味ですか?

欧州規格IEC 60254-1によると、鉛酸トラクショ ンバッテリーは、道路運送車両、機関車、産業用フォークリフト、機械式運搬機 器(MHE)などの用途で、電気推進用の電源として使用されています。 トラクション・バッテリー・パックには、2Vのセル、または4、6、8、12Vのモノブロックが使用されています(図1)。 欧州のトラクション・バッテリーメーカーやトラクション・バッテリー市場では、トラクション・バッテリーの内部構造については規定されていませんが、外部寸法についてはIEC 60254 – 2などの規格で定められています。 電池容量は、満充電から5時間かけてセルあたり1.7ボルトになるまでの規定の電池放電テストで測定されます(C5テスト)。

トラクションバッテリーとノーマルバッテリーの違い

トラクション・バッテリーには、2ボルト・バッテリーとモノブロック・バッテリーの両方の構造を持つ、浸水型とVRLA型があります。 これらのデザインでは、ポジティブプレートはフラットプレートとチューブラープレートの両方のデザインが可能です。 VRLA構造のAGMタイプでは、セパレーターに使用されているグラスファイバーマットを均一に圧縮する必要があるため、平板タイプのみが適しています。 正極板が筒状になっているチューブラー型トラクション・バッテリーは、平板型バッテリーに比べてサイクル寿命が長いのが特徴です。 密閉型のチューブ構造(図2)により、トラクション・バッテリーの深い放電サイクルの間、正極活物質が導電性の鉛合金スパインにしっかりと保持されます。

トラクション・バッテリーのパックライフとは?

トラクション・バッテリーの寿命は、定格容量または公称容量の80%まで低下するまでの標準的な深い充放電サイクルの回数で定義されます。
トラクション・バッテリーの仕様設計は、長期間にわたってトラブルなくサービスを提供するために非常に重要です。 これを実現するために、トラクションセルの構造には、トラクションバッテリーの保証とサイクルデューティの要求に耐えられるようにするためのいくつかの重要なポイントがあります。 トラクションバッテリーの主要構成要素は、正グリッド合金、スポンジー鉛の配合、活物質の化学的性質と分離方法、プレートサポート、トラクションバッテリーの冷却部品です。

トラクション・バッテリー・プロテクションとは何ですか?

深放電は、高電圧で長時間にわたって充電することが必要です。 これにより、正電極が酸化され、グリッドが成長し、最終的には正電極が完全にPbO2になってしまうため、故障の原因となります。 そのため、トラクション・バッテリー用の鉛合金には、耐腐食性と、クリープ成長に耐えうる強度が求められる。 インドのトラクションバッテリーメーカーであるMicrotex社は、トラクションバッテリーに使用されるチューブ状の正極板に最大限の耐食性と耐クリープ性を持たせるために、数十年の経験に基づいて開発されたアンチモン、スズ、銅、硫黄、セレン、ヒ素の添加物を独自に配合した特殊な鉛合金を使用しています。

トラクションバッテリーの製造工程とは?

同様に、正負の活物質の構造や密度などの他の要素も、鉛蓄電池に求められる容量やサイクル寿命を実現するために重要な要素です。 筒状のポジティブプレートには、Microtex社が長年の経験と実験室でのテストを経て開発した独自の酸化鉛パウダーが乾式で充填されています。 また、このプロセスでは、正極管に正しいディープサイクル形態の二酸化鉛(αPbO2)が形成されます。

また、多筒式PTバッグの物理的な構造と、内部のボトムプリズムサポートにより、バッテリーのサイクル中にプレートから排出される物質を回収するスペースが確保されています。 これは、バッテリーの経年劣化に伴い、排出された活物質がプレート間に導電性のブリッジを形成することで、ショートによるダメージから容量の減少や故障が発生するために重要です。

Figure 1 Traction battery 2 volt cells and batteries for fork lift trucks
図1 トラクションバッテリー 2ボルトセルとフォークリフト用バッテリー
Figure-2-Construction-of-a-2V-lead-acid-cell-for-forklift-trucks.jpg
図2 フォークリフト用2V鉛蓄電池の構造

トラクション・バッテリーは何でできているのですか?

コンポーネント 建設資材 アプリケーション
負のバッテリーグリッド 低SB鉛合金 - Pb/Ca/Sn/Al合金 標準的なフラッド式2Vトラクションセル - VRLA、ゲル、ローメンテナンスバッテリー
チューブラー ポジティブ スパイングリッド 低Sb鉛合金 - Pb/Ca/Sn/Al合金 標準的なフラッド式2Vトラクションセル - VRLA、ゲル、ローメンテナンスバッテリー
ポジティブな活物質 PbO2 ドライフィル 3.6 - 3.8 gms/cc すべてのタイプの管状の鉛酸2Vセルとバッテリー
ネガティブな活物質 スポンジーリード 4.4g/cc すべてのタイプの鉛酸2v管状セル&バッテリーの
バッテリーガントレット 織物・不織布 - ポリエステル、PET/PBT/PP 2Vバッテリー&セル - 鉛酸バッテリー
バッテリーセパレーター ポリエチレン、微多孔ゴム、PVC バッテリーセパレーター TGelメンテナンスフリーセルを含む、あらゆるタイプのチューブラーバッテリー
トップストラップの鉛合金 低SB鉛合金-鉛/2~4%Sn合金 浸水した2Vセルとモノブロック、VRLA 2Vセルとモノブロック
電解液 1.29 + - 0.1SG H2So4液体
1.29 + - 0.1SG H2So4 ゲル/AGM
標準的なフローテッド2Vセル
VRLA 2Vセルとモノブロック
ベントキャップまたはベントプラグ ポリプロピレン製オープントップ型プラグ
密閉型バルブレギュレーテッドベントプラグ
標準的なフローテッド2Vセル
密閉型メンテナンスフリーバッテリー 2Vセル&モノブロックバッテリー
トラクションバッテリーコネクター 鉛メッキ銅ケーブル あらゆる種類の2v電池

また、トラクション・バッテリー・コントロール・モジュールのエレクトロニクスは、バッテリーの寿命に重要な役割を果たしています。 トラクション・バッテリー・パワー・ローは、トラクション・バッテリー・コントロール・モジュールが故障した際によく発生する問題です。

ここまでは、トラクション・バッテリーが浸水した、2Vのバッテリーセルを見てきました。 この設計では、充電と操作の性質上、必ず定期的に水を補充する必要があります。AGMフォークリフトバッテリーは、VRLA AGMまたはGELのいずれかのタイプで、バッテリーへの水補充に必要なメンテナンスを回避することができます。 これは、メンテナンス基準が低い場合や、一部のバッテリーメーカーでは蒸留水の添加量が多いためにコストがかかる場合、あるいは人件費がかかる場合に重要です。 しかし、メンテナンスフリー設計の場合はサイクル寿命が短く、最もサイクル寿命が短いのはAGM平板構造です。

経験的には、2ボルトのバッテリーのチューブラー・フラッデッド・セルは、25℃で80%の放電深度のDODサイクルで約1600回となります。 AGMフォークリフトバッテリーのVRLA設計では、約600~800回のサイクルが得られます。 このためMicrotex社では、トラクション・バッテリーや電動フォークリフトの用途にはチューブラー型の浸水式バッテリーを使用することを推奨しています。 トラクションバッテリーの価格のトータルコストが下がる。 2Vのトラクション・バッテリーの価格につられて、古いバッテリーのセルを一つ一つ交換していく。 このような新しい細胞はすぐに壊れてしまうため、長期的にはコストがかさむことになります。 2Vのトラクション・バッテリーのメーカーはこれを教えてくれません。

Traction cell grouping details
Traction cell grouping details

EVのためのトラクション・バッテリーの選択とは?

フォークリフト市場で使用されているEV用トラクション・バッテリーの大半は2Vトラクション・バッテリーであり、そのうち90%以上が浸水型チューブラー・プレート・バッテリーの設計です。 これらは一般的にパレットやフォークリフトに6の倍数で使用され、12Vフォークリフト用バッテリー、24Vトラクション用バッテリー、36Vフォークリフト用バッテリー、48Vフォークリフト用バッテリー、80Vフォークリフト用バッテリーパックとなり、80Vは直列進行を止め、ほとんどのフォークリフト製造会社の上限を形成しています。 トラクションバッテリー12Vは、ブームリフトで使用する場合はセミトラクションに分類されます。

各国のフォークリフトメーカーには、その国の規格に基づいた標準的なトラクション・バッテリーの容器サイズがあります。 Nilkamal forklifts, Godrej forklifts, Josts forklifts, Toyota forklifts, Kion forklifts, Hyster forkliftsなど、インドのフォークリフトの大半は、DIN規格またはBS規格のトラクション・バッテリー・セルを使用しています(※免責事項:記載されているすべてのブランドはそれぞれの会社に属しており、Microtexはそれらの会社に属していません)。 これにより、外形寸法、ポールの配置、予想される容量が決まります(図3)。 フォークリフト用の48Vリチウムイオン電池も登場しています。

フォークリフトのバッテリーコンテナは、セルの寸法の倍数を基準とした規格サイズになっています。 これらのサイズも規制されていて、イチゴ 3は、BS規格とDIN規格で想定されるセルと容器のサイズを示しています。 バッテリーを選ぶ際の注意点は、単に容量が大きいものを選ぶことだけではありません。 バッテリーの選択に影響を与えるその他の要因は以下の通りです。

  • フォークリフトのメーカーとサイズ
  • 運用期間
  • アプリケーション
  • 所在地
  • メンテナンスリソース
figure 3 shows cell and container sizes expected for BS and DIN standards
fig. 3は、BS規格とDIN規格で想定されるセルと容器のサイズを示しています。
  • マイクロテックスのトラクション・バッテリー・サービスチームにご連絡ください。 お客様の技術的・経済的要求をすべて満たすバッテリーのサイズ、容量、種類を算出するために必要な詳細情報を提供します。 なぜ自分でリスクを負うのか?

インドのトラクション・バッテリーメーカーとして、フォークリフト用バッテリーのお客様からよくある質問を紹介します。

フォークリフトのバッテリーはなぜ爆発するのですか?

フォークリフト用トラクション・バッテリーは、メンテナンスを怠ると思わぬトラブルに見舞われることがあります。 2Vのトラクションセルに定期的に水を与えないと、バスバーの下で電解液が完全に乾いてしまう可能性があります。 プレートが電解液に浸されていないと、充電時に電解液がない状態で発生する高熱によってセパレータが焼損する危険性が高い。

そうすると、プラスとマイナスの電極がショートしてしまい、火花が出てしまいます。 充電の過程では、爆発性のガスである新生水素が発生します。 その火花がガスに引火し、溜まっていたガスが爆発します。 トラクション・バッテリーの爆発を防ぐために、各セルに十分な電解液が入っていることを常に確認してください。 電池が爆発する理由についてはこちらをご覧ください。

フォークリフトのバッテリーにはどれくらいの硫酸が含まれていますか?

フォークリフトのバッテリーは、通常比重1.280の硫酸で工場出荷時に充電されています。 バッテリー内部の硫酸のレベルは、通常、セパレーターガードの40mm上にあります。 硫酸はセル内の電解質であり、一般に第3の活物質と呼ばれるものを形成している。 残りの2つは、ポジティブな活動材料とネガティブな活動材料です。 硫酸の純度は、バッテリーの寿命と性能に重要な役割を果たします。 フォークリフトのバッテリーは、それぞれ硫酸の設計容量が決まっており、通常はバッテリー容量1Ahあたり10~14ccとなっています。

  • エンドユーザーは、バッテリーにこれ以上酸を加えないことが非常に重要です。 セルの補充には、脱塩水のみを使用すること。 セルに水を入れすぎると酸性になり、スチールトレイを腐食させ、グランドショートや最新のフォークリフトに搭載されている高価な電子機器の損傷の原因となるため、注意が必要です。

フォークリフトのバッテリーを充電するときの手順を教えてください。

フォークリフトのバッテリーを充電する際には、フォークリフトのトラクション・バッテリーのマニュアル&トラクション・バッテリーの取扱説明書の指示に従うことが非常に重要です。 一般的な安全対策としては、フルシールドのアイゴーグル、ゴム手袋、ノーズマスクなどの個人用保護具を使用する必要があります。 誤ってショートさせないために、バングルやネックレスなどのゆるい金属製の装飾品はすべて外してください。 まず、すべてのベントプラグを開き、充電ガスによる圧力の上昇を防ぎます。 各セルの電解液レベルを確認し、不足している場合は、過充填にならないように注意しながら脱塩水を補充する。 そして、充電器のプラグをバッテリーのソケットに接続します。

充電開始時に、すべてのセルの電圧と比重を測定します。 同じ内容を充電記録(通常はメーカーから提供されます。) 充電状態に応じて8~10時間、またはトラクション・バッテリーのメーカーが推奨する時間、完全に充電してください。 充電器を取り外す前に、重力の最終測定を行い、完全に充電されたことを確認してください。 重力を記録する。

フォークリフトのバッテリーの重さはどのくらいですか?

フォークリフトのバッテリーはかなりの重さがあります。 重いことを前提に設計されているので、フォークリフトの負荷のカウンターバランスとして機能します。 通常、バッテリーの重量は、荷物を持ち上げたときにフォークリフトのバランスをとるので、計画されたフォークリフトの積載重量を受けられることが理想的です。 36V 600Ahのフォークリフト用バッテリーの重量は約900kg。

マイクロテックスのテクニカルチームの経験と知識を信頼して、ハードワークを任せてください。 お客様がインドにお住まいの場合は、当社のフレンドリーなサービスエンジニアがお客様を訪問し、お客様のニーズを評価させていただきます。

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