ENERSYS - Cómo la tecnología TPPL ha ampliado las opciones de baterías para vehículos eléctricos - Handling&Storage

Buscar
Vaya al Contenido

Menu Principal:

ENERSYS - Cómo la tecnología TPPL ha ampliado las opciones de baterías para vehículos eléctricos

 
 
Cómo la tecnología TPPL ha ampliado las
opciones de baterías para vehículos eléctricos
 
Escoger una solución de batería depende de varios factores como el coste inicial, el rendimiento, el mantenimiento, la carga, la gestión de existencias y el reciclaje.
 
Los almacenes y las áreas de producción están bajo una presión cada vez mayor para maximizar la productividad y el retorno de la inversión. Esto ha llevado a tener que prestar mayor atención al papel que juegan los vehículos para la manipulación de cargas, especialmente el coste y el rendimiento de las baterías, así como también la tecnología que las impulsa. Como ejemplo de ello, hoy en día los usuarios de vehículos para manipulación de cargas no aceptarán una pérdida de productividad debida a tiempos de inactividad causados por las baterías. Simplemente ya no es posible dejar un vehículo fuera de servicio para cargar o cambiar las baterías y realizar tareas de mantenimiento habituales.
Asimismo, existe la tendencia a alquilar vehículos en vez de comprarlos directamente. Cambiar una batería durante un período de alquiler no es aconsejable, porque la nueva batería no se usará por completo dentro del término del contrato y, por lo tanto, se perderá.
 
Una amplia variedad de tecnologías de batería
 
Escoger una solución de batería depende de varios factores como el coste inicial, el rendimiento, el mantenimiento, la carga, la gestión de existencias y el reciclaje. Las tecnologías de alto rendimiento, como la de las baterías de placas delgadas de plomo puro (TPPL), ofrecen una alternativa atractiva a tanto las soluciones tradicionales de plomo-ácido como a las nuevas soluciones de iones de Ion-Litio.  Hay dos tipos principales de baterías TPPL:
 
■ El primero es la solución TPPL “estándar” que se suministra como alternativa directa a las baterías de plomo-ácido.
El segundo es una solución TPPL optimizada con una adición de carbono. Gracias al gran aumento de su ciclo de vida, esta batería ofrece una alternativa de alto rendimiento y rentabilidad en comparación con las baterías de Ion-Litio, especialmente en aplicaciones de alta exigencia.
 
Factores que comprometen la productividad de las carretillas
 
Cada tipo de batería presenta diferentes requisitos de carga y seguridad, lo cual tiene un impacto en la productividad de las carretillas.
Las baterías húmedas de plomo-ácido suelen necesitar largos ciclos de carga durante o después de un turno de trabajo. Esto significa dejar un vehículo fuera de servicio o cambiar la batería. Por razones de seguridad, las baterías de plomo-ácido requieren salas de carga exclusivas dotadas de ventilación. Los llenados regulares de agua forman parte de su funcionamiento normal, pero también generan un riesgo de derrames de ácido. Asimismo, sobrecargar las baterías entre un 10 % y un 20 % reduce la estratificación, pero a su vez también supone un aumento de la demanda energética.  Todos estos factores contribuyen al coste total de propiedad (TCO) relativo a una configuración de batería de plomo-ácido.
Las baterías de plomo-ácido reguladas por válvulas (VRLA) de gel presentan ciertas ventajas sobre las baterías húmedas de plomo-ácido. No requieren llenados de agua, y su factor de sobrecarga es solo de entre un 8 % y un 10 %, con lo cual se reduce la demanda energética para la carga.  No obstante, no permiten la carga parcial o carga rápida con corrientes elevadas. Las baterías deben dejarse fuera de servicio durante la carga, es decir durante 8 o 10 horas.
Las baterías de Ion-Litio son más caras, pero ofrecen una solución de mayor rendimiento que resulta adecuada para aplicaciones de alta exigencia. Tienen la ventaja de permitir una carga flexible como carga ultrarrápida y carga parcial. La tecnología del Ion-Litio tiene una densidad energética elevada y un mantenimiento cero. Su ciclo de vida ampliado significa que pueden durar más que la vida útil estándar de una carretilla elevadora. Las baterías de Ion-Litio no requieren ventilación, pero sí necesitan sistemas electrónicos de gestión de baterías para mayor seguridad, control y optimización. Una de las desventajas es la falta de opciones de reciclaje del Ion-Litio. Esto hace que la eliminación de estas baterías resulte cara.
Las baterías TPPL tienen la ventaja de la flexibilidad, pero sin el coste elevado del Ion-Litio. La batería NexSys Core de EnerSys es una excelente alternativa a las baterías de plomo-ácido, tanto a las húmedas como a las reguladas por válvulas (VRLA) de gel. Esta batería es adecuada para aplicaciones de exigencia baja a media.
Por otro lado, la batería NexSys Pure emplea la tecnología TPPL con la adición de carbono. Ha sido optimizada para aplicaciones de exigencia media a alta, como alternativa a las baterías de Ion-Litio.
 
Tecnología de batería TPPL
 
Las baterías TPPL tienen hasta un 10% más energía que las baterías de plomo-ácido húmedas y hasta un 20% más que las baterías reguladas por válvulas (VRLA) de gel.  Esto es posible gracias al mayor número de placas y al menor grosor de estas. No obstante, la capacidad de carga rápida y flexible es lo que diferencia a este tipo de baterías de las otras opciones alternativas de plomo-ácido. La tecnología TPPL permite un ciclo de estado de carga parcial (PSoC) sin que ello afecte la vida útil de la batería. Una vida útil de 1500 ciclos a un 60% de profundidad de descarga (DoD) es posible, y todavía más a un DoD de menor profundidad.
Con una carga parcial, las carretillas pueden completar todo un turno de trabajo o incluso más, sin perder tiempo para recargas. También es posible realizar recargas rápidas con una tasa de carga de 0,25 C5 a 0,4 C5.  La combinación de la velocidad de carga y la mayor capacidad de la batería permite que las flotas de carretillas elevadoras puedan funcionar con menos baterías y, por lo tanto, con un menor TCO.
La batería NexSys Core que emplea la tecnología TPPL también está disponible en una versión ATEX (ATmosphères EXplosives) que permite que los vehículos para manipulación de cargas puedan trabajar de manera segura en áreas peligrosas con riesgo de explosión.
 
Tecnología de batería TPPL con adición de carbono
 
La batería NexSys Pure está basada en la tecnología TPPL con carbón añadido en la materia activa. Los cambios químicos en la batería mejoran su rendimiento en tanto que reducen su resistencia interna y aumentan su aceptación de carga. La batería NexSys Pure ofrece una recarga ultrarrápida y un excepcional rendimiento en ciclo de PSoC.
Las baterías TPPL con carbón añadido tienen una gran potencia específica y pueden alcanzar un rendimiento energético de hasta un 160% por día. Esto significa que las baterías pueden durar entre 2 y 3 turnos de trabajo, si se realizan varias cargas parciales. La adición de carbono en la formulación de la materia activa y el uso de un perfil de carga especial extiende hasta un 50% la vida útil de las baterías NexSys Pure en comparación con la de las baterías NexSys Core (dependiendo de la aplicación y el uso). Esta batería puede durar más que el contrato de alquiler de la mayoría de carretilla elevadoras.
Además, la eliminación de las baterías TPPL con carbono es rentable en comparación con los costes adicionales que tiene la eliminación de las baterías de Ion-Litio.
 
Tecnologías de carga de batería
 
Los sistemas de carga de batería tienen tanta influencia en el rendimiento de la batería como las baterías mismas. Los cargadores de batería NexSys y NexSys+ ofrecen una carga inteligente para su gama de baterías TPPL. Los diseños modulares de alta frecuencia ofrecen un considerable ahorro energético en comparación con los cargadores de 50 Hz. Esto se debe a que el sistema de gestión desconecta los módulos cuando la batería se está cargando. De este modo, cada uno de los módulos funciona siempre a sus niveles de carga y eficiencia óptimos. Además del ahorro energético, el tiempo de carga también puede reducirse en un periodo de hasta dos horas. Los cargadores NexSys están diseñados para reducir el consumo energético en hasta un 35% en el caso de las baterías TPPL, en comparación con otros tipos de baterías de plomo-ácido.
El uso de las baterías con sus respectivos sistemas de carga garantizan la obtención de todas estas ventajas. Este enfoque maximiza la eficiencia energética, lo cual beneficia la vida útil de la batería a la vez que elimina la posibilidad de sobrecargas.
También existe la opción de disponer de un cargador on-board para carretillas elevadoras clase III: Los cargadores on-board NexSys COMpact ofrecen la máxima flexibilidad de carga ya que, gracias a que simplemente tienen que enchufarse a una toma de CA, facilitan las recargas parciales. Los dispositivos integrados, los sistemas de software y la capacidad de comunicación Bluetooth permiten una carga óptima y una monitorización precisa.
 
Optimización a través de la monitorización
 
Se recomienda escoger un socio que ofrezca un enfoque total a la gestión de energía, y que además tenga un historial ejemplar respecto a la tecnología de baterías. Las soluciones de batería y carga no deberían exigir un cambio en los modelos de funcionamiento. Por el contrario, una solución debería siempre optimizar el funcionamiento.
Algunos proveedores de servicios como EnerSys ofrecen paquetes de monitorización, incluidas aplicaciones basadas en la nube. También proporcionan conocimientos en profundidad y recomiendan acciones para mejorar el rendimiento. Pantallas de monitorización pueden colocarse en el interior del vehículo para que los conductores dispongan de información relativa a los parámetros críticos.
 
Conclusión
 
Las baterías tradicionales de ácido-plomo y de Ion-Litio tienen ciertas limitaciones que las baterías TPPL pueden solucionar. Las soluciones como las baterías NexSys Core y NexSys Pure diseñadas por EnerSys ofrecen ventajas como un mantenimiento cero, una máxima flexibilidad de carga y una larga vida útil. La tecnología TPPL ofrece un TCO inferior al de sus alternativas y, por lo tanto, proporciona a los operarios de los vehículos de manipulación de cargas una gran oportunidad para incrementar sus márgenes comerciales.
 

 
 
 
Regreso al contenido | Regreso al menu principal