三种蓄电池的介绍
目前用于AGV的电池,主要为三种,铅酸、镍镉、锂。首先让我们先了解一下这三种电池。
上图 分别为铅蓄电池/镍镉电池/锂电池
AGV铅酸蓄电池
铅酸蓄电池是一种使用最广泛的电池,它以海绵状的铅作为负极,二氧化铅作为正极,我们把这两种物质称为活性物质,用硫酸水溶液作为电解液,它们共同参与电池的电化学反应。铅酸蓄电池具有良好的可逆性,电压特性平稳,适用范围广,原材料丰富,且具有可再生使用及造价低廉等优点。但它有两大缺点;能量低,所占的质量和体积太大,且一次充电行驶里程较短;另一个是使用寿命短。
而常见的铅酸蓄电池又可分为两种,一种是免维护胶体蓄电池和排气式蓄电池。免维护胶体蓄电池最重要的特点为:用较小的工业代价,沿已有150年历史的铅酸电池工业路子,制造出更优质的电池,其放电曲线平直,拐点高,能量及功率要比常规铅酸电池大20%以上,寿命一般也比常规铅酸电池长一倍左右,高温及低温特性要好得多。
上图 为采用铅蓄电池供电的AGC
镍镉电池
目前,镍镉电池的应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池,可快速充电,循环使用寿命较长,是铅酸蓄电池的两倍多,可达到2000多次,但价格为铅酸蓄电池的4~5倍。它的初期购置成本虽高,但由于其在能色量和使用寿命方面的优势,因此其长期的实际使用成本并不高。但使用中需要做好回收工作,否则重金属镉会污染环境。
上图 为采用镍镉电池供电的双举升合装AGV
锂电电池
紧随社会的进步,数码产品的普遍,锂电池也逐步被人们所重视广泛应用于数码产品和高端的仪器产品中作为重要的电能供能源。
对比锂电池与上述两种电池。锂电池电压平台高,单体电池的平均电压为3.7V,约等于3只镍镉电池串联电压,便于组成电池电源组,它具有高储存能量密度,是铅酸电池的约6-7倍;相对铅酸电池而言锂电池重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/5;锂电池使用寿命相对较长,并且自放电率低,无记忆效应;绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。
但是,锂电池均存在安全性问题,当电池过量充电有发生爆炸的危险。所以锂电池均需保护线路,防止电池被过充过放电。其生产要求条件高,成本也是最高的。
2各类电池的使用比重
这几种电池在AGV的使用占比是怎样的情况?我们可以来通过图表进行了解。 需要指出的是,因为对污染的标准各国或地区存在区别,所以提出了国内和国外的数据。
上图 为各类电池在AGV应用中的比重
由两图可见,欧洲铅酸电池的比重非常大,铅酸电池和铅酸凝胶电池两种的比重是81%。两者的区别为前者要加水,排气;后者不需要,但后者偏贵。
与国内市场不同,国内的镍镉电池占到33%,纠其原因,有以下三大主因:
1、镍镉电池在欧洲因后续处理的污染问题,被CE标准限制,坚决不用。
2、中国除了没有国家的标准因污染限制,还因价格便宜得到不少厂家的青睐。
3、因为一些充电方式(在线快速充电)让镍镉电池也较为实用。
而在这里重点描述锂电的前景。因为最近大家也看到不少企业在大力发展锂电,他们也想为AGV提供锂电能源。 但大家通过两张图片都了解到,目前锂电用于AGV比率,不论国内外,大约都是8-9%,这是因为锂电池还是过于昂贵的结果。
而铅酸能成为目前的主流,还是因为环保和性价比。另一个要注意到的因素就是铅酸除了性价,还能很好的平衡AGV车体结构。以载重一吨的叉式AGV为例,通常主流厂家的车重是800-1250KG,加上几百千克的电池后,自重达到1.2-1.7T。 这样才能有效的做到物重和自重平衡。如果采用锂电,几百千克的锂电池,价格过于高昂了。
所以,锂电的推广,有两个方向是光明的:
1、小体积,大容量,也就是所说的超容这个方向;
2、不管小体积或大体积,价格下降。
3关于未来发展方向
超容电池是将来发展方向。
随着智能化、自动化,所有的机械、生活用品都将带电,而未来的机械设备、生活用品必定是采用电池。因此,它的方向明确:
1、智能化、自动化 就意味着无插电工作、无插电充电。
2、而长时间的用电是又一方向,因为无论是电动汽车、AGV、扫地机,都需要一次可工作一周的电量;
3、超容的前提下,轻量化是又一要求,轻量才能便携;
4、谈到轻量化,体积只有更小,没有最小,体积小了,就能更加节省空间了。
超容电池都满足以上未来发展的4大要求,而适合超容的电池中,锂电走得更前一步。所以,电池企业普遍拥有光明前景,超容电池是将来的大方向。
上图 为采用锂电池供电的货架车
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