SCELTA DELLE BATTERIE - Fattori che influenzano la www.enersys.com - NexSys
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Fattori che influenzano la SCELTA DELLE BATTERIE per i veicoli elettrici industriali www.enersys.com
Negli ultimi anni, il mercato ha registrato significativi investimenti
per le soluzioni energetiche dei veicoli industriali. I motori elettrici
stanno rapidamente sostituendo quelli a combustione interna. In
questo contesto, le prestazioni delle batterie sono una variabile
importante per la produttività, la sicurezza e l’impatto ecologico
della movimentazione merci. La disponibilità di tecnologie innovative
al piombo e agli ioni di litio (Li-ion) offre agli OEM e ai clienti finali un
ventaglio più ampio di scelte. In questo White Paper, Martin Walsh,
Senior Product Manager, approfondisce i vantaggi associati a queste
tecnologie e le loro varianti, attraverso informazioni acquisite da
prove sul campo e da case study.
02 www.enersys.comINTRODUZIONE
Il termine veicoli industriali comprende carrelli elevatori, commissionatori, Partendo da questo presupposto, passiamo in rassegna le tecnologie per
macchine per la pulizia, veicoli automatizzati o a guida laser e mezzi adibiti al batterie che attualmente dominano il settore della trazione, a cominciare
trasporto di persone e materiali. Essi Sono utilizzati in numerose applicazioni, dalle soluzioni al piombo, che detengono la maggiore quota di mercato.
dalla distribuzione alimentare alla logistica, fino all’industria automobilistica.
Per molti decenni gli OEM di veicoli elettrici e gli utilizzatori finali hanno
Sempre più spesso questi veicoli sono alimentati elettricamente e non da avuto come unica opzione energetica le batterie al piombo con le tradizionali
combustibili fossili. I vantaggi di questa trasformazione sono una maggiore celle “ad acido libero”. Da alcuni anni, il mercato offre un interessante tipo
efficienza (in particolare per i costi di ricarica), la più facile movimentazione, di batteria al piombo che utilizza la tecnologia TPPL (Thin Plate Pure Lead),
la riduzione dell’inquinamento, la maggiore flessibilità nell’installazione interna in grado di offrire ad aziende come Daimler e a grossi distributori del
ed esterna e gli inferiori costi di manutenzione. Tuttavia, il potenziale di tali settore alimentare come Metro Group, un’alternativa al piombo-acido
motori dipende in gran parte dalle batterie e dai caricabatterie per la trazione. tradizionale e agli ioni di litio. La tecnologia TPPL è adatta anche ai veicoli
AVG (Automated Guided Vehicles).
La scelta spetta quindi ai clienti che devono acquistare nuovi carrelli o che
vogliono cambiare le batterie montate sui mezzi esistenti. La questione tocca Sebbene nel prossimo futuro le tradizionali batterie al piombo acido
anche gli OEM di veicoli elettrici, interessati a garantire la migliore soluzione continueranno a essere probabilmente le più vendute sul mercato della
energetica disponibile. Gli acquirenti dovranno valutare la convenienza trazione, questo White Paper si occupa anche della tecnologia Li-ion.
delle diverse tipologie di batterie sul mercato. Non è però sempre facile Il costante lavoro di Ricerca e Sviluppo di molte aziende ha portato
determinare quale sia la scelta “migliore” a causa della molteplicità dei all’introduzione di prodotti agli ioni di litio commercialmente validi.
fattori coinvolti, ai quali vengono riconosciute priorità diverse in base alle Queste batterie sono, secondo alcuni esperti, la tecnologia del futuro
esigenze del settore di riferimento. per l’on-board power nei carrelli industriali, ma presentano nel complesso
vantaggi e svantaggi che esamineremo più avanti.
Il White Paper si apre con la presentazione delle sfide nell’uso delle
batterie. La comprensione di questi aspetti evidenzierà i fattori da tenere in Infine, non bisogna dimenticare il TCO (Total Cost of Owership - Costo totale
considerazione quando si acquistano nuove batterie come componenti stand- di proprietà). Il seguente approfondimento evidenzierà come l’adozione della
alone o si acquistano veicoli che già integrano l’alimentazione elettrica. giusta tecnologia possa significativamente ridurre TCO e i costi associati.
03 www.enersys.comLE SFIDE E LE ESIGENZE DEGLI
UTENTI DI VEICOLI ELETTRICI
UTILIZZATI IN MAGAZZINI E
AREE DI PRODUZIONE
Il target ottimale per i carrelli elevatori sarebbe l’operatività senza interruzione anche su
tre turni. Tuttavia, data la frequente necessità di ricaricare la batteria, le alternative sono
due: mettere il veicolo in fermo o sostituire la batteria. La procedura può richiedere molto
tempo e comporta costi associati al sollevamento, alle batterie di ricambio e allo stoccaggio
delle batterie in magazzino. Una soluzione efficace consisterebbe nella carica durante le
pause naturali durante un turno, evitando di effettuare l’operazione in un ambiente dedicato.
Anche la gassificazione durante la carica non è auspicabile. L’emissione di gas da
parte delle batterie durante la carica richiede l’utilizzo di una sala carica e di un’adeguata
apparecchiatura di ventilazione. In più, occorrono percorsi obbligati per lo spostamento
dei veicoli dall’area di utilizzo allo spazio di ricarica.
L’operazione di ricarica della batteria dovrebbe essere complessivamente agevole. È quindi
auspicabile eliminare il rabbocco dell’acqua, perché richiede molto tempo e genera il pericolo
di fuoriuscite di acido. Il costo e l’impatto ambientale dell’uso eccessivo di acqua possono
essere significativi soprattutto in una grande struttura.
Gli utenti dovrebbero minimizzare i costi energetici relativi alla ricarica delle batterie,
con particolare attenzione alla sovraccarica correlata alla manutenzione1. Altri fattori che
contribuiscono al TCO sono la durata del ciclo operativo della batteria, i requisiti di ricarica
durante lo stoccaggio, l’affidabilità e il degrado dovuto alla corrosione. Naturalmente,
il prezzo di acquisto iniziale e il TCO in corso dovrebbero essere competitivi.
Le batterie trazione devono essere robuste, affidabili, pulite e sicure, nonché resistenti
agli urti e alle vibrazioni e compatibili con un ampio intervallo di temperature di esercizio.
Le batterie dovrebbero anche essere semplici da installare e sostituire per gli operatori.
04 www.enersys.comTECNOLOGIE ATTUALMENTE DISPONIBILI PER LE BATTERIE
La tecnologia più diffusa attualmente è quella tradizionale al piombo, Le batterie VRLA in commercio, sia Gel che AGM, migliorano alcuni aspetti
disponibile in quattro versioni: in quanto non richiedono il rabbocco d’acqua e il gas rigenerato si ricombina
all’interno delle celle. Queste caratteristiche eliminano il pericolo di
■■ Flooded (batteria “ad acido libero”, al piombo-antimonio) contaminazione dell’area di lavoro dovuta a fuoriuscite di acidi e all’emissione
■■ VRLA (Thin plate pure lead) al Gel (piombo-calcio) di vapori. Inoltre, richiedendo una sovraccarica inferiore, generalmente
intorno all’8-10%, le batterie VRLA hanno costi energetici minori rispetto
■■ VRLA – AGM (Absorbed Glass Mat) (piombo-calcio)
alle Flooded. Va tuttavia considerato che, rispetto a queste ultime, le batterie
■■ TPPL (Thin plate pure lead) (Piombo puro – VRLA – AGM) al Gel offrono capacità e lifecycle meno performanti.
Le batterie “ad acido libero” e in piccola percentuale le batterie Avendo una capacità di accettazione di carica limitata, richiedono inoltre
al Gel, utilizzate nei carrelli elevatori, faticano ad affrontare le sfide tempi di ricarica di circa 8 - 10 ore. Gli attuali prodotti al Gel, in particolare,
precedentemente descritte. non rispondono positivamente ai programmi di ricarica rapida ad alta frequenza.
La ricarica completa richiede infatti generalmente 8-12 ore e un Le batterie TPPL risolvono molti dei problemi riscontrati nelle soluzioni
10-20% di sovraccarica per rimescolare l’elettrolita e ridurre al minimo piombo-acido tradizionali, garantendo agli utenti produttività, convenienza
la stratificazione. Le batterie Flooded richiedono inoltre spazi di ricarica e sicurezza, aspetti essenziali per la loro competitività. Per comprendere
dedicati e ben ventilati per far fronte ai gas emessi. Inoltre, consumando questi vantaggi è necessario illustrare lo sviluppo e le differenze delle
molta acqua, richiedono frequente rabbocco. La carica rapida, laddove varie tecnologie.
possibile, richiede anche speciali carica batterie, e profili di carica.
La manutenzione delle batterie di riserva richiede molta cura. Devono
essere caricate ogni 6-12 mesi durante lo stoccaggio e il trasporto sul sito
di utilizzo è delicato. In più, le batterie Flooded operano in un range limitato
di temperature e risultano poco adatte a quelle molto elevate.
In aggiunta, la loro capacità può essere compromessa da un utilizzo
intenso, soprattutto in ambienti a due o tre turni. Ne consegue che
le batterie vanno sostituite alla fine di ogni turno. Questa operazione
richiede molto tempo e rappresenta un onere per il personale.
05 www.enersys.comDIFFERENZE TRA BATTERIE ELETTROLITA LIQUIDO
PIASTRA PIASTRA
SEPARATORE ASSORBENTE
IN MICROFIBRA DI VETRO
AGM E FLOODED O2 H2
PIASTRA PIASTRA
Nelle batterie “ad acido libero” convenzionali, come mostrato nella parte
sinistra della figura 1, l’ossigeno viene generato sull’elettrodo positivo e
l’idrogeno sull’elettrodo negativo. Le bolle vanno verso l’alto e vengono
rilasciate nell’atmosfera. Le batterie devono essere periodicamente
O2
rabboccate con acqua di ricambio2.
Al contrario, nel sistema AGM - categoria VRLA - a destra, l’ossigeno viene
O2
generato sull’elettrodo positivo, ma l’AGM non è ad acido libero. Il separatore
AGM, un feltro assorbente in microfibra di vetro, leggermente sotto saturo, + - + -
crea vuoti che consentono all’ossigeno di spostarsi sull’elettrodo negativo. O2
Qui, l’ossigeno passa attraverso una serie di reazioni, compresa la scarica
di materiale attivo negativo (NAM), per la finale conversione in acqua.
Il calore è generato proporzionalmente al tasso di ricombinazione. O2
Durante questo processo, nella misura in cui l’attività di ricombinazione
rimane efficiente, l’idrogeno rilasciato dall’acqua nella prima fase passa allo
stato ionico, ma è ricombinato con l’ossigeno prima di trasformarsi in gas
idrogeno. Va notato che durante la fase di ricombinazione, la scarica NAM SEPARATORE AGM SEPARATORE
è un passaggio essenziale, quindi l’energia viene utilizzata per ricaricare
il NAM. Ridurre al minimo la velocità di produzione di ossigeno riduce CELLA STANDARD AD CELLA AGM
la velocità di ricombinazione e il consumo di energia. «ACIDO LIBERO»
Fig. 1: Strutture celle Flooded e AGM
06 www.enersys.comTPPL COME SVILUPPO DI AGM:
I miglioramenti del TPPL, rispetto alla tecnologia AGM, si basano su due concetti chiave, indicati dal
nome stesso: “thin plates” e “pure lead”.
■■ Thin plates
Gli elettrodi TPPL positivi e negativi hanno uno spessore di 1 mm, rispetto ai 9 mm delle batterie al
piombo tradizionali. Ciò consente di installare più piastre nello stesso spazio, aumentando sia la capacità
della batteria sia la densità di potenza. In altre parole, lo spazio necessario per ottenere la stessa capacità
AGM è ridotto di circa il 30%.
■■ Pure lead
Le batterie VRLA AGM utilizzano una lega calcio-piombo per le piastre positive e negative. Il tipo
TPPL utilizza piombo e acido solforico a elevata purezza. Il comportamento chimico delle batterie è
significativamente più stabile, offrendo vantaggi in termini sia di carica sia di durata. Inoltre, la struttura
a grana del piombo puro rende le piastre molto meno soggette a corrosione.
Come i precedenti prodotti VRLA, le batterie TPPL sono di tipo ermetico, con minimo rilascio di gas e senza
necessità di rabbocchi d’acqua. Altri vantaggi derivano da aspetti di progettazione poiché le batterie risultano
avere una bassissima impedenza interna, che consente elevata velocità di scarica e accettazione di carica
rapida ed efficiente. Diventa quindi possibile operare in stato parziale di carica (PSoC), modalità nota come
“biberonaggio”, perché gli operatori possono sfruttare i momenti di pausa (ad esempio il cambio di turno o
la pausa pranzo), per effettuare una ricarica rapida a elevata corrente. Il biberonaggio risulta utile per portare
rapidamente a un elevato stato di carica le batterie scariche. La ricarica completa durante il weekend con un
bilanciamento delle celle consente di raggiungere lo stato di carica completo (SoC), con batterie pronte per
il funzionamento nelle settimane successive senza alcuna diminuzione della capacità ciclica.
Le batterie possono essere caricate a velocità comprese tra 0,4C5 e 0,7C65, o da due a quattro volte le
velocità di ricarica standard per AGM e Gel. Per una ricarica rapida e sicura sono disponibili anche algoritmi
in applicazioni cicliche. Le operazioni PSoC possono avere luogo senza effetto memoria delle batterie con un
rendimento energetico elevato durante la giornata lavorativa. Il risparmio di tempo ottenuto dal biberonaggio
viene inoltre potenziato dalla possibilità di ricaricare le batterie a bordo carrello.
07 www.enersys.comLa Fig.2 mostra i dati di un impianto di produzione alimentare in cui è stata Il sesto giorno, è stata eseguita una ricarica prolungata, con costante bilanciamento
implementata un’applicazione di 6 giorni / 3 turni utilizzando un pacco batterie della corrente per ottenere lo stato di carica completo e preparare la batteria al
48V-625 Ah. La durata della ricarica è rappresentativa del tempo disponibile durante funzionamento nella settimana successiva.
su turno. In questo lasso di tempo la batteria ha funzionato in modalità PSoC.
S.O.C. – STATO DI CARICA TEMPERATURA
120 70
60
100
50
S.O.C. – STATO DI CARICA %
80
40
60
°C
30
40
20
20
10
0 0
01/04/2014
02/04/2014
03/04/2014
04/04/2014
05/04/2014
06/04/2014
07/04/2014
Fig. 2: Ciclo di forza di trazione PSoC su più turni in un impianto di produzione di alimenti
08 www.enersys.com120
La batteria TTPL offre anche una migliore 100
densità energetica. La Figura 3 mostra le
densità di energia volumetrica della cella. 80
Wh/LITRO
Il consumo energetico è ridotto, poiché
60
le batterie richiedono una sovraccarica più
bassa, tipicamente dell’8 - 10% rispetto al
40
10 - 20% delle flooded. L’utilizzo di batterie
TPPL con caricatori adatti consente un
risparmio energetico fino al 30%. 20
0
GEL PIOMBO ACIDO – AGM TPPL
A VASO APERTO
Fig.3: Confronto delle densità di energia volumetrica per diverse tecnologie
di batterie al piombo-acido.
09 www.enersys.comSTATO DI CARICA IN FUNZIONE DELLA TENSIONE A VUOTO
2.19 105
2.18 100
2.17 95
2.16 91
2.15 86
2.14 82
STATO DI CARICA (%)
TENSIONE A VUOTO
2.13 77
Vi sono inoltre ulteriori vantaggi per utenti che 2.12 72
tengono in magazzino una riserva di batterie 2.11 68
destinate alla sostituzione di quelle esauste. 2.1 63
A differenza delle batterie convenzionali,
2.09 58
che devono essere ricaricate ogni 6-12
settimane durante lo stoccaggio, le batterie 2.08 54
TPPL possono essere conservate fino a due 2.07 49
anni a 20 °C, partendo da una condizione 2.06 45
di carica completa. Ciò riduce le spese di
2.05 40
monitoraggio della tensione a circuito aperto
2.04 35
delle batterie nell’inventario e incrementa la 0 5 10 15 20 25 30 35 40
ricarica di quelle che lo necessitano. La figura
4 quantifica le prestazioni della batteria MESI
durante lo stoccaggio. 104°F (40°C) 86°F (30°C) 77°F (25°C) 68°F (20°C)
Fig.4: Stato di carica e tensione a circuito aperto in funzione dei mesi, memorizzati per diverse temperature.
10 www.enersys.comRISULTATI DELLE
PROVE SUL CAMPO
La tecnologia TPPL sembra offrire numerosi vantaggi, ma
come si applicano all’operatività reale? EnerSys ha effettuato,
nel corso degli anni, moltissime prove sul campo in diversi
settori, al fine di valutare e quantificare le prestazioni delle
batterie TPPL. Segue un esempio.
Produttore di ceramica
Il ciclo produttivo è molto intenso, con operatività ininterrotta
24 ore su 24, 7 giorni su 7. L’impianto rimane chiuso 15 giorni
nel periodo estivo, quando le temperature sono molto elevate,
per consentire le attività di manutenzione. Il sito disponeva Fig. 5: Batterie usate dal produttore di ceramica – Profili DoD
originariamente di 16 AGV, 32 Flooded e 16 caricatori 50
Hz. Questi accumulatori sono stati sostituiti con 6 batterie
TPPL, ciascuna classificata di 48 V, 375 Ah. Sono stati forniti STATO DI CARICA (%) NORMALE BASSO
6 caricatori Life IQTM. A tutti i veicoli è stato applicato 80
STATO DI CARICA (%)
biberonaggio 24 ore su 24 e 7 giorni su 7, con una pausa
di 6 ore a settimana per una ricarica completa. La durata 60
delle batterie era di 2 anni e mezzo.
40
La Fig. 5 mostra la profondità di scarica per ciascuna delle
batterie, e la Fig.6 mostra lo stato di carica delle batterie
20
durante il funzionamento per svariati mesi. La nuova soluzione
ha permesso assoluta autonomia con zero cambi di batteria,
0
ottenendo i seguenti risparmi: 18-04-2015 20:15:04
29-04-2015 20:15:04
09-05-2015 20:15:05
16-05-2015 20:15:05
27-05-2015 20:15:05
04-06-2015 20:15:06
15-06-2015 20:15:06
26-06-2015 20:15:06
08-07-2015 20:15:07
18-07-2015 20:15:07
25-07-2015 20:15:07
02-08-2015 20:15:08
31-08-2015 20:15:08
11-09-2015 20:15:09
21-09-2015 20:15:09
02-10-2015 20:15:10
14-10-2015 20:15:10
23-10-2015 20:15:10
02-11-2015 20:15:11
10-11-2015 20:15:11
18-11-2015 20:15:11
27-11-2015 20:15:11
08-12-2015 20:15:12
18-12-2015 20:15:12
16-01-2016 20:16:01
27-01-2016 20:16:01
DATA
■■ 33% in termini di consumo energetico
■■ 100% in termini di manutenzione e acqua
■■ Intera rimozione del sistema di aspirazione
Fig.6: Batterie usate dal produttore di ceramica – stato a lungo termine del diagramma di scarica
11 www.enersys.comFATTORI DI RIDUZIONE DEL
TCO CON LA TECNOLOGIA TPPL
Finora il White Paper ha spiegato i vantaggi della tecnologia TPPL con diversi riferimenti
alla riduzione del TCO delle batterie.
I risparmi nel TCO provengono dalla possibilità di snellire le operazioni giornaliere e dall’utilizzo
di una migliore tecnologia. Il fatto che le batterie TPPL, come NexSys®, supportino ricarica
veloce e operazioni PSoC, consente ai veicoli di rimanere “produttivi” più a lungo, senza la
necessità di lunghi stop per la ricarica. Ne consegue un funzionamento su più turni senza
la necessità di spazio, capitale e manodopera associati a stoccaggio, manutenzione e
sostituzione delle batterie scariche. Inoltre, vengono abbattuti i costi e lo spazio degli
ambienti di ricarica dedicati, nonché dei percorsi riservati ai carrelli, poiché le batterie
TPPL possono essere caricate in loco.
I costi di manutenzione sono ulteriormente ridotti dal risparmio del tempo per il rabbocco
d’acqua. La tecnologia giova anche ai consumi energetici, perché le batterie TPPL richiedono
una sovraccarica minore rispetto alle celle Flooded. Le batterie offrono un ciclo di vita
più lungo rispetto ai tipi AGM e Gel, mentre migliori performance e densità energetica
consentono batterie più piccole e convenienti, che occupano meno spazio a bordo veicolo.
12 www.enersys.comDistribuzione di prodotti alimentari –
Metro Cash & Carry France
Metro Cash & Carry France è parte del gigante della distribuzione tedesca
CASE STUDY Metro AG e dispone di 93 centri di distribuzione all’ingrosso. La società era
alla ricerca di una tecnologia a risparmio energetico che offrisse più autonomia
ai carrelli, maggiore durata, tempi inferiori di ricarica e più flessibilità operativa.
Le prove e i risultati sopra esposti Le soluzioni al Gel risultavano inadeguate perché non consentono la ricarica
quantificano le prestazioni e i di biberonaggio. Inoltre le attività di magazzino sono ininterrotte durante il
miglioramenti ottenuti attraverso giorno e frequenti di notte e non sempre c’era tempo per la ricarica completa.
Le batterie NexSys® invece, offrivano una maggiore densità di energia e
la tecnologia TPPL, ma qual è una carica più rapida. Non richiedono manutenzione e possono essere
l’impatto effettivo sull’operatività utilizzate in qualsiasi momento e ricaricate quando necessario.
giornaliera degli utenti? In che
Un profilo di carica specifico permette una ricarica veloce in meno di 4 ore
misura questi riescono a modificare partendo da un DoD del 60% per raggiungere un SoC del 100%. Inoltre, i
i propri processi quotidiani? Lo caricatori modulari avanzati Lifetech® e Life IQ™ hanno conferito una durata
scopriremo attraverso i casi studio della batteria maggiore, con prestazioni elevate e notevoli risparmi energetici.
dedicati a due settori: distribuzione Sono state individuate, all’interno del magazzino Paris-Bercy di Metro, le
alimentare e produzione di automobili. migliori posizioni per le stazioni di ricarica, in prossimità delle aree di lavoro dei
dipendenti e degli addetti ai carrelli elevatori. Il sito è piuttosto affollato, ma il
personale ha giudicato il sistema flessibile e affidabile. Grazie all’opportunità di
caricare rapidamente le batterie nell’orario lavorativo, senza dovere attendere
l’intera giornata, i carrelli sono disponibili in qualsiasi momento.
13 www.enersys.comProduzione di automobili - Daimler Mercedes-Benz Brema
Con i suoi 37,74 ettari di area industriale, Mercedes-Benz a Brema è La capacità di biberonaggio delle batterie TPPL ha risolto il problema.
la seconda fabbrica di automobili Mercedes in Europa. “Abbiamo, da un lato, la potenza delle batterie tradizionali al piombo e,
dall’altro, la manutenzione ridotta tipica delle batterie al Gel utilizzate in
Dopo la costruzione di un nuovo capannone di produzione, la società mirava applicazioni con più turni. Il tutto associato a un sistema di ricarica rapida
a ridurre il numero di cambi batteria per la propria flotta di carrelli elevatori e che consente la ricarica completa delle batterie in tempi stretti”, commenta
a eliminare le sale carica dedicate in favore di un punto di ricarica decentrato Wessolowski. “Il passaggio a questa nuova tecnologia consente a Daimler
e vicino alla linea di produzione. L’obiettivo rappresentava una vera sfida, di risparmiare oltre 24.000 cambi di batteria ogni anno”.
perché non era consentita la contaminazione dell’ambiente di produzione
con i gas di ricarica e i vapori acidi. Erano quindi da escludere le tradizionali
batterie Flooded. “ Il passaggio a questa nuova tecnologia
Daimler ha scelto le batterie NexSys® TPPL in quanto garantiscono ricarica consente a Daimler di risparmiare oltre
rapida, possibilità di biberonaggio e azzerano le sostituzioni. Offrono inoltre 24.000 cambi di batteria ogni anno.”
significativi vantaggi in termini operativi, di sicurezza e di risparmio sui costi
Christian Wessolowski, Sales Area Manager Motive Power di EnerSys
per l’intero ciclo di utilizzo, rispetto alle tradizionali batterie Flooded e al
Gel. Le batterie non richiedono manutenzione ed essendo completamente
sigillate, la generazione di miscela ossidrica è ridotta al minimo, mentre Oltre a essere convenienti, più sicure e prive di manutenzione, le batterie
la formazione di vapori acidi risulta completamente eliminata. NexSys® sono anche ecologiche. Il 90% dei materiali utilizzati nelle batterie
al piombo-acido è riciclabile. Daimler ha calcolato che l’adozione della
La tecnologia TPPL elimina il cambio della batteria scarica al termine di tecnologia TPPL consente il risparmio di 21.750 litri di acqua e 247.500 kWh
un turno. “Nella produzione di automobili c’è sempre il problema di dovere di energia elettrica.
sostituire le batterie, operazione che richiede tempo ed è potenzialmente
pericolosa, con rischio di lesioni per gli operatori”, spiega Christian
Wessolowski, Sales Area Manager Motive Power di EnerSys.
Configurazioni di ricarica
Quanto finora descritto dimostra come sia possibile ottenere soluzioni per 10 - 12 ore al giorno, con possibilità limitata di biberonaggio.
equilibrate e soddisfare i requisiti concreti di una determinata struttura. La configurazione Fast di NexSys® è invece più flessibile e consente
EnerSys, ad esempio, offre per la gamma di batterie trazione NexSys® fino a 1500 – 1600 cicli @ 60% di DoD. La ricarica rapida si compie
configurazioni di ricarica Standard e Fast, abbinate a caricabatterie in meno di 4 ore, partendo da un DoD del 60%, con biberonaggio in
intelligenti modulari. base alle necessità, senza compromettere l’efficienza della batteria.
Ne consegue una capacità energetica del 160% per un’operatività
La configurazione standard della batteria NexSys® copre le applicazioni giornaliera di 16 ore.
di tipo standard che richiedono il 100% di disponibilità energetica
14 www.enersys.comLI-ION: POTENZIALE Li-ion
ANCORA INESPRESSO? Il termine “Li-ion” copre un’ampia gamma di
batterie con differenti formulazioni chimiche.
I fornitori di batterie agli ioni di litio puntano
su vantaggi quali zero manutenzione, elevata
Ad esempio, l’elettrodo negativo può essere densità di potenza e ricarica flessibile rispetto
Finora ci siamo occupati della soluzione al piombo- costituito da grafite, titanato di litio (LTO) o alle soluzioni tradizionali al piombo, ma queste
acido. Tuttavia, la panoramica sulle batterie trazione altro materiale, mentre l’elettrodo positivo caratteristiche si riscontrano anche nella
è costituito da ossido di cobalto-litio-nichel- tecnologia TPPL. Ciò premesso, i prodotti
non sarebbe completa senza menzionare il Li-ion. manganese (LiNiMnCoO2 o NMC) o da un agli ioni di litio presentano un ciclo di vita
Una tecnologia molto pubblicizzata e dalle altro metallo. Ciò influisce sulle caratteristiche estremamente elevato, superano spesso in
caratteristiche interessanti, sebbene associata elettriche, come il voltaggio delle celle, che durata i carrelli industriali e risultano talvolta
generano diverse tensioni di carica e scarica riutilizzabili.
ad alcuni inconvenienti. È fondamentale ricordare
quando si utilizzano diverse combinazioni
che il confronto tra le batterie al piombo-acido e di materiali. Se le batterie al piombo sono facilmente e
quelle agli ioni di litio si basa sullo stato dell’arte completamente riciclabili, lo smaltimento
Le batterie agli ioni di litio risultano sensibili delle batterie agli ioni di litio risulta più
attuale. Esiste tuttavia una fiducia ampiamente a determinate condizioni operative e a fattori complesso. Tuttavia, a livello di impianto pilota
condivisa sulle future opportunità di questa esterni. Risultano quindi necessari di sistemi si sono registrati importanti miglioramenti
tecnologia e si sta investendo molto nel elettronici di gestione della batteria dotati nella riciclabilità degli ioni di litio e si prevede,
di algoritmi per un funzionamento sicuro, nei prossimi anni, la definizione di un metodo
suo sviluppo.
controllato e ottimizzato delle celle, con più coerente ed economico per recuperare
capacità di spegnimento inclusa. preziose materie prime dai composti primari.
15 www.enersys.comCONCLUSIONI Informazioni su EnerSys®
In questo White Paper abbiamo approfondito perché la tecnologia TPPL di EnerSys, leader mondiale nel campo
EnerSys, implementata nella gamma di batterie NexSys®, stia registrando delle soluzioni per l’accumulo di energia
un impatto positivo sul mercato. Si tratta infatti delle uniche batterie VRLA per applicazioni industriali, produce e
a fornire una capacità Ah equivalente o superiore a quella dei tradizionali distribuisce batterie per l’alimentazione
tipi Flooded. di veicoli e di riserva, caricabatterie,
alimentatori, accessori per batterie
Vantaggi tali da cambiare il mondo della movimentazione di materiali nei e alloggiamenti per apparecchiature
magazzini e nelle aree di produzione. La ricarica rapida e il biberonaggio outdoor per clienti di tutto il mondo.
consentono di eliminare gli spazi adibiti alla ricarica e alla sostituzione delle Le batterie di alimentazione e i
batterie, mentre un solo carrello può rimanere operativo su più turni senza caricabatterie per veicoli vengono
la sostituzione della batteria. Non emettendo gas, i veicoli possono inoltre utilizzati sui carrelli elevatori elettrici
essere ricaricati in loco, senza spazi di ricarica dedicati. La produttività e la e su altri veicoli commerciali
sicurezza risultano migliorate dall’eliminazione dei rabbocchi di acqua. Le ad alimentazione elettrica. Le
batterie sono ecologiche, riducono consumo di energia e acqua e i materiali batterie di alimentazione di riserva
che compongono le batterie al piombo-acido sono riciclabili al 90%. vengono utilizzate nel campo delle
telecomunicazioni e dalle società di
Gli clienti del settore della trazione e gli OEM hanno a disposizione diverse
distribuzione di servizi pubblici, nei
opzioni. Le prestazioni collaudate da decenni della soluzione al piombo-acido
gruppi di continuità e in numerose
restano competitive grazie all’avanzamento tecnologico concretizzato nel tipo
applicazioni che richiedono soluzioni
TPPL, mentre l’alternativa agli ioni di litio diventerà sempre più attraente
di accumulo di energia per sistemi
con l’avvento sul mercato di nuove proposte.
medicali, aerospaziali e militari.
I prodotti per l’alloggiamento di
Note dell’editore: apparecchiature all’aperto vengono
utilizzati dai clienti che operano nel
1-
Per garantire le massime prestazioni, sia in termini di capacità sia di durata, è essenziale
ricaricare correttamente le batterie. Una carica eccessiva tenderà a corrodere gli elettrodi campo delle telecomunicazioni, dei
positivi del diossido di piombo, indebolendoli e aumentandone la resistenza elettrica. trasporti e da enti governativi e della
Se la sovraccarica dovesse raggiungere tassi relativamente alti, anche la gassificazione
potrebbe risultare eccessiva, provocando danni alle piastre e alle celle ad alte temperature. difesa. L’azienda fornisce inoltre
L’insieme di questi fattori riduce capacità e ciclo di vita della batteria. servizi post-vendita e di assistenza
tecnica ai suoi clienti di oltre 100 paesi
attraverso i suoi centri vendita e di
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