用于自动化材料处理系统的新型电池和超级电容器

近年来，在自动处理系统中储存电能的技术已经发生了广泛的变化。该领域最大的制造商已经逐渐用锂离子电池和超级电容器取代铅酸电池，因为它们可以最大限度地提高电动设备的性能。

这些新装置对一般的物料处理系统，特别是自动化系统，都是一个突破。为了更好地理解这种发展是如何改善和发展市场的，首先必须适当考虑传统电池的特性，如铅酸电池。

铅酸电池

电池由硫酸库组成，平行放置的铅板被淹没，根据其极性交替，并作为电池的阴极(负极)和阳极(正极)。在储能库内部，铅板之间会发生一系列化学反应，从而根据所供电设备的需要存储和提取电能。

由于每单位存储电力的低成本(即每瓦时的低成本)，这些电池在世界范围内得到广泛使用。此外，它们在不使用时也能很好地保持内部功率水平。

铅酸电池充电的隔间必须在通风良好的地方，远离存放区域，甚至要绝缘

另一方面，它们每单位重量或体积只能储存少量的能量。充电通常需要8到14个小时，因为电池内部的化学反应必须缓慢，才能不过早地降低存储容量。另一个缺点是，在这个过程中，蒸汽和气体被排放到环境中，这迫使分配一个通风良好的隔间来使用。

这些电池的寿命大约在200到400次充放电循环之间，建议不要进行深度放电，因为它们会恶化并缩短其使用寿命。它们还需要维护，以确保设备正常运行。一旦它的使用寿命结束，管理和处理这些材料是至关重要的，因为它们是高度污染的。

在过去的几十年里，由于石油的日益稀缺，石油行业研究和开发了新的设备，以减少对化石燃料的依赖，并最大限度地减少污染气体的排放。

以下是两种最先进的解决方案:

锂电池(Li-ion)

这种电池使用锂离子盐作为电导体。锂离子技术种类繁多，这取决于电池正极和阳极的组成材料，如磷酸铁、钴氧化物、钾氧化物等。

由于该技术的特点，该行业具有许多优势:

• 高比能:更多的能量储存在比铅酸电池更小的动力装置中。
• 提高能源效率:在充放电时，它们比铅酸加热更少，更熟练。电池可在3 - 4小时内进行高强度充放电而不退化或变质。这一特点使它们非常适合必须在高速和加速度下运输重物的设备。
• 使用寿命长:与传统电池相比，电池寿命可以提高四倍，这取决于特定的锂离子技术。
• Non-contaminating:不含重金属或污染物。此外，一旦其使用寿命结束，就没有必要将其作为有毒废物处理。它们在充电过程中不会释放烟雾。
• 无需维护。
• 低温下性能更好:锂离子技术可以在非常宽的温度范围内工作而不会退化或缩短其寿命。

锂离子电池在低温和冷冻存储中提供高性能

然而，它也有一些缺点:

• 电子电路保护:构成电池的元件由电子电路保护装置保护。也就是说，这也可以让设备知道电池的状态，从而优化充电、放电和使用寿命。
• 负温度充电:电池不能在0°C以下充电。当它们在冷库中工作时，必须将充电站放置在安装之外。否则，电池在充电过程中必须加热。
• 更好的瓦时成本:每单位储存能量的成本高于铅酸电池。然而，这种增加的成本被锂离子电池的长寿命所抵消，这最终降低了每次循环的总成本。

超级电容器

超级电容器也被称为双层电解电容器，是一种允许存储大量能量的设备，比传统电容器大数千倍。

它的许多优点包括:

• 高功率容量:它们允许非常高强度的充电和放电，而不会导致电池过早退化或劣化。它可以在几秒钟内充满电。
• 寿命很长:电子元件非常耐用。如果保持在合适的工作温度条件下，它们可以进行数百万次充放电循环。
• 简单充电流程:与铅酸电池不同，它们不需要特定的充电曲线，也没有过度充电的风险。
• 安全:由于超级电容器过载或过放电，不存在侵蚀或燃烧的可能性。
• 它们无需维护。
• 优异的低温性能:超级电容器的性能损失最小，在低温下工作时不会退化;事实上，随着其使用寿命的延长，情况正好相反。

然而，它们也有一定的局限性:

• 比能低:超级电容器可以储存大量的能量，尽管没有同等大小和重量的传统电池多。
• 自放电率适中:它们经历了更大的电能自发放电过程。
• 每瓦时成本高:超级电容器的初始成本高于传统电池。然而，这一成本被其耐久性所抵消。

Mecalux托盘穿梭系统中的电池

在仓库中加入自动或半自动托盘梭是提高生产力和盈利能力的理想解决方案。强烈建议在每SKU有大量托盘和不断进出货物的安装中使用。

电池从穿梭车中取出，只需将电池安装到仓库中的充电站中即可连接

两种系统都满足不同的需求:在半自动系统中，操作员用叉车将平板电脑放在相应的通道中，然后通过连接Wi-Fi的平板电脑指挥穿梭车的移动。同时，自动化系统由仓库管理系统(WMS)控制，并协助自动化装卸设备(堆垛起重机或转运车)在指定通道中定位穿梭梭和负载。在这两种情况下，叉车都不引入仓储通道，降低了事故发生率和维护成本。由电动机驱动的穿梭机在通道内部完全自主地进行托盘的装卸。半自动版包含锂离子电池，自动版包含超级电容器。让我们来看看它们的区别:

半自动托盘穿梭车的锂离子电池

半自动托盘穿梭系统使用锂离子电池作为电源。

与超级电容器系统相比，选择锂离子电池主要是由于半自动托盘穿梭机需要长时间的自主性。这些电池以其高比能量而闻名，在最大性能下可以持续长达10小时(取决于仓库的特性)。

该技术不含挥发性金属，这提供了额外的安全性和耐久性。它由串联和并联连接的磷酸锂离子铁电池组成，提供25.6 V的标称电压和55 Ah的存储容量。

这种电池是为Mecalux定制设计的，因为它的保护器和电池管理都是根据半自动托盘梭的操作参数进行调整的。这一因素增强了细胞在系统中的效用。

超级电容器系统在自动托盘穿梭

自动托盘穿梭机配备了一个超级电容器系统作为主要电力来源。

超级电容器最适合于自动系统，因为它们可以在几秒钟内充电。因此，班车总是可用的，可以连续运行，一天24小时。

自动托盘穿梭器在堆垛起重机或转移车上的不同存储通道之间移动，超级电容器的功率水平在转移过程中充电。

当在仓库中安装自动托盘穿梭系统时，有两种不同的选择:堆垛起重机或转移车

该系统在147英尺深的存储通道中收集装载和卸载3307磅托盘循环所需的电能。充电时间取决于通道的深度和负载单元的重量(在平均长度的通道中可能只持续几秒钟)。因此，无需任何维护，即可确保高耐久性。

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