Vorkheftrucks, elektrische pallettrucks, reachtrucks, stapelaars, orderpicktrucks en ga zo maar door. Steeds meer intern transport materiaal is tegenwoordig uitgerust met een lithium-ion accu in plaats van de standaard loodzuuraccu. Maar is dat allemaal wel zo veilig?

De afgelopen jaren zijn lithium-ion (Li-ION) batterijen/accu’s een steeds grotere rol in onze samenleving gaan spelen. Denk aan de toegenomen populariteit van elektrische auto’s en fietsen. Ook binnen de chemische logistiek zijn deze accu’s inmiddels geen onbekende meer. Al in 2011 lanceerde Jungheinrich de eerste elektrische palletwagen met Li-ION accu in Nederland. Nu, 10 jaar later, hebben zij al 60.000 trucks met dergelijke accu’s op de markt gebracht. Naast dat diverse palletwagens, orderpickers en elektrische heftrucks al op Li-ION accu’s draaien, is het tegenwoordig ook mogelijk om je vloot achteraf uit te rusten met een dergelijke accu.

 

Voordelen Li-ION batterij

Volgens diverse leveranciers van intern transport op Li-ION batterijen, is het grootste voordeel dat zij onderhoudsvrij zijn. Er zijn geen onnodige batterijverwisselingen nodig, zoals bij de traditionele loodzuuraccu’s. Daarnaast moeten loodzuuraccu’s regelmatig gecontroleerd worden op het vloeistofniveau en waar nodig bijgevuld worden, Het ontbreken van deze controles scheelt in de kosten, maar ook zeker in tijd en opslagruimte wat handig is voor ploegendiensten.

Daar waar loodzuuraccu’s nog wel eens capaciteit kunnen verliezen door inwendige weerstand, is dat bij de Li-ION batterij niet het geval. De batterijen worden namelijk zo gebouwd dat de thermische belasting van de truck verlaagd wordt en er minder energie verbruikt wordt. Lithium-ion batterijen hebben een korte laadtijd. De laadtijden verschillen iets per fabrikant: waar bij de één een 80V batterij na 105 minuten volledig opgeladen is, is dit bij de ander 210 minuten. Met een zware lader zijn echter de meeste lithium-ion batterijen binnen de 2.5 uur volledig opgeladen. Dit is nogal een verschil met de traditionele batterij die toch vaak 10 tot 12 uur nodig heeft.

De laadtijd is overigens niet afhankelijk van het batterijvoltage, maar van de laadstroom. Lithium-ion mag je met een veel hogere laadstroom opladen dan normaal, waarmee je de laadtijden sterk verminderd. Met een zware lader moet je wel opletten of je lichtnet een dergelijke lader voldoende kan voeden. Bij zo’n snel proces is namelijk een hoge primaire (net)spanning nodig.

 

Onbeperkt bijladen

Een ander voordeel: trucks kunnen onbeperkt tussendoor bij geladen worden. Zo kan in sommige gevallen een 24V accu al na 30 minuten weer voor 50% opgeladen zijn. Tussenladingen hebben geen effect op de levensduur van de batterij. Integendeel, volgens Maaike Rotteveel van Jungheinrich. ”De werkingsgraad van een lithium-ion accu is groter omdat je hem tot 90% kan leegrijden voordat het laden echt nodig is. De spanningsval van een lithium-ion accu is minder groot en daardoor blijft hij langer krachtig aanvoelen. Een lithium-ion accu is beter in staat om remenergie op te slaan. Samen met het veel efficiëntere laadproces zorgt dat voor een energiebesparing tot wel 20% in vergelijking tot loodzuur”, aldus Rotteveel.

Omdat er geen gassen of dampen vrijkomen, is de batterij overal oplaadbaar. Speciale acculaadruimtes en luchtafzuiginstallaties zijn niet nodig.

 

Is dit allemaal wel veilig?

Voor wat betreft de veiligheid van de niet-traditionele batterij doen er wat schrikbeelden de ronde. Henk Zunnenberg, technisch specialist bij Motrac: ” De loodzuur batterij is al zo ingeburgerd, dat de gevaren van deze batterijen eerder weggewuifd worden dan bij de nieuwere Li-ION batterijen. Dit zou niet moeten. Beide batterijen brengen risico’s met zich mee. En als een traditionele batterij omvalt heb je ook een probleem, zowel voor mens al milieu.”

Zunnenberg vervolgt: “In alle heftrucks en magazijntrucks die op Li-ION batterijen draaien, zijn verschillende veiligheidsmechanismes ingebouwd. Zo worden er 4.000 parameters vol continu gecontroleerd en gereguleerd door het actieve Batterij Management Systeem (BMS). De communicatie vindt plaats tussen de batterij zelf, de truck en de lader. Zo zijn er:
– een temperatuursensor;
– een spanningsbeveiliger;
– een schoksensor en remweerstand.”

Met behulp van het BMS wordt het laden en ontladen van de batterijen bewaakt en geregeld. Zodra je de batterij en de lader koppelt, wordt de netspanning omgevormd naar het juiste voltage (vaak 24/48/90 V). Het BMS meet continue stromen op en zorgt dat de batterij niet overladen wordt en ook niet te leeg gereden kan worden. Via de laptop kan daarnaast de SOH (State of Health) van de accu uitgelezen worden.

Op het display van de truck zelf valt ook veel af te lezen. Bij een ingestelde maximum temperatuur zal de batterijstroom naar de truck reduceren en komt er een melding op het display van de truck. Wanneer de temperatuur naar de gewenste waarde gezakt is, functioneert de batterij weer normaal. Voor de veiligheid schakelt de batterij direct uit wanneer deze boven de maximale ingestelde waarde komt.

In de brand

Het grootste schrikbeeld bij veel mensen is het in de brand vliegen van Li-ION batterijen. Aangezien de batterij vanzelf afschakelt vanwege het relais dat er in zit, is dit risico echter niet groot. Het contact wordt automatisch onderbroken wanneer dit nodig is. “Stel, een 2 tons heftruck rijdt tegen een betonnen wand aan. Naast de bestuurder en de truck krijgt de batterij ook een flinke dreun. De massa komt dan abrupt tot stilstand. De batterij ‘merkt’ dat er opeens veel meer G-krachten dan normaal binnen komen en de relais schakelt automatisch uit. De kans dat er brand ontstaat, wordt hiermee nagenoeg tot nul terug gebracht”, aldus Zunnenberg.

Mocht een Li-ION batterij onverhoopt toch heel warm worden, dan kan deze in theorie ontbranden en zo ontploffen. Dit is echter niet anders bij de traditionele zwavelzuuraccu. Ongelukken waarbij brand uitbreekt bij intern transport materieel op Li-ION accu’s lijken nauwelijks plaats te vinden. Toch gebeurd het wel af en toe. Sven Wilmink van Totaallift heeft helaas wel voorbeelden gezien van Li-ION accu’s – van andere producten dan heftrucks – die in de brand vliegen. Wilmink: “Bij kleinere palletwagens worden nog regelmatig NMC-cellen (Niccel magnesium cobalt) ingezet in plaats van de LFP-cellen (Lithium iron phosphate) die EP Equipment gebruikt. Dit soort cellen zijn gevoeliger voor ontvlammen en explosies in geval van schade of oververhitting. Ook wordt uit kostenoverwegingen vaak een simpeler BMS ingebouwd, of wordt deze zelfs helemaal weggelaten. Dit zien we ook bij andere goedkopere toepassingen van Li-ION batterijen in bijvoorbeeld consumentenelektronica. In dit soort gevallen gaat er nog wel eens iets mis.”

 

De toekomst

Een aspect dat de toekomst van intern materieel op Li-ION accu’s beïnvloed is de prijs van het materieel. Qua prijs zitten er nog wel verschillen tussen conventionele machines en machines op Li-ION accu’s. Waar de accu’s geproduceerd worden speelt hier een rol. Zuidersma: “Fabrikanten die de batterijen niet in eigen beheer bouwen moeten de batterijen inkopen bij fabrikanten waarbij het fabricageproces van lithium-ion soms nog in ontwikkeling is. Dit zorgt voor hoge prijzen. Bij fabrikanten die zelf de batterijen én de machine maken is de uitvoering met lithium batterij slechts 10-20% duurder dan de variant met loodzuur of gelbatterij.” Gezien de vele voordelen van Li-ION batterijen, met name op het gebied van veiligheid, worden deze batterijen steeds populairder. Sven Wilmink van Totaallift verwacht zelfs dat in de toekomst alles over gaat naar Li-ION. Wilmink: “Gezien de vele voordelen van deze accu’s t.o.v. de loodzuuraccu’s zal de markt hierna toe veranderen. Waar voorheen nog veel onbekend was over deze ‘nieuwe’ accu’s, is dit inmiddels veranderd.”