Lithium-Ionen-Batteriesysteme für Intralogistik, E

Lithium-Ionen-Batteriesysteme
für Intralogistik, E-Mobilität
und Freizeit
LiRay® – das intelligentere Energiespeichersystem.
Energiespeichersysteme
für Industrie, Logistik und Handel
Leichter, langlebiger, kraftvoller
Die Lithium-Pioniere
Wenn es um die netzunabhängige Versorgung von
elektrischen Verbrauchern aller Art geht, führt der Weg
heute kaum noch an Lithium-Ionen-Batterien vorbei.
Diese Schlüsseltechnologie für moderne Energiespeicherung eröffnet neue Möglichkeiten was Leistungsfähigkeit und Flexibilität betrifft. Mit Lithium-Ionen-Batterien lassen sich zudem viele Anwendungen in Industrie,
Handel und im Freizeitbereich deutlich wirtschaftlicher
gestalten als mit den bisher üblichen Batterietypen.
Das KOPF Team hat diese Potenziale schon frühzeitig
erkannt und sich mit der Entwicklung und Fertigung von
LiRay®-Lithium-Ionen-Batteriesystemen seit 2007 ein
Kompetenzfeld aufgebaut. Dabei waren wir ursprünglich
selbst als Anwender im Bereich elektrischer Antriebe auf
der Suche nach einem leistungsfähigen Energiesystem. Mit
der Erfahrung wuchs schnell die Überzeugung: Die LithiumIonen-Technologie vereint Innovation, Wirtschaftlichkeit und
Leistungsstärke zu einem unschlagbaren Paket.
Heute machen wir dieses immense Potenzial für unsere
Partner in all jenen Bereichen der Industrie verfügbar, in
denen herkömmliche Batterien an ihre Grenzen stoßen.
Wo maximale Leistung und höchste Anforderungen an
Energiespeichersysteme gefragt sind, heißt die Lösung
LiRay®. Diese maßgeschneiderten Lithium-Ionen-Batteriesysteme (LiFePO4) von KOPF sind in vielen Leistungsstufen für alle denkbaren Einsatzzwecke erhältlich.
Smart Power. Mit Köpfchen!
LiRay® – das intelligentere Energiespeichersystem.
LiRay® – Das flexible System für jede Anwendung
Bleibatterien
Eigenschaften
LiRay®-Batterien
40 Wh/kg
Energiedichte
95–140 Wh/kg
ca. 70 %
Wirkungsgrad
ca. 95 %
1.500 Zyklen
Ladezyklen bei 80 % Entladung
3.000 bis 5.000 Zyklen
Gas
Emissionen
Emissionsfrei
Regelmäßig
Wartung
Nein
Ladung: 90 %
in ca. 8 Std.
Schnellladefähigkeit
Ladung: 90 %
in ca. 2 Std.
Nein
Zwischenladungen
Ja
Vergleich der Eigenschaften von Bleibatterien vs. LiRay®-Lithium-Ionen-Batterien
Technisch
Wirtschaftlich
Langlebiger
Wirtschaftlicher
• Lange Lebensdauer: 3.000 bis 5.000 vollständige
Zyklen bei einer 80-prozentigen Entladung.
• LiRay®-Batterien erreichen mindestens die
doppelte Lebensdauer im Vergleich zu Bleibatterien.
• Sehr einfaches Handling für eine lange Lebensdauer.
• Die höheren Anschaffungskosten von LiFePO4-Batterien
werden durch die deutlichen Vorteile im Betrieb bereits
in kurzer Zeit amortisiert.
• Hohe Zuverlässigkeit und höhere Zyklenzahl.
• Defekte Zellen können getauscht werden – das spart
Kosten und sichert Ihre Investition.
• Wartungsfrei – nahezu keine zusätzlichen Kosten für
Wartung und Betrieb nach der Anschaffung.
Effizienter
• Sehr hohe Energieeffizienz (LiFePO4 ca. 93 %) im
Vergleich zu Bleibatterien (Blei-Säure ca. 70 %), daher
niedrigere Energiekosten beim Laden.
• Deutlich höherer Wirkungsgrad, daher mehr nutzbare
Energie.
• Die hohe Entladetiefe erhöht die Produktivität jedes
Fahrzeugs in industriellen Anwendungen.
Kostenvergleich „Bleibatterie vs. LithiumIonen-Batterie“
Das Merkblatt „Lebensdauer-Betrachtungen bei Antriebsbatterien“ des ZVEI kommt zu folgendem Ergebnis:
Über die gesamte Lebensdauer betrachtet, ist eine
Lithium-Ionen-Batterie auch bei einem dreifachen Anschaffungspreis noch wirtschaftlicher als eine Bleibatterie.*
*Der Berechnung des ZVEI liegen folgende Annahmen zugrunde
(siehe auch www.zvei.org):
• Typ Bleibatterie: 24 V, PzS, 230 Ah
• Typ Lithium-Batterie: 24 V, LiFePO4, 200 Ah
• Einsatztage pro Jahr: 240
• Mittlerer Entladestrom: 1 x I5 / 0,2 C ≙ 36 A
• Entladungen pro Tag: 2
• Entladetiefe Blei: 80 %
• Entladetiefe Lithium: 90 %
• Energiekosten: EnBW aktuell
• Serviceintervall Blei: alle 2 Wochen
• Batterierevision Blei: 1 x im Jahr
• Brauchbarkeitsdauer Bleibatterie: 30 Monate
• Brauchbarkeitsdauer Lithium-Batterie: 96 Monate
• Lebensdauer Stapler: 15 Jahre
• Anzahl Batteriesätze Blei: 6
• Anzahl Batteriesätze Lithium: 2
Ihre Kostenvorteile mit LiRay®-Batterien
rund 30 % weniger Energiekosten
rund 70 % weniger Handlingkosten
rund 90 % weniger Wartungskosten
Mehr Leistung, stets verfügbar
• Entladetiefe bis zu 95 % im Dauerbetrieb. Die tiefe
Entladung schadet der Batterie nicht.
• Geringe Selbstentladung: Weniger als 3 % Selbstentladung pro Monat schützt die Batterie und die Anwendung auch bei längeren Standzeiten.
• Zwischenladefähig und schnellladefähig: Die Batterie
kann in rund 30 Minuten für einen Betrieb von acht
Stunden geladen werden. Im Schichtbetrieb kann das
Laden somit während der Schichtpausen erfolgen.
• Die hohe Energiedichte von LiRay®-Batterien ermöglicht
eine längere Einsatzdauer ohne Nachladen oder kompaktere Batterien und somit kompaktere Fahrzeuge.
Einfaches Handling
• LiRay®-Batterien weisen eine einfache CC-CV Ladekennlinie auf und benötigen keine zusätzliche Gasungsphase.
• LiRay®-Batterien benötigen keine zyklischen Laderoutinen: Probleme wie Sulfatierung, Memory-Effekt, kurze
Batterielebensdauer durch Teilladung treten hier nicht
auf.
• Batteriewechsel sowie die Lagerung von Ersatzbatterien können mit LiRay®-Batterien komplett vermieden
werden.
LiRay® – Das flexible System für jede Anwendung
Technisch
Flexibel und robust
Spannend bis zum Schluss
Höchste Sicherheit
• Deutliche Leistungsvorteile bei tiefen und sehr hohen
Umgebungstemperaturen (Ladetemperatur 0 °C bis
50 °C; Einsatzbereich bis -25 °C).
• Robust und leistungsfähig, selbst bei Einsatz in Tiefkühlhäusern: Auch bei tiefen Temperaturen bleibt ein
Großteil der Energie verfügbar.
• Die Spannungslage ist auch bei tiefen Temperaturen
über weite Bereiche konstant.
• Sehr geringer Spannungsabfall bei Hochstromanwendungen.
• Sehr geringer Spannungsabfall bei zunehmender Entladung der Batterie bis zu 80 % der Nennkapazität.
• Sehr hoher Ladestrom möglich (1 C oder höher).
• Ladefaktor nahe 1, dadurch jährliche Energiekostenersparnis von ca. 20 %.
• Feste Spannungskennlinie garantiert konstante Leistung bis zum Schluss.
• Bei den LiRay®-Batterien handelt es sich um LithiumEisen-Phosphat- (LiFePO4) oder Lithium-Eisen-YttriumPhosphat-Batterien (LiFeYPO4). Aufgrund ihrer Zusammensetzung weisen sie im Vergleich zu anderen
Lithium-Technologien eine sehr hohe Eigensicherheit
auf. Sie brennen oder explodieren nicht, auch nicht bei
schwerwiegenden Unregelmäßigkeiten.
• LiRay®-Batterien enthalten keine Säure, können also
nicht auslaufen, gasen nicht und müssen nicht nachgefüllt werden. Sie sind wartungsfrei. Deshalb können
LiRay®-Batterien auch in heiklen Umgebungen eingesetzt werden und sind frei von Zusatzbelastungen für
Mensch und Gerät.
Temperatur
Leistung
-30 °C
49,3 %
Wir verwenden je nach Anforderung unterschiedliche
BMS-Systeme, die genau auf das jeweilige Projekt zugeschnitten sind. Das KOPF Team unterstützt Sie gerne
auch bei Produktentwicklungen.
3.6
3.4
58,2 %
-10 °C
79,4 %
0 °C
88,4 %
10 °C
95,0 %
3.2
Spannung [V]
-20 °C
3.0
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
25 °C
100,0 %
40 °C
101,4 %
55 °C
101,3 %
Temperatur-Leistungs-Verhalten von LiRay®-Lithium-IonenBatterien
Batterie-Management-System für: Apple iOS / Android / Windows
18A
50A
180A
1.8
Kapazität [Ah]
LiRay®-Lithium-Ionen-Batterien: Konstante Spannung bis zum
Schluss.
Ökologisch, praktisch, gut
• LiRay®-Batterien erlauben eine einfache und umweltverträgliche Rückführung der Rohstoffe - sie können fast
zu 100 % recycelt werden.
• Kein Einsatz seltener Metalle oder knapper Rohstoffe.
Hauptfunktionen des
Battery-Management-Systems
Das Battery-Management-System (BMS) ist ein
integraler Bestandteil von Lithium-Ionen-Batterien.
Es überwacht den Zustand der Batterie, misst die
wichtigsten Betriebsparameter und schützt die
Batterie vor Schäden:
Dank BMS immer im Bilde sein.
• Beschützt Zelle und Batterie vor einem Schaden.
• Verlängert die Lebensdauer der Batterie.
• Überwacht die Betriebsparameter und garantiert
•
•
•
•
•
die volle Leistungsfähigkeit innerhalb des definierten Betriebsbereichs.
Kommuniziert mit dem Leitrechner.
Während des Ladevorgangs erfolgt ein automatischer Ladeausgleich der Zellen.
Schutz vor Kurzschluss und Überstrom.
Hardwareschutz gegen Tiefentladung und Überladung.
Protokollierung
Individuell konfigurierbar
• Batteriesysteme mit 12 Volt, 24 Volt, 36 Volt, 48 Volt,
80 Volt und 96 Volt und Kapazitäten von bis zu 1.000
Ah sind möglich. Andere Spannungen und Kapazitäten
sind ebenfalls konfigurierbar.
• LiRay®-Batteriesysteme sind verfügbar mit CAN-BusKommunikation und optionalen Modulen, z.B. zur
WLAN- oder Bluetooth-Anbindung.
• Zu unserem Leistungsumfang gehören ebenfalls Batterieladegeräte und sonstiges Zubehör.
Einsatzgebiete
Überall wo hohe elektrische Leistung und kurze Ladezeiten gefragt sind, wo lange Standzeiten oder extreme
Temperaturen besondere Anforderungen an Energiespeichersysteme stellen, sind unsere LiRay®-LithiumIonen-Batterien in puncto Zuverlässigkeit und Sicherheit
die leistungsfähige und wirtschaftliche Lösung.
Weitere Einsatzgebiete
FTS - Fahrerlose Transportsysteme
Schwerlasttransportsysteme
Camping / Caravaning / 4x4 / Outdoor
Hohe Anforderungen im Dauerbetrieb - einfach lösbar
mit der Flexibilität von LiRay®.
Power für die ganz Großen: LiRay ist gemacht für
energieintensive Anwendungen.
Energieunabhängig in die große Freiheit - mit LiRay .
®
®
Die Lithium-Ionen-Technologie erschließt neue
Anwendungen – fragen Sie uns an!
Flurförderfahrzeuge / Gabelstapler
Elektro- und Solarschiffe
Mehr Produktivität für Ihre Fahrzeuge - LiRay® ist die
wirtschaftliche Lösung für jede Betriebsgröße.
LiRay®: Geringes Gewicht. Hohe Leistung. Höchste
Sicherheit.
Golfcarts
Kehrmaschinen
Solarlampen
usw.
Nutzen im Einsatz
30.000 €
25.000 €
20.000 €
15.000 €
Produkte
Vorschriften
Wir bieten Sonderanfertigungen in allen Dimensionen.
Sie geben das Maß vor – wir planen und erstellen auf
dieser Basis die Batterie mit der optimalen Leistung für
Sie!
Lithium-Ionen-Batterien sind Gefahrgut. Wir halten uns
an die relevanten Vorschriften beim Versand.
Alternativ bieten wir diese Standardgrößen an:
10.000 €
12 V
50 Ah, 100 Ah, 200 Ah
5.000 €
0
Bleibatterie
Lithium-Ionen-Batterie
24 V
100 Ah, 120 Ah, 180 Ah, 260 Ah, 320 Ah, 360 Ah,
420 Ah, 480 Ah, 540 Ah, 600 Ah, 720 Ah, 800 Ah
Betriebskosten
Anschaffungspreis
Weniger Kosten für Ihre Flurförderfahrzeuge
Vergleich der Investitions- und Betriebskosten von Bleibatterien
und Lithium-Ionen-Batterien über einen Zeitraum von 5 Jahren im
2-Schicht-Betrieb (z.B. 240 Ah LiFePO4).
Optimale Betriebsmittelauslastung bei einem 2-Schicht-Betrieb mit
Zwischenladungen der LiRay®-Energiesysteme.
LiRay® - hocheffiziente Energie für den
Logistikbereich
Flexibles Zwischenladen für mehr Energie
und geringere Kosten
• Hohe Fahrzeugverfügbarkeit durch kurze Ladezeiten
• Wartungsfreiheit
• Einsparung von Energie
• Lange Batterielebensdauer
• Sichere Prozesse
LiRay®-Lithium-Ionen-Batterien erhöhen Ihre Betriebsmittelauslastung und steigern somit die Kosteneffizienz:
­• Eine Batterie pro Betriebsmittel genügt.
­• Zwischenladungen sind jederzeit möglich (ca. 37,5 %
Ladung in 30 Minuten).
­• Ca. 90 % Ladung in 2 Stunden.
Mit LiRay® wird bei einem 2-Schicht-Betrieb keine Wechselbatterie benötigt, die Zwischenladung kann in den
jeweiligen Pausen erfolgen.
48 V
100 Ah, 120 Ah, 180 Ah, 260 Ah, 320 Ah, 360 Ah,
420 Ah, 480 Ah, 540 Ah, 600 Ah, 720 Ah, 800 Ah
80 V
auf Anfrage
LiRay® - das intelligentere Energiespeichersystem
• lange Lebensdauer
• geringe Betriebskosten
• schnell- und zwischenladefähig
• wartungsfrei
• sicher & ökologisch
96 V und höher
auf Anfrage
Wir verwenden je nach Anforderung DIN A, DIN B, DIN C
Tröge. Alternativ auch Sondermaße. Unsere Tröge sind
standardmäßig aus Kunststoff.
Wir verwenden ausschließlich Zellen und Material namhafter und zertifizierter Hersteller.
Systemlöser
Wir liefern Ihnen nicht nur die passende Batterie,
sondern auch die zugehörige Ladetechnik.
Größte LiFePO4-Batterie Deutschlands im Jahr 2011
(96 V; 600 Ah) für den Einsatz in einem Solarschiff.
Kopf Solardesign GmbH & Co. KG
Meboldstraße 12
72172 Sulz-Kastell
Deutschland
Tel. +49 7454 94490-10
Fax +49 7454 94490-11
[email protected]
www.kopf-solardesign.com