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Batterien für Gabelstapler

Mann prüft Gabelstapler-Batterie

Stapler-Batterien machen einen Großteil des Kaufpreises eines Staplers aus. Bei Elektro- und Hyprid-Staplern sind es sogar bis zu 30 Prozent. Daher ist es wichtig, sich über die Vor- und Nachteile der verschiedenen Batterietypen , sowie ihrer richtigen Pflege bewusst zu sein.

Generell ist zwischen Batterien und Akkumulatoren zu unterscheiden. Von einer Batterie spricht man, wenn die Energie-Zellen irgendwann erschöpft und nicht regenerativ sind. Bei aufladbaren Energie-Zellen spricht man von einem Akku. Der Begriff Batterie wird fälschlicherweise für beide Arten verwendet, was oft verwirrend ist. Im nachfolgenden Text werden Ihnen beide Begriffe begegnen, auch wenn es streng genommen ausschließlich um Akkumulatoren-Systeme geht.

Schon aus rein ökologischen und ökonomischen Gründen werden für alle Arten von Staplern nur noch Akkumulatoren benutzt. Es würde eine Unmenge an Müll und Kosten entstehen, wenn Betriebe jedes Mal eine neue Batterie kaufen müsste, sobald die alte entladen ist. Der Unterschied ist, dass bei manchen Staplern mittels der Akkus auch der Antrieb bedient wird, so etwa bei Elektro- oder Hybrid-Staplern. Bei Flurförderzeugen mit verbrennungsmotorischem Antrieb werden durch die Akkus nur das Licht und die Hebevorrichtung mit Strom versorgt. Der Antrieb wird aber durch Diesel oder Treibgas betrieben. Für Elektro- und Hybridantriebe werden leistungsstärkere Akkumulatoren, sogenannte Traktionsbatterien, benötigt.

Grundlegende Begriffe zu Batterien bei Staplern

Was ist eine Traktionsbatterie?

Eine Traktionsbatterie ist eine riesige Batterie, die aus verschiedenen Zellen besteht, in denen Akkumulatoren liegen. Oder andersrum gesagt, mehrere miteinander verbundene Akkus ergeben eine Traktionsbatterie. Je leistungsstärker die einzelnen Akkus sind, desto weniger werden benötigt, desto kompakter kann die Traktionsbatterie gebaut werden. Wie eine Traktionsbatterie aufgebaut ist, hängt vom Hersteller ab. Für Traktionsbatterien können sowohl Bleiakkumulatoren, Lithium-Ionen- und Nickel-Metallhybrid-Akkumulatoren verwendet werden. Wenn eine einzelne Batterie im Zellenblock der Traktionsbatterie defekt ist, kann diese einfach ausgetauscht werden.


Was ist mit dem Memory-Effekt gemeint?

Wer sich mit Akkumulatoren für Gabelstapler befasst, trifft auf den Begriff „Memory-Effekt“. Manche Akkus scheinen sich ihren Energiebedarf zu merken. Das bedeutet, dass sie nicht mehr ihre ursprüngliche Energie-Kapazität zur Verfügung stellen, sondern nur soviel, wie in der Regel entladen wird. Zur Vorbeugung dieses Effektes wird empfohlen, den Akku vor Gebrauch in fünf Zyklen bis zu einer Spannung von minimal 0,85 Volt zu entladen und wieder voll aufzuladen. Neuere Akkumulatoren sind weniger anfällig für den Memory-Effekt, gerade Lithium-Ionen-Akkus betrifft dies kaum.


Was ist mit der Selbstentladung gemeint?

Jede Batterie leidet unter dem Phänomen der Selbstentladung. Grund dafür sind Nebenreaktionen in den Elektroden oder interne Kurzschlüsse. Die Selbstentladung entsteht unabhängig davon, ob ein elektrisches Gerät angeschlossen ist. Gerade bei zu warmer Lagerung neigen Batterien zur Selbstentladung. Schon bei einer Temperatur von 10 °C verdoppelt sich die Geschwindigkeit der Selbstentladung. Die jährliche Selbstentladung kann einen Kapazitätsverlust unter einem Prozent und bis zu hundert Prozent verursachen. Bei Akkumulatoren soll die Selbstentladung angeblich größer sein als bei Wegwerf-Batterien. Mittlerweile gibt es aber auch Nickel-Metallhydrid-Akkus mit einer sehr geringen Selbstentladung.


Was ist mit der Nennspannung gemeint?

Die Nennspannung wird vom jeweiligen Batterie-Hersteller spezifiziert. Sie gibt an, welche elektrische Spannung die Batterie im Normalbetrieb hat. Dabei gibt es je nach Batterie leichte „obere Schwankungen“ – also Spannungen, die höher sind als die angegebene Nennspannung. Diese werden als Bemessungsspannungen bezeichnet. Die Nennspannung ist also der vom Hersteller genannte Soll-Wert und die Bemessungsspannung der tatsächliche Ist-Wert. Für jeden Akkumulator gelten verschiedene Nennspannungen. Umso mehr Zellen eine Batterie hat, umso höher ist ihre Nennspannung. Die für Gabelstapler verwendeten Blei-Schwefelsäure- und Ionen-Lithium-Batterien haben eine besonders hohe Nennspannung.


Arten von Akkumulatoren

Man unterscheidet generell zwischen Blei-, Nickel-Cadmium, Nickel-Metallhydrid- und Ionen-Lithium-Akkumulatoren: Nickel-Cadmium-Akkumulatoren unterliegen seit 2004 EU-weit strengen Einschränkungen, und sollen ab diesem Jahr wegen umwelt- und gesundheitsschädlichkeit gänzlich verboten werden. Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren, abgekürzt NiMH-Akkus, werden vornehmlich für elektrische Autos genutzt. Für Gabelstapler dagegen kommen Blei- und Ionen-Lithium-Akkumulatoren zum Einsatz.

Blei-Akkumulatoren

Bei einem Bleiakkumulator bestehen die Elektroden aus Bleidioxiden. Man kennt ihn auch unter dem Begriff Blei-Säure-Batterie, da Schwefelsäure ebenfalls ein wichtiger Bestandteil ist. Bereits 1854 entwickelte der deutsche Mediziner und Physiker Wilhelm Josef Sinsteden den ersten Bleiakkumulator. Bis das Prinzip ausgefeilt war, brauchte es noch ein paar Jahrzehnte. Anfang des 20. Jahrhunderts wurden jährlich bereits 70.000 Tonnen Blei für die Herstellung von Bleiakkumulatoren verwendet. Ihre Nutzung erschloss sich auch recht schnell für die Automobil-Branche. Zu den Bleiakkumulatoren zählen auch die VRLA- und Gel-Akkumulatoren. Diese zwei Erweiterungen des konservativen Blei-Akkumulatoren haben den Vorteil, dass sie wartungsfrei sind. Bei ihnen muss über die komplette Lebensdauer kein Wasser nachgefüllt werden.

Vorteile von Blei-Akkumulatoren

  • Sie haben ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis.
  • Ihre geringe Energie-Dichte, wodurch sie schwerer und größer sind, kann bei Gabelstaplern von Vorteil sein, da sie so als Gegengewicht an der Hinterachse dienen.
  • Eine Überladung ist bei Bleiakkumulatoren nicht so schlimm, da die diese schnell ausgeglichen wird.

Nachteile von Blei-Akkumulatoren

  • Sie sind wartungsintensiver im Vergleich zur Lithium-Ionen-Technologie (außer die wartungsfreien VRLA- und Gel-Modelle).
  • Sie haben eine geringere Energie-Dichte, sind also größer und schwerer, und bei der Nutzung für Traktionsbatterien werden mehr von ihnen benötigt.
  • Verglichen mit Lithium-Ionen-Batterien haben sie eine geringere Energie-Effizienz, haben also mehr und längere Ladezyklen.
  • Bei den Ladeprozessen kann entzündbares Knallgas entstehen, wenn kein Laderegler verwendet wird.
  • Je nach Qualität variiert ihre Lebensdauer stark, hochwertige Bleiakkumulatoren halten bis zu zehn Jahren, minderwertige Produkte nur zwischen zwei und vier Jahren.
  • Gerade bei warmen Temperaturen sind Blei-Säure-Batterien sehr wartungsintensiv.
  • Sie haben einen höheren Memory-Effekt.
  • Die Selbstentladung ist recht hoch bei den gängigen Ausführungen

Lithium-Ionen-Akkumulatoren

Lithium-Ionen-Batterien basieren auf einem elektrochemischen Prinzip, bei dem Lithium-Ionen einen wesentlichen Anteil haben, daher der Name. Erste Konzepte zu einem solchen System wurden bereits 1970 an der TU München entwickelt. Bis zum kommerziell vermarktbaren Produkt vergingen aber noch 30 Jahre intensiver Forschung. 1991 brachte schließlich Sony als erstes eine Lithium-Ionen-Batterie auf den Markt. Anfangs wurden diese ausschließlich als Energiequelle für tragbare Gadgets wie Handys, Tablets oder Mp3-Player genutzt. Die Verwendung der Lithium-Ionen-Batterie für mobile Fahrzeuge hat sich erst im letzten Jahrzehnt erschlossen.

Vorteile von Lithium-Ionen-Akkumulatoren

  • Lithium-Ionen-Batterien haben gegenüber anderen Akkus eine längere Lebensdauer.
  • Sie haben eine höhere Energie-Effizienz, benötigen also weniger und kürzere Ladezyklen.
  • Sie haben eine höhere Energie-Dichte; für Traktionsbatterien braucht es von ihnen also weniger.
  • Da sie so kompakt sind, können sie auch in kleinen Stapler- und in Hubwagen-Modellen verbaut werden.
  • Man spricht bei Lithium-Ionen-Batterien von Wartungsfreiheit, da bei richtiger Pflege kaum Wartung nötig ist.
  • Sie haben einen sehr geringen Memory-Effekt.
  • Die Selbstentladung ist verglichen mit den Blei-Akkus deutlich geringer.

Nachteile von Lithium-Ionen-Akkumulatoren

  • Lithium-Ionen-Batterien reagieren sowohl auf Tiefen-Entladung als auch auf Überladung besonders empfindlich.
  • Zu kurze Ladezeiten wirken sich negativ auf die Lebensdauer des Akkus aus.
  • Sie sind Temperaturempfindlich, sowohl bei zu hohen als auch bei zu niedriger Temperatur, muss der Akku also eher wieder aufgeladen werden.
  • Sie sind teurer als andere Batteriemodelle (ca. ⅓ teurer).

Wie wähle ich die passende Batterie für meinen Gabelstapler?

Generell kommt es auf das Modell und die tatsächliche Nutzung eines Flurförderzeugs an, welche Batterie sinnvoll ist. Bei einem Stapler, der weniger genutzt wird und nur kleine Lasten hebt, reicht auch eine Batterie mit geringer Spannung. Im Gegensatz zu einem Stapler der viel fährt und schwere Lasten heben muss – auch beim gleichen Modell. Um herauszufinden, welche Batterie die richtige Größe und Spannung hat, kontaktieren Sie am besten einen Fachmann. Oder lassen Sie sich beim Kauf Ihres Flurförderzeugs vom Verkäufer gleich darüber aufklären, welche Batterien für Ihr Modell empfohlen werden.

Auf die richtige Pflege kommt es an

Damit eine Stapler-Batterie ihre maximale Lebensdauer erreicht, ist es wichtig, dass Sie sie vernünftig pflegen. Darunter versteht sich zunächst die regelmäßige Reinigung der Batterie. Schon das regelmäßige Säubern der Batterie-Oberfläche von Schmutz kann größerem Schaden vorbeugen. Darüber hinaus, sind vor allem beim Aufladen der Stapler-Batterie sowie beim Nachfüllen des Wasser- und Säurestandes einige Dinge zu beachten.

Laden und Lagern der Stapler-Batterie

Das falsche Laden einer Batterie kann ihre Lebensdauer stark verkürzen, und verursacht somit unnötige Zusatzkosten. Allgemein sollte man immer nur mit dem passenden Ladegerät laden und am besten mit einem Laderegler. Denn bei Überladung kommt es, gerade bei Bleiakkumulatoren durch die Schwefelsäure, zum Freisetzen von Knallgas. In den meisten modernen Ladegeräten ist ein Laderegler bereits Bestandteil der Ausstattung. Für den Ladevorgang muss die Batterie aus dem Fahrzeug entnommen werden, außer, der Stapler besitzt ein integriertes Ladegerät. Dann muss der Stapler zum Laden lediglich an eine herkömmliche Steckdose angeschlossen werden. Standardmäßige Betriebsspannungen liegen je nach Stapler-Batterie bei 24V, 48V und 80V. Das richtige Lagern nützt allerdings nichts, wenn Sie schon bei der Lagerung fahrlässig sind. Falsche Lagerung kann die Selbstentladung verdoppeln, bedeutet also einen immensen Kapazitätsverlust.

Darauf sollten Sie beim Laden und Lagern der Batterien achten:

  • Batterie vorsichtig entnehmen, um mechanische Schäden zu vermeiden.
  • Die Oberfläche der Batteriezellen sollten frei liegen, um gut belüftet zu werden.
  • Nur passende Ladegeräte, im Idealfall mit Laderegler, benutzen.
  • Batterie nicht zu kurz laden, also mal eben in der Mittagspause, da dies die Lebensdauer erheblich verkürzt und den Memory-Effekt begünstigt.
  • Sowohl Tiefen-Entladung (unter 20%) als auch Überladung vermeiden. Am besten ein Gerät mit Schutzschaltung holen, das zumindest einer Tiefenentladung automatisch vorbeugt.
  • Stapler Batterien immer kühl lagern, am besten unter 10 C°.

Wasser- und Säurewechsel der Stapler-Batterie

Nachdem der Ladevorgang beendet ist, muss Wasser nachgefüllt werden, da dieses beim Ladeprozess durch die entstehende Wärme zu großen Teilen verdampft. Hilfreich zum Nachfüllen des Wasserstandes einer Traktionsbatterie ist ein automatisches Füllsystem, das sogenannte Aquamatic. Abgesehen vom Wasser muss auch die Säure nachgefüllt werden – alle zwei Monate ist hier aber ausreichend.

Darauf sollten Sie beim Wasser- und Säurewechsel achten:

  • Benutzen Sie ausschließlich destilliertes Wasser zum Nachfüllen.
  • Kontrollieren Sie den Wasserstand ein Mal pro Woche.
  • Kontrollieren Sie den Säurestand ein Mal im Monat.
  • Tragen Sie beim Nachfüllen unbedingt Schutzkleidung.
  • Führen Sie den Nachfüll-Vorgang nur in gut belüfteten Räumlichkeiten durch.

Wo und wie man eine Gabelstapler-Batterie entsorgt

Bei der Entsorgung einer defekten oder bereits verschlissenen Stapler-Batterien muss ein Unternehmen zur Entsorgung beauftragt werden. Der Vorteil ist, dass Sie neben der gesparten Zeit auch wieder etwas Geld zurückbekommen können. Denn das Blei, dass in den Batterien verarbeitet ist, kann recycelt werden. Die Rückzahlungshöhe richtet sich nach dem tagesaktuellen Bleipreis. Achten Sie bei der Auswahl des Entsorgungs-Unternehmen darauf, dass diese Ihnen auch eine Rückzahlung für die Wiederwertung einzelner Batterie-Komponenten anbieten.