叉车系列:思想的燃料

随着物料搬运从经营成本上升为竞争优势，叉车车队已被证明具有丰富的节省和改进机会。随着生产效率和正常运行时间成为首要目标，叉车电子设备、效率和人体工程学的进步帮助车队减轻了日常运营和底线的负担。

基于解决方案的车队管理方法将每辆叉车的能力与应用程序紧密结合起来。随着时间的推移，这种精确性有助于更好地定义新兴燃料来源的角色，其商业案例可以更清楚地计算出来。在没有新设施、大型扩建或其他大型项目的情况下，很少有叉车用户倾向于更换燃料平台。

但是，这不仅仅是围绕内燃(IC)还是电动汽车进行标准化的问题。由于每一辆叉车都是为应用量身定制的，因此这些数字可能表明动力类型的组合，包括锂离子、燃料电池、压缩天然气(CNG)或机会和快速充电技术。

为了帮助调查目前叉车的动力状况，Modern召集了各种各样的专家，包括来自电池供应商、设备制造商和教育委员会的代表。以下是对现有和新兴能源选择的好处和潜在缺陷的全面分析。

麻烦，还是久经考验?
在过去的十年里，电动叉车从集成电路设备中夺取了份额，现在电动叉车占到了叉车市场的65%。美国丰田物料搬运公司IC、AWP和GSE产品经理马克·费曼(Mark Faiman)表示，目前每年售出约2000台80伏电动/气动装置。

Faiman说:“对于容量高达10,000到12,000磅的集成电路来说，80伏的电路是一个现实的选择。”“这仍然是一个相当小的市场，但在过去六年里一直在增长。”

可持续发展目标也促使一些组织将电力作为一种潜在的“绿色”能源进行评估。耶鲁材料处理公司仓库解决方案副总裁Mick McCormick说:“现在许多电动叉车都采用再生制动，可维修部件更少，电池、应用、能耗和性能之间的平衡更好，类似于集成电路设备。然而，集成电路设备的主要优点之一是，只要油箱里有燃料，它就能提供最佳性能。”如果没有，生产力只是换一辆坦克。另一方面，电池需要更高的精度来优化。”

“如果你没有良好的操作员培训和良好的电池维护纪律，整个ROI计算很快就会变得很糟糕，”UniCarriers产品开发总监韦恩•希曼(Wayne Seaman)表示。“充电后给电池浇水和充分冷却是电池更换人员或技术人员的责任。然而，操作员纪律需要加强，以防止操作员在电池电量不足的情况下继续使用设备。”

采用交流电机的现代叉车面临着不同版本的挑战。与直流电机不同，交流电机的特点是在电池充电结束时性能不会显著下降。据EnerSys的市场总监史蒂夫·斯帕尔(Steve Spaar)说，交流电机可以使行驶速度和电梯速度更加一致。然而，充电的时间可能会缩短。他说，由于性能取决于电压和电流的组合，电压的降低意味着电流的消耗必须成比例地增加。

斯帕尔说:“即使你在更短的时间内完成了更多的工作，电池也可能坚持不了那么长时间。”“这意味着操作员希望遵守低电量警告，因为当它耗尽时，它会很快耗尽。”

在电池用完之前，一个肯定会耗尽它的方法就是管理不善。斯帕尔说，许多车队所有者没有正确调整他们的车队或电池库存，尤其是那些更换电池的车队。他说:“一个合适的电池选择系统不是‘先进先出’，而是‘先进先备’。”“如果没有这种做法，他们会选择最接近的一个，这将很早就失效，而其他三个电池永远不会使用。”

Douglas Battery总经理Brian Faust表示，即使这些未使用的电池得到了更好的管理和利用，它们仍然不足以满足车队的需求。

福斯特说:“我们很少看到客户的电池比他们需要的多。”“99%以上的客户需要更多的电池。电池是仅次于叉车的第二昂贵资产，所以他们通常会找任何借口不买电池。然而，随着时间的推移，他们最终会购买更多的电池，因为电池消耗得太快了。这是非常短视的。”

无论电池是常规充电还是随机充电，如果没有足够的电池，车队将难以达到所需的运行时间。一旦有一个电池充电过多或过少，或者冷却不当，车队就会更加依赖剩余的电池，问题很可能会蔓延开来。

燃烧的明亮
麦考密克说，电力公司经常在商业活动的快速变化中挣扎。对于一班制的作业，如果突然中断，设备需求在短时间内增加一倍或三倍，电动车队可能很难做出反应。他们可能需要额外的租赁电池或充电器或单元，而IC设备已经准备好了。

麦考密克说，集成电路技术的进步也在逐步提高生产率。制造商正在调整发动机的尺寸，以匹配应用程序的可用功率，而不是“一刀切”，因为通常功率和燃料消耗都很高。
他说:“然后，还有另一个极端，即以牺牲生产率为代价实现经济最大化。”“你需要平衡两者。我们现在提供可调发动机和变速器，可由现场车队经理调整。与‘一刀切’相比，这种方法可以节省25%的燃油消耗。”

加州的Tier 4排放标准对集成电路的效率产生了巨大的影响，对于柴油叉车来说，这是一个特别困难的挑战。寻求放弃电池室成本的电动车队车主必须在丙烷和柴油之间做出选择。目前，Faiman估计，在容量低于17,500磅的集成电路设备中，约有25%是柴油，75%是丙烷。

丙烷教育与研究委员会(PERC)业务发展副主任Jeremy Wishart表示，该委员会正在与几家公司合作，开发一种适用于传统柴油应用的丙烷发动机。新一代丙烷发动机最早将于2017年发布，其效率更高，尺寸也更大，从传统的2升丙烷发动机增加到8升或更大。

Wishart表示:“目前，容量为3至6吨的2至4.3升应用是丙烷的主要来源。”“我们希望将其扩展到8至10吨的卡车和重型应用，因为这是今年Tier 4排放成为法律的地方。”

与此同时，Unicarriers的Seaman指出，人们越来越意识到需要提高丙烷卡车仪表的准确性。为了测量油箱的实际含量，一些技术会读取从油箱到发动机的燃油压力，但由于丙烷压力受到温度的影响，因此在冷天和热天的读数会有所不同。一些设备使用双传感装置来检查压力和温度，并使用嵌入式算法来计算实际燃料水平。

氢亮点
用于电动叉车的氢燃料电池替代装置继续削弱其作为总在拐角处的技术的声誉。燃料电池和氢能协会的研究和沟通经理桑德拉·科廷表示，目前全球有超过60个地点的9000多辆叉车使用了这项技术，并记录了100多万次加油。

科廷说，包括劳氏(Lowe 's)、宝洁(Procter & Gamble)和宝马(BMW)在内的公司都是燃料电池技术的早期支持者，沃尔玛(Walmart)使用了2600多辆氢动力叉车。科廷补充说，宝马在南卡罗来纳州的工厂报告说，燃料电池的使用寿命是普通电池的两倍，每年为电池充电节省180多万千瓦时的电力消耗。
Plug Power的首席执行官Andy Marsh表示，对于拥有50多辆叉车的现有设施来说，价值主张仍然是明确的。对于新建筑来说，30个或更多的船队是可行的。

燃料电池提供了集成电路一贯的性能特征和加油的便利性，但依赖于液态氢的供应，而液态氢的供应尚不像电力和丙烷那样成熟。现场制氢技术也准备利用国内丰富的天然气储量。

Nuvera的市场营销和企业发展总监Gus Block表示:“天然气价格正处于历史低点，天然气的使用正变得越来越广泛，这对氢燃料电池用户来说是个好消息。”Nuvera于2014年底被海斯特-耶鲁集团收购。

Nuvera提供现场制氢装置，每个装置每天可以从天然气和水中生产50公斤的氢气。该装置可以堆叠，以解决大约20%的燃料电池叉车应用，每天使用超过100公斤。布洛克说，在低端，一支由大约15辆重型叉车组成的车队可以经济地利用现场氢气生产。拥有这种系统的设施还可以为公共道路上的燃料电池汽车提供燃料，以进一步抵消成本。

布洛克说:“展望未来，将燃料电池集成到叉车制造商的基础工作正在进行中，而不仅仅是作为电池替换单元。”“如果你能围绕燃料电池而不是电池仓重新设计，这可能会带来更窄的电动叉车的可能性。”

丰田的费曼说，政府的激励措施是促使人们转向燃料电池、压缩天然气甚至电动汽车等替代能源的重要因素。他说:“如果你使用集成电路并且感觉很舒服，那么即使你要开一家新工厂，做出改变也是一个相当大的障碍。”“额外的300万美元参与一个研究项目可能是一个很大的激励。”

锂离子和CNG
用于叉车的锂离子(Li-ion)技术也受益于汽车应用的进步。在汽车中，锂离子电池是有意义的，因为它比传统电池更轻，并且能够以铅酸技术三分之一的重量产生同样多的能量。然而，在依赖电池重量平衡的物料搬运设备中，轻并不总是一个优势。尽管如此，麦考密克表示，锂离子电池作为一种材料处理的能源“有着巨大的未来”。

麦考密克表示:“这种电池充电时间更短，使用寿命更长，维护成本最低，但初始成本当然更高。”“我们看到了锂离子电池发展的可能性。”

目前，锂离子叉车主要由较小的对讲机型号组成。紧凑的电池外壳允许从通常用于商店交付的设备中移除宝贵的英寸和磅。

Flux Power在三年前推出了一款锂离子对讲机电池，该电池已被包括丰田、雷蒙德和皇冠在内的叉车制造商认可。Flux Power的首席执行官Ron Dutt表示，锂离子电池的价值主张要求车队所有者有长远的眼光，因为在5年的时间里，锂离子电池的成本估计只有传统铅酸电池的一半。

锂离子电池可以使用1000次循环，并且具有压缩循环的额外优势。铅酸电池需要24小时放电、充电和冷却，锂离子电池只需要2到6小时充电，不需要冷却。Dutt说，因此一块锂离子电池在两班倒的应用中没有问题。

Faiman还预计锂离子电池在短期内会变得更有市场。

Faiman说:“人们正在研究如何使其直接用于电池更换，而不是需要修改才能使锂离子电池工作。”“对于更大的卡车，你可能会在车厢里放两个完整的锂离子电池，而不是一个铅酸电池和镇流器。”

本文中提到的公司
•道格拉斯炮台
•能源
•磁通功率
•燃料电池和氢能协会(FCHEA)
•Nuvera
•插头电源
丙烷教育和研究委员会(PERC)
•美国丰田物料搬运
•UniCarriers Americas
•耶鲁物资搬运公司