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バッテリーの豆知識 Battery knowledge

フォークリフトバッテリーの豆知識

フォークリフトのバッテリーの性質

バッテリーフォークリフトのバッテリーは、鉛電池が使用されています。
電気エネルギーを化学エネルギーとして蓄え(=充電)、必要に応じていつでも電気エネルギーとして取り出すことができ(=放電)、しかも繰り返すことができます。
一般的に、2Vのバッテリーセルが12個或いは24個連結された、24V、48Vの2種類のバッテリーが主流となってます。

バッテリーフォークリフトのバッテリーは高額ですが、日ごろのメンテナンスをしっかり行うことによって寿命も違ってきます。

■一般的な特徴
蓄電池の寿命 : 20℃で75%使用時、1,200~1,500サイクル
電解液    : 温帯気候(周辺温度:20℃)で、1.280±0.005
放電終止電圧 : 1.70V

フォークリフト用バッテリーの寿命について

使用環境により前後しますが、メーカーがJIS規格により公表しているデータによりますと 充電・放電を1サイクルとして、1,200~1,500サイクルで寿命だと言われています。
例えば、毎日1回充電するところであれば、年240サイクルとして5~6年程度で電極にサルフェーション(注※)が発生し、使用ができなくなります。
しかし、物理耐久は、2,000サイクルと言われており、最近市場でよく聞かれる再生バッテリーとはそこまでの延命処理をしたバッテリーとなります。
例えば、1,200サイクル充放電をしたバッテリーを再生した場合、残り800サイクル充放電を行うことが可能になります。

(注※)電解液中に溶解している硫酸鉛の微粒子が飽和状態となり、電解液の温度が下がった時に結晶化し、硫酸鉛となって電極板に付着・増殖する現象です。
バッテリーを長期間使用するうちに起こる劣化現象で、物理的な損傷で故障になった場合を除けば、ほとんどの原因はこれによるものです。

メンテナンス

バッテリーは充電と放電を繰り返す回数と、放電時間によって寿命が決まるといわれております。
しかし、日ごろのメンテナンスを疎かにしますと、バッテリーの寿命は当然短くなります。

最も基本的なメンテナンスは、バッテリー補充水の定期的な補充です。
特に夏場や、作業環境によって高温な場所では、頻繁な補給水チェックによる注意が必要です。

日常の取扱方法

1.過放電防止
電圧が全容量の20%以下にならないように補充電をして下さい。過放電(低電圧)は、蓄電池の寿命を縮める原因となります。
2.過充電防止
充電時は電解液温度が50℃を超えないように注意して下さい。
50℃を超えた場合は、直ちに充電を中止し、40℃以下になるまで待ってから(充電電流を下げて温度上昇に注意して)、
充電を再開して下さい。
3.充電の方法
充電はこまめに度々行わず、電圧残量が全容量の30~35%になった時に一度に行って下さい。
こまめな短時間充電は蓄電池の寿命を縮める原因となります。
4.精製水補充
電解液は、毎回充電前と後に点検して下さい。
充電前は最低液面の維持を、充電後液が不足している場合は、適正量の精製水を補充して下さい。
5.清潔の維持
蓄電池のカバー・セルボックス・端子溶解部に電解液などの異物が付いていると、自己放電の原因となります。
異物は丁寧に除去し、常に清潔な状態でご使用下さい。
6.その他
すべての蓄電池の取扱方法は、製造者及び販売者の取扱説明書に従って使用して下さい。
(設定外のご使用で起きた事柄に関しましては、保障対象外となります)

コスト・CO2排出量比較

年々高騰するガソリンやディーゼルなどの燃料に代わり、環境面だけでなく、コストメリットからも注目されている
バッテリーフォークリフトですが、いったいどのくらい違いがあるのでしょうか?

例)48Vのバッテリー1個70万円にて購入、1ヶ月100時間稼働=5年間(60ヶ月)寿命、と仮定した場合
種別 月間経費 CO2排出量
バッテリー

バッテリー代(6年目以降)
11,666円+電気代約5,000円

約16,660円
(5年目まではフォークリフトに標準搭載のため)
約147kg
ガソリン

ガソリン代

約34,290円
約586kg
軽油

軽油代

約28,450円
約670kg

しかし、バッテリー式フォークリフトは、連続稼働時間がエンジン式に比べて短いなどにより、
作業稼働時間が長い現場では敬遠されているのが実情です。

バッテリーの補水について

バッテリーの最終的な寿命は、電極の物理的な耐久性までとなりますが、使用環境・日常のメンテナンスの仕方によっては劣化の進行が早くなってしまします。
バッテリーの寿命が短いと感じられるユーザーは、このメンテナンスが的確に行われていないケースが多いのです。

新品バッテリーを納品したあるユーザーで実際に
あった事例です。

バッテリーの調子が悪いとのことで、確認をしたところ、1個のセルが完全に不良になっており、それが全体に悪影響を与えていました。

一括補水装置を使用されているお客様なのですが、原因を探ったところ、フロート部分が熱により溶けて変形しており、水枯れの状態での充電によって、セル内部が高熱になり損傷を起こしていました。

  • ↑納品して1年経ったバッテリーですが、一括補水装置部分の腐食が見られます。
  • ↑フロートが熱によって溶けて無くなっています。
※本例は画像の一括補水装置(フィラデルフィア サイエンティフィック ジャパン(株)製)の不具合ではございませんので、ご注意ください。
例え、純正品を使用していたとしても、水のチェックを怠っていれば起こってしまいます。

バッテリーに悪影響を与える原因は、主に以下の
3つです。

  • ・水枯れ
  • ・過充電
  • ・過放電

中でもよくあるのが、水枯れでバッテリーに補水が必要なことを知らなかったお客様もいらっしゃいました。
一括補水はメンテナンスをこまめに行わないと、

【水漏れ】【詰まり】

の可能性が高まり、安心できません。
一括補水装置を過信せずに、最終的に目視で各セルにちゃんと補水がされているかチェックすることが必要です。

  • 白線が見えているので
    液が十分に入っている状態です。
  • フロートが沈んで白線が見えません。
    補水を行って下さい。
バッテリー液の補水は手間のかかるものですが、
定期的に確実なメンテナンスを行いことにより
本来そのバッテリーの持つ寿命まで引き延ばすことが可能です。

バッテリーの110番~クレーム事例集~

事例① 【バッテリー式フォークリフト】 水枯れの不具合
不具合内容 バッテリーが発熱し、煙が発生した。
調査結果・
原因
一個のセルが完全に不良となっており、全体に悪影響を与えていました。
一括補水装置を使用していましたが、不良のセルに水が行き届いていませんでした。一括補水装置の汚れによる目詰まりが原因と思われます。
【ポイント】一括補水装置は定期的なメンテナンスが必要になりますので、弊社では使用を推奨しておりません。
事例② 【バッテリー式フォークリフト】 精製水入れすぎによる不具合
不具合内容 バッテリーの使用可能時間が短くなった。
調査結果・
原因
三個のセルで比重が下がっており、全体に悪影響を与えていました。
フロートの故障で水を入れ過ぎていました。そのままの状態で充電したためセルが膨張し、水が溢れていました。結果、バッテリー液が極端に薄まり比重が低下したため、バッテリーの能力も低下したものと思われます。
【ポイント】新品のバッテリーで起きやすい現象です。
事例③ 【バッテリー式フォークリフト】 過充電による不具合
不具合内容 バッテリーが発熱した。
調査結果・
原因
バッテリー残量を確認せずにこまめな充電を繰り返したため、過充電状態となり発熱したものと思われます。
そのまま充電を続けますと、電槽・ふた・液口栓の変形や変色の恐れもあります。
事例④ 【バッテリー式フォークリフト】 過放電による不具合
不具合内容 バッテリーの使用可能時間が短くなった。
調査結果・
原因
リフトが動かなくなるまでバッテリーを使用し放電しきったため、極板表面にサルフェーションが生じて起電能力が低下し、容量も低下したものと思われます。
このまま症状が進行すると使用できなくなってしまいます。
【ポイント】充電量の低下に伴って電解液の濃度が低下し、凝固点が上がるため、極寒地では電解液が凍結しやすくなり、凍結時の膨張によりケースが破損する場合もあります。

バッテリー式バッテリー交換時期の症状
について

1.稼働時間が減少
例:午前・午後合わせて6時間稼働できていたものが、2時間しか稼働できなくなった。
2.バッテリーゲージの減少率の上昇
バッテリー容量を示すバッテリーゲージの減り具合が早まる。
例:1時間稼働で1メモリしか減らなかったが、同一稼働時間で2メモリ以上減少する。
3.バッテリーパワーの低下
例:放電パワーの低下に伴い、荷揚げに時間がかかるようになった。
4.バッテリー本体の発熱
バッテリー本体が稼働中・充電中に過度に発熱する。(サルフェーションの影響)
5.バッテリー液の蒸発が早い
バッテリー本体が発熱するため、バッテリー液の蒸発が早まる。

バッテリー取扱に関する注意事項

!必ずお守り下さい!

  • バッテリーの比重・電圧・温度などは日常的に点検・記録し保管して下さい。
  • バッテリーカバーの上部は、清潔で乾燥した状態を保って下さい。(漏電防止)
  • セル端子部についた硫酸塩は、お湯で丁寧に除去し、防錆剤を塗り、腐食予防に努めて下さい。
  • セルのベントプラグ(キャップ)は、常に閉めた状態を保って下さい。(異物混入禁止)
  • 各セルの比重に0.02以上のばらつきが認められる場合は、均等充電を行って下さい。
    使用頻度により異なりますが、目安は以下の通りです。
    夏季 : 1回/月  冬季 : 2回/月(各セルの不均一な状態を是正し故障予防)
  • バッテリーの充電作業は必ず換気がよく涼しい場所で行って下さい。
  • 充電を終えたバッテリーは、充電器及び電動車のプラグを外して涼しく乾燥した室内で保管して下さい。
  • セルの不良が認められた時は直ちに交換して下さい。
  • 精製水補充など保守・補修作業をする場合は、必ず保護装具を着用して下さい。 (保護メガネ・ゴム手袋・ゴムブーツ・エプロンなど)
  • 万が一、電解液が目や衣服などに触れた場合は、多量の水で完全に洗い流して特に目・皮膚など身体に触れた場合は専門医の措置を受けて下さい。
  • 電解液は規定の最低液面以上を維持して下さい。
  • 精製水の補充は、充電完了後に適正量を補充して下さい。(多量に補充すると比重低下で性能が落ちる場合があります)

!絶対にしないで下さい!

  • 希硫酸又は精製水以外は入れないでください。
  • 電解液は規定の最低液面以下にならないように注意して下さい。
    ※寿命を縮めるばかりか、爆発の危険があります
  • 保守・補修作業時に金属などの電気伝導性道具をバッテリーの上に置かないで下さい。また、伝導性物質を身につけて作業しないで下さい。
  • ショートさせないで下さい。
  • セルのジャンプ溶接はしないで下さい。
  • バッテリーの周辺に火気を近付けないで下さい。
  • バッテリーの周辺でスパークさせないで下さい。
  • 直接日光や発熱物のあるところでは、充電しないで下さい。
    充電時に電解液の温度が50℃を超えないようにして下さい。
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