産業トラック向けバッテリー充電ステーション：
規制、危険、代替手段

電気フォークリフトは、バッテリーに常に十分な電力を確保するために、バッテリー充電ステーションで定期的に充電を行います。 安全で不具合のない運用を確保するために、企業はバッテリー充電ステーションの計画と統合においては、数多くの安全規制を遵守しなければなりません。

バッテリー充電ステーションは、鉛酸電池搭載の電気産業トラックの充電に必要です。 同ステーションは、鉛酸の取り扱いに関する一定の要件を満たしている必要があります。

これは、バッテリーの充電中に爆発性混合気体が発生し、酸素水素混合ガスとして爆発する可能性があるためです。 また、鉛酸電池には腐食性の強い希硫酸の電解液が含まれています。 特定の電圧を超える場合には、同電池に触れると危険な電流が流れるおそれがあります。

このため、バッテリー充電ステーションは防火構造によって他のエリアから隔離され、換気をよくする必要があります。 さらに、企業は、潜在的な危険を示すための警告標識を使用する必要があります。

ドイツでは、DIN VDE 0100シリーズの規格が低電圧設備の建設に適用されます。 この規格は、高い安全基準を確保するために、低電圧設備の計画、建設、および試験の実施方法について規定しています。 さらに、バッテリー充電ステーションなどの電気設備内やその周辺での安全な作業条件についても定めています。

これは、バッテリー充電ステーションにも適用されます。バッテリー充電ステーションは、DIN VDE 0100に従って、「電気操作設備」または「密閉型電気操作設備」に分類されます。 作業員への危険を防止するため、企業は、感電、熱的効果、干渉電圧、および電磁干渉などの要因からバッテリー充電ステーションを保護しなければなりません。

この規格は、作業、運用、およびメンテナンスの手順に関する仕様を企業に提示しています。 また、充電ステーション内、あるいはその付近のケーブルのメンテナンス作業の手順、およびバッテリー充電ステーション内で許可される作業についても説明しています。

その目的は、人員へ及ぶ危険を回避し、とりわけ高い水準の運用安全性を達成することにあります。 つまり、導入時およびその後の変更措置では、人的保護とシステム保護の両方が常に重要となります。

バッテリー充電ステーションは製品寿命期間の間、定期的に保守点検を受け、また不具合があれば修理されます。

単一のバッテリー充電ステーションの高さは最低2メートルです。 バッテリー充電ステーション内にフォークリフトがある場合、操作側には通路幅最低0.6メートルのスペースを確保して、自由にアクセスできる状態にしておく必要があります。

空間要件は以下の通りです。

• 密閉された大きなガレージには設置しないこと
• 火災、爆発、または爆発性の危険がないこと
• 湿気がなく、水に濡れないこと
• 洪水または地下水位の上昇の可能性を考慮すること
• 霜がなく、直射日光が当たらない涼しい場所

他の作業区域から分離するための恒久的な標識、壁、障害物、または空間距離（定格電圧60ボルト以上、および定格充電電力1kW以上）

ひび割れがなく、静電気防止機能を備え、接地抵抗が108Ω以下の床が必須要件です。 企業は、バッテリー充電ステーションの天井、壁、および床を電解液に耐性のある素材で保護する必要があります。

安全な使用のためには、バッテリー充電ステーションの充電ケーブルが轢かれたり、押しつぶされたり、切断されたりして、損傷することがないように保護することが重要です。

バッテリー充電ステーションの火災を防ぐため、企業は倉庫や生産施設などの他のエリアから、防火構造（最低耐火等級F30）で隔離して安全性を確保する必要があります。 建築部材に要求される耐火時間は30分です。

その他の防火仕様は以下の通りです。

• 消火器と火災報知設備を統合すること
• 可燃性の建築資材や可燃物から最低2.5メートルの距離を保つこと
• 充電エリアでは移動式機器を使用しないこと
• 火花の飛び散り、発光体、電気アーク、または裸火のない半メートルの安全区域
• 喫煙の全面禁止

技術的換気口または自然換気口による恒久的な換気は、可能な限り安全に使用するための前提条件です。 換気は、1時間に最低2.5回の空気の交換があれば十分です。

充電プロセス終了後も、すべての水素混合ガスが外部に排出されるまで、最低1時間は換気を続けてください。

給気と排気が同じ壁面にある場合、その間の距離は最低2メートル確保して、危険なガスや蒸気を吸い込むことのないようにします。 新鮮な空気の換気は床面の近くに、排気換気はバッテリーの高さより上に設置します。

従業員は、定期的に配管とダクトの点検と清掃を行います。

充電プロセスに必要な空気の流れが確保されない場合は、設計換気システムには、充電装置と換気システムの間に相互連動装置または警報装置が必要です。

自然換気の場合、空気の流速は最低毎秒0.1メートルである必要があります。 窓およびドアが自由な壁面開口部と見なされるのは、充電プロセス全体を通じて継続的に開いている場合のみです。

1つの部屋で複数のバッテリーを同時に充電する場合、バッテリー充電ステーションの総空気流量は、そのエリアで充電されるすべてのバッテリーの空気流量の合計から計算されます。

バッテリー充電ステーションをできるだけ安全に使用するために、企業はいくつかの工夫をすることができます。 例えば、警告標識を掲示して、過充電、火災、裸火による潜在的な危険、および喫煙の全面禁止を従業員に知らせます。

各ステーションには、緊急シャワー、洗面台、洗眼器、および救急箱が備わっています。 事故が発生した場合、従業員は現場で直接応急処置を行うことができます。

バッテリー充電ステーションのホース付き給水口は、単一の充電コンパートメントとバッテリーの清掃に便利です。

バッテリー充電ステーションの使用には、いくつかの危険が伴います。 企業は、バッテリー充電ステーションを取り扱う際に、以下の点に留意する必要があります。

1. 水素は酸素よりも軽いため、バッテリー表面に浮遊します。 したがって、バッテリーコンパートメントを開けると、従業員は濃度の高い水素を吸い込む危険があります。
2. 充電中、バッテリーはそれ自体に高い充電電流を供給します。これにより、製品寿命が大幅に短くなります。 バッテリーが過充電になると、温度が上昇し、火災の危険性が急激に高まります。
3. バッテリーが過充電になると、爆発性の酸素と水素の混合ガスが発生し、酸水素ガスとして爆発する危険があります。 臨界充電電圧は1セルあたり2.40V超であり、この電圧を超えると水素の放出が危険な濃度に到達します。 その後、爆発の危険性が急激に高まります。
4. 電池の交換やメンテナンスの際、従業員は電解液などの有害な化学物質と接触します。 これにより、職場での事故が発生する可能性があります。
5. フォークリフトは、一般の生産活動への支障を最小限に抑えるため、主に従業員の勤務終了後に充電されます。 無人運用では危険性が高まります。
6. 従業員がフォークリフトを充電器に接続する際に、接続端子の極性を間違える危険があります。 端子やコネクタが緩んでいる場合にも、火災やその他の損傷が発生する可能性があります。

鉛酸電池が持つさまざまな不都合な点のために、ますます多くの企業が最新のリチウムイオン電池に切り替えています。

リチウムイオン電池の充電には、恒久的に組み込まれたバッテリー充電ステーションは不要です。 鉛酸電池での充電とは異なり、リチウムイオン電池の使用には換気システムを設置する必要がありません。 エネルギー伝送に水素は使用されず、 危険なガスも発生しません。 このため、従業員の安全性が向上し、設置コストが削減されます。

さらに、リチウムイオン電池は深放電が不要で、急速充電が可能なことが特徴です。 このため、一時的な充電が可能です。

従来のバッテリー充電ステーションでは、バッテリーはプラグで充電されます。 このプロセスは、従業員の日常業務の流れを妨げます。 従業員は、搬送業務をこなすだけでなく、バッテリーの充電も気にかけなければなりません。 日常業務の中で、この作業はしばしば後回しにされます。 数分間だけの停車では、作業員は通常、車両を希望の充電ステーションには接続しません。 その結果、勤務終了時には車両バッテリーが空になり、車両を再び使用可能にするまでに数時間の充電が必要になります。

一方、電磁誘導充電システムでは、車両が駐車または停車するとすぐに自動充電プロセスが開始されます。 短時間の停車中でも、バッテリーには効率的にエネルギーが供給されます。 従業員は充電プロセス中に手動で操作する必要がなくなり、充電作業から解放されます。 車両には常に十分なエネルギーが確保されます。 このため、ダウンタイムがなくなり、車両の稼働率が最大32%向上します。