
工业卡车电池充电站:
法律法规、危险因素和替代方案
法律法规、危险因素和替代方案
电动叉车需要定期在电池充电站充电,以确保电池始终能够汲取新的能量。 为确保电池充电站的安全无故障运行,企业在规划和集成充电站时必须遵守多项安全规定。
什么是电池充电系统和电池充电站?
电池充电系统包括电池充电室、电池充电站、单个充电站以及充电所需的电气设备。
充电时,电池充电室内的充电器与电池之间存在物理隔离。 相比之下,电池充电站的电池和充电器则同处一室。
在单个充电车位(充电站),充电时无需将电池从车辆上卸下。


为何需要电池充电站?
要为配备铅酸电池的电动工业卡车充电,就离不开电池充电站。 它们必须满足与铅酸电池的处理相关的某些要求。
这是因为,电池充电过程中会产生具有爆炸性的氢氧混合物,可能以氢氧气体的形式发生爆炸。 铅酸电池中还含有稀硫酸电解液,这种液体具有很强的腐蚀性。 超过一定电压时,触摸电池会导致人体触电,危险性较高。
因此,电池充电站需要与其他区域作分隔,并保持良好的通风。 另外,企业需要使用警告标识来指示潜在的危险。
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与电池充电站相关的法律法规有哪些?
在德国,DIN VDE 0100 系列标准适用于低压设备的建造。 该标准规定了如何实施低压设备的规划、施工和测试,以满足较高的安全标准。 标准规定了在电池充电站等电气设备内部和周围确保安全作业的条件。
这些条件同样适用于电池充电站,因为根据 DIN VDE 0100,电池充电站被归类为“电气运行设施”或“封闭式电气运行设施”。 为避免对人员造成危害,企业必须确保电池充电站免受电击、热效应和干扰电压以及电磁干扰因素的影响。
该标准为企业提供了作业、操作和维护程序方面的规范。 标准还说明了在充电站内部或附近进行电缆维护工作的程序,以及允许在电池充电站内进行的活动。
其目的是避免对人员造成危害,并达到特别高的操作安全水平。 换言之,在设备安装和后续的改造措施中,保护人员和系统的安全始终非常重要。
电池充电站在其使用期限内需要定期维护和检查,发现任何缺陷时必须进行维修。


电池充电站需要满足哪些空间要求?
单个充电站的高度不小于 2 米。 如果充电站内配备叉车,则操作侧必须能够自由进出,通道宽度不小于 0.6 米。
空间要求如下:
- 不得设置于封闭的大型车库中
- 无火灾、爆炸或易爆危险
- 不潮不湿
- 可防御潜在的洪水或地下水位上升
- 无霜的阴凉处,避免阳光直射
配备永久性标识、围墙、障碍物或与其他操作区域的间隔(额定电压超过 60 伏,额定充电功率超过 1 千瓦)
地面无裂纹、防静电,接地电阻不小于 108 Ω。 企业应确保电池充电站的天花板、围墙和地面具有耐电解液性。
为确保安全使用,必须防止电池充电站的充电电缆因被碾压、挤压或剪切而损坏。
消防规定
为防止电池充电站起火,企业必须以阻燃方式将其与仓库或生产设施等其他区域隔离并加以保护(最低耐火等级 F30)。 建筑构件的耐火时间不得小于 30 分钟。
其它消防规定包括:
- 配备灭火器和火警系统
- 与可燃建材或材料保持至少 2.5 米的距离
- 充电区域内不得使用移动设备
- 设置 0.5 米的安全区,严禁火花、发光体、电弧和明火
- 全面禁烟


电池充电站的通风
通过技术通风孔或自然通风孔实现永久通风是安全使用充电站的先决条件。 每小时换气不少于 2.5 次即可保障充足的通风。
充电过程结束后,通风设备仍应工作至少一小时,以便将氢氧气体完全排出室外。
如果进气口和排气口设置在同一面墙上,则两者之间的距离不应小于 2 米,以避免吸入危险气体和蒸汽。 新鲜空气进气口位于地面附近,排气口位于电池层上方。
员工应定期检查和清洁通风管道。
如果机械通风无法提供充电过程所需的气流,则应在充电器和通风系统之间实现相互联锁或报警功能。
自然通风的空气流速不应低于每秒 0.1 米。 只有在整个充电过程中保持开启状态的门窗才能被视为自由墙体开口。
如果多个电池在同一房间内同时充电,则电池充电站的总空气流量应根据该区域内所有待充电电池的空气流量总和计算得出。
电池充电站的标识
为最大程度确保电池充电站得到安全使用,企业可以采用一些小窍门。 例如,通过警告标识告知员工过度充电、火灾和明火可能带来的危险以及全面禁烟的规定。
为每座充电站配备紧急淋浴间、水池、洗眼器和急救箱。 万一发生事故,员工也能直接在现场进行急救。
为电池充电站内的水龙头配备软管,用于清洁单个充电舱和电池。


电池充电站的使用 – 危险因素
电池充电站存在多个危险因素。 在使用电池充电站时,企业应注意以下几点:
- 氢气比氧气轻,因此会浮在电池上层。 出于这个原因,员工在打开电池仓时可能会吸入高浓度的氢气。
- 充电过程中,充电电流过高会大大缩短电池的使用寿命。 过度充电会导致电池温度上升,造成严重的火灾危险。
- 过度充电会导致电池产生具有爆炸性的氢氧混合物,可能以氢氧气体的形式发生爆炸。 单个电池芯的临界充电电压为 2.40 伏。超过这一电压时,电池释放的氢气将达到危险浓度。 此时存在严重的爆炸危险。
- 在更换和维护电池的过程中,员工会接触到电解液等危险化学品。 进而可能引发工作场所事故。
- 叉车应尽量安排在员工下班后充电,以减少对一般生产的干扰。 无人值守的操作会增加危险性。
- 将叉车与充电器连接时,员工可能会混淆连接点的极性。 端子或连接器松动等小失误也可能引发火灾或造成进一步损害。
电池充电室的缺点
使用电池充电站为铅酸电池充电需要实施大量维护工作。 另外,电池的拆卸和安装非常耗时,员工往往不愿操作。 电池充电站还构成职业安全领域的重大风险。
例如,员工必须定期检查牵引电池的电解液密度,或者为电池加水。 在此过程中,他们必须穿戴全套防酸装备,包括护目镜、手套、围裙和鞋子,以防受伤。
单个充电站和电池必须始终保持清洁。 部件脏污可能产生电流泄露。 进而增加发生火灾或受伤的风险。
出于环保考虑,电解质溶液不得进入公共下水道系统或污水处理厂。 如果含有电解质的液体泄露,应使用吸水的中性粘合剂将其擦除。 随后,将电解液收集到耐酸碱容器中进行中和。
由于叉车通常在无人看管的情况下充电,电池充电站需要配备差动额定电流 ≤ 300 mA 的剩余电流保护器(RCD)。
如果无法实现,则运营商必须在电源侧提供过载或短路保护。 充电侧必须配备可容纳最大充电电流的过流保护装置。
自动充电站:感应式能量传输是一种更安全的替代方案
由于铅酸电池缺点较多,越来越多的企业开始采用现代锂离子电池。
锂离子电池不需要永久集成的电池充电站即可充电。 与铅酸电池不同,使用锂离子电池的企业无需安装通风系统。 能量传输过程不涉及氢。 也不会产生危险气体。 因此既能提高员工安全性,又能降低安装成本。

自动充电,无深度放电
另外,锂离子电池无需深度放电,而且具备快速充电能力。 这个特点让临时充电成为可能。
传统的电池充电站使用插头为电池充电。 这个过程会打断员工的日常工作流程。 他们不仅要完成运输任务,还要分心为电池充电。 在日常工作中,这项任务往往被忽视。 有些员工只停留几分钟,他们通常不负责将车辆与充电站连接。 因此,他们下班后车辆电池往往已经耗尽,必须充电数小时才能再次使用。
而感应式充电系统可在车辆停放或停止时立即启动自动充电过程。 即使只是短暂停留,电池也能得到有效的能量补充。 员工无需手动操作充电过程,充电工作量因此得到减轻。 车辆则始终保有充足的电量。 停机时间因此得到避免,车辆可用率随之提高多达 32%。