Wieso Lithium-Eisenphosphat-Batterien die Zukunft der Eisbearbeitung sind

Wir bei WM technics setzen in unseren Eisbearbeitungsmaschinen (EBM) auf E-Antrieb mit Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Einerseits sind unsere Maschinen „born-electric“, also von den ersten Entwürfen an darauf ausgerichtet, mit E-Antrieb durch die Eishallen dieser Welt zu schlittern. Außerdem bauen wir unsere Batterien selbst zusammen (wir sind offiziell Battery assembler) und nichts außer der aktuelle State-of-the-Art kommt uns ins Werk; den hält momentan die Lithium-Eisenphosphat-Batterien inne. Doch auch in diesem vergleichsweise neuen Markt rund um die E-Mobilität gibt es ständig Veränderungen, Innovationen und Paradigmenwechsel.

Eisbearbeitungsmaschine WM Mammoth

So auch in der Eisbearbeitung. Welche Vorteile bieten E-Antriebe in der Eisbearbeitung? Welche Batterien finden Verwendung? Und wieso setzen wir bei WM technics auf die Lithium-Eisenphosphat-Lösung? Fragen über Fragen, auf die wir hier Antworten liefern wollen.

Was für Antriebe finden wir in Eisbearbeitungsmaschinen?

Welche Vorteile und Nachteile bieten BSB, BGB und LEB?

Was für Antriebe finden wir in EBM?

Das Feld ist komplex und eine detaillierte Antwort würde den Rahmen hier sprengen. Daher brechen wir hier alles auf 2 verschiedene Arten des Antriebs herunter.

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1. Verbrennungsmotoren
a. Benzin / Diesel
Der gute, alte Verbrennungsmotor, angetrieben durch Benzin oder Diesel, findet auch in der Eisbearbeitung noch Verwendung. Doch es zeichnet sich ab, dass es nicht mehr lange dauert, bis er vom Markt verdrängt wird. Die Gründe dafür liegen auf der Hand: Verbrennungsmotoren sind unglaublich laut, stoßen umweltbelastende Abgase aus und werden mit Abnahme der Ölvorkommen eines Tages nicht mehr bezahlbar. So weit wird es aber wohl nicht kommen: Sogar die Autoindustrie lässt sich langsam auf den Wandel zur E-Mobilität ein.

b. Gas (LPG)
LPG-Motoren gehören eigentlich auch zu den Verbrennungsmotoren und sind besonders in den Eishallen der USA nach wie vor der Renner. Das ist auch naheliegend: Die USA weist hohe Gasvorkommen auf, daher sind der Bestand und der gute Preis auf lange Zeit gesichert. Gleichwohl findet auch in den Staaten ein Umdenken statt, zumal die Gasknappheit in Europa und deren Konsequenzen auch in den USA nicht unbeachtet blieb und man nun weiß, dass Gas doch endlich ist. Und auch in der US-Politik merkt man, dass E-Mobilität zunehmend in den Fokus rückt.

2. E-Antrieb mit Batterien
a. Blei-Säure- & Blei-Gel-Batterien (Pb/AGM)
Blei-Säure- & Blei-Gel-Batterien stehen sinnbildlich für die rasante Entwicklung, die die E-Mobilität in wenigen Jahren vor allem im Logistiksektor (Gabelstapler) genommen hat: Obwohl sie besonders in E-Eisbearbeitungsmaschinen momentan Standardstatus genießen, so sind sie jetzt schon fast wieder ein Auslaufprodukt. Langsam, aber sicher werden sie von Batterien auf Lithiumbasis abgelöst. Wieso und warum erläutern wir später.

b. Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LiFePO4)
Auslaufprodukte sind für WM technics keine Option: Wir setzen bei der Entwicklung unserer Geräte nur auf den neusten Stand der Technik – und den vertritt in Sachen batteriebetriebenen E-Antrieb bei Eisbearbeitungsmaschinen die Lithium-Eisenphosphat-Batterie. Die hohe Zyklusfestigkeit ist nur einer der Vorteile. Was alle Lithiumtechnologien unter sich vereinen: Es entstehen keine Verbrennungsgase, keine Gerüche und kein Lärm.

Born electric

Daher setzen wir bei WM technics auf das Prinzip „born electric“: Unsere Eisbearbeitungsmaschinen sind als elektrische Maschinen erdacht, entworfen, geplant und umgesetzt worden und mit unseren Lithium-Batterie-Packs aus Eigenmontage ausgestattet.

Welche Vorteile und Nachteile bieten PB, AGM und LiFePO4?

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Hier erhaltet ihr einen kurzen Überblick über die Vorteile und Nachteile der verschiedenen Batterien:

1. Lithium-Eisenphosphat-Batterien/LiFePo4

Die Vorteile:

  • Lebensdauer: Mindestens 3-4-fach so viele Ladezyklen wie Blei-Batterien
  • Gewicht: bis zu 75 % reduziertes Gewicht im Vergleich zu Blei-Batterien
  • Effizienz: deutlich besserer Wirkungsgrad ergibt weniger Energieverbrauch, pro Eisbearbeitung nur 1 - 2 kWh
  • Leistung: hohe Entladeleistungen und extrem hohe Spitzenleistung
  • Ladezeit: extrem schnelle Ladung mit Schnellladeterminal (80 % in 60 Minuten)
  • Wartung: wartungsfrei
  • Energiedichte: hohe Energiedichte – eine kleine Batterie reicht aus
  • Temperaturbereich: -45 °C bis 85 °C (empfohlen: -25 °C bis 55 °C)
  • Schnelle Amortisierung: durch weniger Wartung, hoher Effizienz im Verbrauch, Langlebigkeit
  • Kosten/Nutzen: kostenintensive Anschaffung/lange Lebensdauer
  • Sicherheit: Aufgrund der Zellchemie gelten LiFePO4-Zellen als eigensicher, d. h. ein thermisches Durchgehen und eine Membranschmelzung wie bei anderen Lithium-Ionen-Akkumulatoren gelten als ausgeschlossen.
    Die Sicherheit für den Anwender steigt, da keine giftigen Gase beim Laden entstehen.

Die Nachteile:

  • Anschaffungskosten: ca. 2–3-mal teurer als Blei-Batterien bei gleicher Kapazität
  • Ladungsausgleich: Battery-Management-System (BMS) nötig


2. Blei-Säure-Batterien/Pb

Die Vorteile:

  • Verlässlichkeit: Muli unter den Batterien
  • Lebensdauer: bis zu 1.800 Ladezyklen
  • Wartung: einzelne Zellen tauschbar mit handelsüblichen Teilen
  • Kosten/Nutzen: kostengünstige Anschaffung

Die Nachteile:

  • Wartung 1: Wasserstandwartung einmal pro Woche
  • Wartung 2: jährliche Rundum-Wartung zu ca. 120 Minuten
  • Geruch: Gas- oder Schwefelgeruch (Entstehung von Knallgas);
    Korrosionsbeschleuniger bei schlechter Belüftung des Raumes
  • Infrastruktur: spezielle Garage mit Belüftung notwendig
  • Ladung: konstante Ladung notwendig
  • Ladezeit: 6–7 Stunden bei qualitativem Laden
  • Wirkungsgrad: schlecht

 

3. Blei-Gel-Batterie/AGM

Die Vorteile:

Wartung: wartungsarm/wartungsfrei
Eigenschaften: versiegelte Zellen mit Gel-Träger ohne flüssige Säure
Infrastruktur: keine spezielle Garage notwendig

Die Nachteile:

  • Anschaffungskosten: 1,5-1,7-mal teurer als Pb
  • Kosten/Nutzen: mittlere Anschaffung/weniger Leistungsdichte
  • Wirkungsgrad: schlecht, hoher Innenwiderstand und deshalb verhältnismäßig kleine Leistung