Comment dimensionner la batterie pour votre flotte de chariots élévateurs

Ce guide pratique sur la conversion d'une flotte de camions d'entrepôt du propane aux camions électriques examine les avantages de ce changement et les quatre variables qui déterminent la taille de la batterie nécessaire.

Photo : Eneroc USA

Pourquoi changer ?

Entretien. Un moteur à combustion interne nécessite des vidanges d'huile, le remplacement des filtres, des bougies d'allumage, des courroies, des durites, un système de refroidissement et un système d'échappement. Une motorisation électrique ne comporte aucun de ces composants. Les camions électriques requièrent moins d'entretien programmé et moins de réparations imprévues.

Carburant. L'électricité coûte moins cher que le propane par unité de travail effectuée. Pour un camion fonctionnant à plein régime, cette différence représente un poste de dépense non négligeable dans le budget d'exploitation annuel.

Temps d'arrêt. Les camions à propane nécessitent généralement un changement de réservoir au cours d'un quart de travail. Les batteries au lithium se rechargent pendant les pauses, ce qui permet au camion de rester opérationnel.

Infrastructure. L'absence de propane sur site signifie qu'il n'est pas nécessaire de stocker les bouteilles ni d'installer une cuve de stockage ; vous n'avez pas à gérer les livraisons ni les stocks de carburant. Les chargeurs pour chariots élévateurs sont installés à l'intérieur du bâtiment grâce au réseau électrique existant, et les mises à niveau sont souvent financées par divers programmes d'électrification des services publics, des États et du gouvernement fédéral .

Sécurité. Les gaz d'échappement des moteurs au propane contiennent du monoxyde de carbone, c'est pourquoi les flottes de camions au propane utilisées en intérieur nécessitent une ventilation et une surveillance du CO. Les camions électriques dispensent de ces deux exigences.

Durabilité. Un camion électrique ne produit aucune émission polluante à l'utilisation, ce qui améliore la qualité de l'air intérieur et élimine une source directe d'émissions. Selon la composition du réseau électrique, il constitue également un moyen efficace de réduire les émissions de CO2 de votre activité.

Aucun de ces arguments n'est nouveau. Ce qui a changé, c'est la réponse à la question suivante.

Pourquoi maintenant ?

La technologie des batteries au plomb limite les performances des camions électriques. Une batterie au plomb possède une densité énergétique bien inférieure, stockant beaucoup moins d'énergie qu'une batterie lithium-ion, et sa durée de vie diminue si elle est régulièrement déchargée à moins de 40 % de sa capacité nominale. Les batteries au plomb ne sont pas conçues pour égaler la capacité énergétique d'un chariot élévateur à propane.

La batterie au lithium LFP élimine cette limitation. Elle stocke davantage d'énergie, peut être déchargée en toute sécurité jusqu'à 80 % de sa capacité nominale, accepte une recharge d'appoint pendant une pause et n'est pas endommagée par des cycles de charge/décharge partiels répétés. Une seule batterie suffit pour toute la durée de vie du camion (ou deux périodes de location de 3 ans ; consultez le calculateur de durée de vie des batteries en ligne ).

Le coût a également évolué. Le lithium était un produit haut de gamme lors de son arrivée sur ce marché. Désormais, l'écart de prix initial avec les batteries au plomb est suffisamment faible pour que les économies d'énergie et de maintenance compensent généralement cet surcoût dès la première année d'utilisation. Depuis deux ans, les batteries au lithium sont devenues la meilleure technologie à un prix compétitif. C'est la définition même d'une nouvelle norme.

Comment choisir la bonne taille de batterie au lithium

Une batterie sous-dimensionnée immobilise le camion avant la fin du service, tandis qu'une batterie surdimensionnée engendre des frais supplémentaires pour une capacité inutilisée. Quatre variables clés déterminent la capacité optimale.

Consommation d'énergie par heure. Les constructeurs publient la consommation d'énergie des chariots élévateurs, qu'ils soient au propane ou électriques, conformément à la norme ISO 23308 , norme internationale de mesure de la consommation d'énergie des chariots industriels. Cette norme définit un cycle d'essai fixe : le chariot soulève sa charge nominale, parcourt une distance déterminée, repose la charge et répète ce cycle un nombre de fois déterminé par heure.

Comme les deux camions fonctionnent selon le même cycle dans les mêmes conditions, un camion au propane et un camion électrique de même capacité nominale peuvent être comparés directement. Selon les spécifications du constructeur, un gallon de propane produit le même travail qu'environ 4,85 kWh d'électricité. Ce rapport permet de convertir la consommation de propane en consommation horaire d'énergie électrique du camion de remplacement.

Durée de fonctionnement. Dimensionnez la batterie en fonction des heures de fonctionnement enregistrées, et non de la durée du poste. Un camion affecté à un poste de huit heures enregistre généralement cinq à six heures de fonctionnement. Le reste correspond aux temps d'inactivité, d'attente et de pauses. Nos calculs sont basés sur 65 % du temps de travail effectif. Pour dimensionner une batterie, calculez à partir de la durée du poste : poste de 8 heures × 0,65 = 5,2 heures de fonctionnement enregistrées.

Vieillissement de la batterie . La capacité diminue au fil du temps. Une batterie neuve, dimensionnée pour couvrir une journée de travail le jour de sa livraison, peut s'avérer insuffisante par la suite, pendant sa période de garantie. Un dimensionnement adapté à la capacité en fin de vie garantit le fonctionnement fiable du chariot élévateur pendant toute la durée du poste et pour toute la durée de la garantie.

Conditions d'utilisation. Le froid réduit la capacité de la batterie et sa vitesse de charge. Par conséquent, les chariots élévateurs travaillant dans des entrepôts frigorifiques, sur des quais ouverts ou en extérieur par temps froid doivent être équipés d'une batterie dont la capacité est augmentée de 15 %. L'utilisation de rampes et d'accessoires hydrauliques accroît encore la demande. Les pinces, les rotateurs et les systèmes de poussée-traction consomment de l'énergie à chaque cycle, et un chariot élévateur montant une rampe consomme plus d'énergie par trajet qu'un chariot élévateur travaillant de plain-pied.

Les chiffres de conversion

Chaque ligne ci-dessous associe un chariot élévateur au propane et un chariot élévateur électrique de capacité nominale identique du même fabricant de chariots élévateurs selon la norme ISO 23308, la norme internationale de mesure de la consommation d'énergie des chariots industriels.

Exemple : Chariot élévateur électrique assis de 80 V, capacité de charge de 5 000 lb, prévu pour 5,2 heures de fonctionnement mesuré et capacité de batterie garantie en fin de vie de 70 %.

5,2 heures × 6,3 kWh/h (ligne 2 du tableau ci-dessus) = 32,8 kWh par jour. 32,8 kWh ÷ 0,70 (capacité en fin de vie) × 1 000 ÷ 80 V = 585 Ah, arrondi à 600 Ah.

Faites vos propres calculs

Notre calculateur en ligne transforme ces quatre variables en spécifications de batterie. Saisissez la capacité nominale du camion et la durée du changement de vitesse, et il vous indiquera la capacité de batterie requise en kWh et l'ampérage-heure équivalent à la tension de votre camion.

Il permet également d'estimer le coût énergétique annuel avant et après le changement. Les prix du propane et de l'électricité sont par défaut des moyennes californiennes ; remplacez-les par vos propres tarifs pour une comparaison précise.

Les résultats sont des estimations. Les accessoires, la pente de la rampe, la distance parcourue et la configuration de charge influent tous sur le résultat final. Il est donc toujours préférable de recueillir des données réelles sur la consommation d'énergie afin de dimensionner une batterie au lithium qui alimentera vos chariots élévateurs de manière fiable lors de chaque journée d'utilisation.

Maxim Khabur est directeur marketing d'Energoc USA.