摘要：隨著全球集裝箱運輸業的快速發展，集裝箱機械也得到了前所未有的跨越式發展。對于，輪胎式集裝箱起重機因通常使用柴油機驅動。其能耗高、噪音大、廢氣污染大，嚴重影響當地環境。本文介紹了新型鋰電池在我集團輪胎式集裝箱起重機上的應用現狀。
　　
　　關鍵詞：鋰電池論文；輪胎式集裝箱起重機論文；節能；環保
　　
　　隨著集裝箱運輸業的快速發展，集裝箱堆場用的輪胎式龍門集裝箱起重機（RTG）使用量劇增。由于經常轉場的需要，無一例外的使用柴油發電機組為動力源。這種RTG存在燃油高消耗，對環境造成嚴重污染問題。
　　如何在保持RTG原有的機動性和使用特點的前提下，實現節能RTG，綠色RTG，正是我們鋰電池供電輪胎吊能解決的問題。
　　該鋰電池供電RTG不僅保留了常規輪RTG的機動性和原有使用特點，而且其節能效果遠遠大于目前市場上其他的一些采用儲能設備的節能RTG。
　　
　　1. 節能原理
　　常規RTG一般采用400KW以上的柴油發電機組供電，隨著RTG的運行參數的進一步提高，柴油機的容量還要進一步加大。這樣的話常規RTG油耗大，能耗越來越高，對環境污染越來越大。隨之運營成本高也將逐步提高。 
　　而鋰電池供電的RTG在不降低現有RTG的各項技術指標（起重量、各機構運行速度等）的情況下，可以大幅度地將柴油發電機組的功率配備。
　　當RTG機構電動作功時，能量從鋰電池中涌出，滿足機構運行的峰值功率需求和穩態運行的功率需求。在重物下降和機構制動產生再生能量時，鋰電池能夠大部分吸收，循環使用。
　　2. 技術方案論文
　　主要技術內容和實施方案
　　采用大容量鋰電池作為RTG的主要供電源，取消原400KW以上的大柴油發電機組，采用50KW或更小的柴油發電機組作為鋰電池的充電電源，或取消小柴油發電機組。
　　系統構成主要包括：高功率大容量鋰電池模塊組，小功率柴油機組（或外部電源裝置），智能電池管理系統，輔助逆變供電裝置等。
　　常規運行狀態下，小功率柴油發電機組不工作，直接由鋰電池組驅動輪胎吊。通過智能電池管理系統，實時監控每一組電池的狀態(電壓，溫度)，由PLC采集數據后控制小柴油機啟停，給電池適當電量補償。在起升下降和制動等動作時，所產生的電能都將回饋鋰電池組，更好的起到了節能降耗的效果。
　　3. 應用現狀
　　該鋰電池供電節能RTG對硬件設備要求不高，不僅能裝備新購RTG，而且能實現舊機改造。
　　與目前市場上現有的一些采用類似儲能設備（超級電容，其他類型的電池）的節能RTG相比，這些RTG都只將儲能設備作為柴油發電機組的功率補償，其配置的柴油發電機組的容量一般都在200KW以上，且必須長期運行。而該大功率鋰電池供電RTG完全將鋰電池作為主要電源，小柴油發電機組僅作為充電用，在需要的時候運行給鋰電池充電，其節能效果大大好于現有的一些節能RTG。
　　4. 效益分析
　　4.1. 節能效益
　　對大功率鋰電池供電節能型RTG進行能耗測試，測試方法及條件嚴格按照中華人民共和國國家標準GBT_14783_2009《輪胎式集裝箱門式起重機》中第四項執行。
　　4.1.1. 為了精確測量油耗，測試采用電能平衡的方法：
　�。�1）先采用小柴油發電機組將鋰電池組充滿電，再停止柴油發電機，僅用鋰電池儲存的電能完成RTG運行測試。
　�。�2）用直流電度表進行準確測量用電量，再將實際用電量折算成柴油發電機組的等價油耗（實測45kW柴油發電機組的油電折算系數約為3.47kwh/L）。
　　（3）測試過程中，RTG的每個工作循環運行
　　4.1.2. 測試機型參數：
　�。�1）大功率鋰電池供電節能型輪胎吊參數：
　　起升電機功率：170kW 小車電機功率：15kW2
　　起升速度：23/46米/分 小車速度：70米/分
　�。�2）傳統輪胎吊參數：
　　起升電機功率：170kW 小車電機功率：15kW2
　　起升速度：23/46米/分 小車速度：70米/分
　　柴油機功率：410kW（1500rpm）
　　4.1.3. 各典型工況節油測試結果：
　�。�1）待機工況：
　　節能輪胎吊油耗：取用電能3.3kwh，折合柴油0.95L
　　傳統輪胎吊油耗：5.35L
　　節油率：(5.35-0.95)/5.35=82.24%
　　（2）空載工況：
　　節能輪胎吊油耗：取用電能17.14kwh，折合柴油4.94L
　　傳統輪胎吊油耗：13.25L
　　節油率：(13.25-4.94)/13.25=62.7%
　�。�3）15T負載工況：
　　節能輪胎吊油耗：取用電能16.38kwh，折合柴油4.72L
　　傳統輪胎吊油耗：13.9L
　　節油率：(13.9-4.72)/13.9=66.04%
　　（4）30T負載工況：
　　節能輪胎吊油耗：取用18.04kwh，折合柴油5.2L
　　傳統輪胎吊油耗：15.44L
　　節油率：(15.44-5.2)/15.44=66.32%
　�。�5）各工況加權平均節油率：
　　傳統輪胎吊實驗總油耗：47.94L
　　節能輪胎吊實驗總油耗：15.81L
　　節油率：(47.94-15.81)100/47.94=67.02%
　　根據測試結果，大功率鋰電池節能RTG與常規RTG相比，其節油效果可達65%以上。如按照每臺常規RTG每年操作10萬集裝箱，每箱平均油耗按1.2L計，一年每臺節能輪胎吊能節省燃油7.8萬升。
　　4.2. 經濟效益
　　根據估算，就目前鋰電池的市場價格，采用大功率鋰電池節能輪胎吊，與常規輪胎吊相比，新機采購增加費用約70萬元，舊機改造費用約120萬元。
　　按照每臺RTG每年節省燃油7.8萬升計，采用大功率鋰電池所增加的投資新機約能在14月內收回投資，舊機改造約能在24個月內收回投資。
　　按照鋰電池目前保證的壽命為5年計，每臺新機可節省燃油費用共209萬，每臺舊機改造可以節省燃油費用160萬。
　　且隨著鋰電池壽命的進一步延長和成本的進一步下降，以及國際原油價格的進一步上升，采用鋰電池供電的節能輪胎吊所取得的經濟效益將大大提高。
　　5. 總結
　　目前來看，鋰電池的高價格一直是鋰電池供電RTG的一個瓶頸。但是，上海振華重工（集團）股份有限公司這次研發成功的大功率鋰電池節能輪胎吊，已經通過內部測試和相關專業機構的測試和認可，并在逐步降低鋰電池供電RTG的生產成本。其突出的節能減排效果將產生巨大的經濟效益和社會效益。