직면한 과제 리튬 이온 배터리 지게차 영하 20°C 이하의 저온 보관 환경에서는 주로 주행 거리 감소, 낮은 충전 효율, 그리고 어려운 배터리 유지 관리 문제가 발생합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 기술, 하드웨어, 그리고 관리 전략이라는 세 가지 차원을 아우르는 포괄적인 최적화가 필요합니다.

다음은 저온 창고 환경에서 사용되는 리튬 이온 배터리 지게차의 주요 솔루션입니다: 저온 창고 환경용 리튬 이온 배터리 지게차 솔루션

1. 범위 저하 문제 해결 (저온 방전 성능) 저온은 리튬 이온 배터리의 방전 효율 저하의 근본 원인입니다. 주요 해결책은 능동적인 열 관리입니다.

능동형 난방 시스템 통합:

배터리 팩 내부에 PTC 발열막 또는 액체 냉각/열 관리 시스템을 통합하십시오.

배터리 관리 시스템(BMS)의 정밀한 제어를 통해 지게차가 저온 구역에 진입하기 전이나 작동 중에 배터리 셀을 최적 작동 온도 범위(예: 15°C~35°C)로 예열합니다.

결과: 배터리 작동을 보장하여 저온 환경에서 방전 용량과 주행 거리를 크게 향상시킵니다.

저온 전용 셀 사용: 일부 제조업체에서 제공하는 저온 전용 리튬인산철(LFP) 또는 고니켈삼원계(NCM) 전지와 같이 저온에 강한 전해질과 특수 설계된 전지 구조를 사용합니다.

이익: 저온 환경에서 배터리 소재의 성능을 향상시킵니다.

최적화된 용량 구성: 저온으로 인한 용량 손실을 고려하여, 실제 운영 필요에 따라 교대 근무 시간 동안 충분한 가동 시간을 확보하기 위해 더 큰 예비 용량을 갖춘 배터리 팩을 구성합니다.

2 충전 효율 저하 문제 해결 (저온 충전 안전):
저온 충전은 리튬 덴드라이트 침전을 쉽게 유발하여 배터리 성능과 수명을 저하시킵니다. 따라서 안전한 충전 전략이 매우 중요합니다.

지능형 예열 및 항온 충전:

충전 전 예열: 충전소 또는 배터리 시스템은 먼저 가열 기능을 작동시켜 배터리 온도를 안전한 충전 온도(일반적으로 0°C 이상)까지 올립니다.

충전 중 일정한 온도 유지: 충전 중에는 배터리 온도가 최적의 충전 범위 내에 유지되도록 가열 시스템이 지속적으로 작동합니다.

이익: 충전 수용률을 크게 향상시키고, 충전 시간을 단축하며, 충전 안전성을 보장합니다.

다단계 정전류 충전 전략(BMS 제어): BMS는 각 배터리 셀의 최저 온도를 실시간으로 모니터링하여 충전 전류를 동적으로 조절합니다. 저온 단계에서는 배터리 손상을 유발할 수 있는 고전류 서지를 방지하기 위해 펄스 충전 또는 저전류 저속 충전 방식을 사용합니다.

효과: 충전 효율을 최적화하는 동시에 안전성을 보장합니다.

"따뜻한 실내 배터리 교환/충전" 모드: 온도 조절이 가능한 충전소 또는 고속 배터리 교환실은 냉장 보관 구역 외부 또는 인접 곳에 설치됩니다.

지게차는 충전을 하거나 완전히 충전된 배터리 팩을 교체하기 위해 상온 영역으로 돌아갑니다.

효과: 저온 충전 문제를 완전히 방지하며, 배터리 교환 방식은 24시간 연속 가동이 필요한 저온 저장 시설에 특히 적합합니다.

3. 배터리 유지 관리 및 수명 관련 문제 해결:
저온 보관 환경의 온도 및 습도 변화는 배터리 팩의 물리적 보호에 더 높은 기준을 요구합니다.

높은 보호 등급 설계: 배터리 팩은 저온 보관 시설 입출고 시 결로 및 결빙 현상을 방지하기 위해 특수 밀봉 및 절연 재료를 사용하여 더 높은 IP 보호 등급(예: IP67)을 갖춰야 합니다. 결로 및 결빙은 단락이나 배터리 커넥터 및 전자 부품의 부식을 유발할 수 있습니다.

효과: 배터리 시스템의 내구성과 안전성을 향상시킵니다.

지능형 건물관리시스템(BMS)을 통한 심층 모니터링 및 예측 유지보수: 배터리 관리 시스템(BMS)은 저온에서 배터리의 과방전을 방지하기 위해 SOH(상태 건강) 및 SOC(충전 상태)를 더욱 정확하게 평가해야 합니다.

사물인터넷(IoT) 기술을 활용하여 배터리 데이터를 분석하고 예측 유지보수(PdM)를 구현함으로써, 이상 징후를 적시에 감지하고 처리하여 고장 확산을 방지하고 배터리 수명을 연장할 수 있습니다.

표준화된 운영 관리: 냉동창고에서 지게차의 장시간 유휴 및 가동 중단을 방지하기 위해 엄격한 운영 절차가 수립되어 있습니다.

배터리 유지 보수 및 에너지 보충이 적절한 온도에서 이루어지도록 하기 위해 "온실 충전" 시스템이 의무적으로 시행됩니다.

상기 기술과 관리 방법을 종합적으로 적용함으로써 리튬 배터리 지게차는 극저온 냉동 창고 환경에서도 안전하고 효율적이며 안정적인 작동을 달성할 수 있습니다.