Os desafios enfrentados por empilhadeiras com bateria de íon-lítio Em ambientes de armazenamento a frio com temperaturas de -20°C ou até inferiores, os principais problemas são a redução da autonomia, a baixa eficiência de carregamento e a dificuldade de manutenção das baterias. A solução desses problemas exige uma otimização abrangente em três dimensões: tecnologia, hardware e estratégias de gestão.

A seguir, apresentamos as principais soluções para empilhadeiras com bateria de íon-lítio em ambientes de armazenamento refrigerado: Soluções para Empilhadeiras com Bateria de Íon-Lítio em Ambientes de Armazenamento Refrigerado

1. Resolvendo a degradação do alcance (Desempenho de descarga em baixa temperatura) A baixa temperatura é a principal causa da diminuição da eficiência de descarga em baterias de íon-lítio. A principal solução é o gerenciamento térmico ativo.

Integração de sistemas de aquecimento ativo:

Integre uma película de aquecimento PTC ou um sistema de refrigeração/térmico líquido dentro da bateria.

Através do controle preciso do BMS (Sistema de Gerenciamento de Bateria), as células da bateria são pré-aquecidas até sua faixa de temperatura operacional ideal (por exemplo, 15°C a 35°C) antes que a empilhadeira entre na zona de baixa temperatura ou durante a operação.

Resultados: Garante a atividade da bateria, melhorando significativamente a capacidade de descarga e a autonomia em baixas temperaturas.

Utilizando células dedicadas para baixas temperaturas: Utilizando eletrólitos resistentes a baixas temperaturas e estruturas de células especialmente projetadas, como as células de fosfato de ferro-lítio (LFP) dedicadas a baixas temperaturas ou as células ternárias de alto níquel (NCM) oferecidas por alguns fabricantes.

Benefícios: Melhora o desempenho dos materiais da bateria em ambientes de baixa temperatura.

Configuração de capacidade otimizada: Considerando a perda de capacidade causada por baixas temperaturas, os conjuntos de baterias com maior capacidade redundante são configurados de acordo com as necessidades operacionais reais para garantir tempo de operação suficiente por turno.

2 Solução para a baixa eficiência de carregamento (segurança no carregamento em baixas temperaturas):
O carregamento em baixa temperatura facilita a precipitação de dendritos de lítio, prejudicando o desempenho e a vida útil da bateria. Uma estratégia de carregamento segura é crucial.

Pré-aquecimento inteligente e carregamento a temperatura constante:

Pré-aquecimento antes do carregamento: A estação de carregamento ou o sistema de baterias primeiro ativa sua função de aquecimento para elevar a temperatura da bateria a uma temperatura de carregamento segura (normalmente acima de 0°C).

Temperatura constante durante o carregamento: Durante o carregamento, o sistema de aquecimento funciona continuamente para garantir que a temperatura da bateria permaneça dentro da faixa ideal de carregamento.

Benefícios: Melhora significativamente a aceitação de carga, reduz o tempo de carregamento e garante a segurança do processo.

Estratégia de carregamento de corrente constante em múltiplos estágios (controle BMS): O BMS ajusta dinamicamente a corrente de carga com base no monitoramento em tempo real da temperatura mais baixa de cada célula da bateria. Durante fases de baixa temperatura, utiliza-se carga lenta pulsada ou de baixa corrente para evitar picos de alta corrente que poderiam danificar a bateria.

Efeito: Otimiza a eficiência do carregamento, garantindo a segurança.

Modo "Troca/Carregamento de Bateria em Ambiente Aquecido": Uma estação de carregamento com temperatura controlada ou uma sala para troca rápida de baterias é instalada na área externa ou adjacente à área de armazenamento refrigerado.

A empilhadeira retorna à área com temperatura ambiente para carregar ou trocar uma bateria totalmente carregada.

Efeito: Elimina completamente os problemas de carregamento em baixas temperaturas; o modo de troca de baterias é particularmente adequado para instalações de armazenamento refrigerado que exigem operação contínua 24 horas por dia.

3. Solucionando os desafios de manutenção e vida útil das baterias:
As variações de temperatura e umidade em ambientes de armazenamento refrigerado impõem maiores exigências à proteção física das baterias.

Design com alto nível de proteção: Os conjuntos de baterias devem ter uma classificação de proteção IP mais alta (por exemplo, IP67), utilizando materiais especiais de vedação e isolamento para evitar a condensação e a formação de gelo durante a entrada e saída do armazenamento a frio, o que poderia causar curtos-circuitos ou corrosão dos conectores da bateria e dos componentes eletrônicos.

Efeito: Melhora a durabilidade e a segurança do sistema de baterias.

Monitoramento profundo e manutenção preditiva de sistemas BMS inteligentes: O BMS precisa avaliar com mais precisão o SOH (Estado de Saúde) e o SOC (Estado de Carga) em baixas temperaturas para evitar a descarga profunda da bateria.

Utilizando a tecnologia IoT, os dados da bateria são analisados para alcançar a manutenção preditiva (PdM), permitindo a detecção e o tratamento oportunos de anomalias, prevenindo a escalada de falhas e prolongando a vida útil da bateria.

Gestão Operacional Padronizada: Procedimentos operacionais rigorosos são estabelecidos para evitar ociosidade prolongada e tempo de inatividade das empilhadeiras em câmaras frigoríficas.

Um sistema obrigatório de "carregamento em ambiente aquecido" é implementado para garantir que a manutenção da bateria e a recarga de energia sejam realizadas em temperaturas adequadas.

Por meio da aplicação abrangente das tecnologias e métodos de gestão acima mencionados, as empilhadeiras com bateria de lítio podem alcançar uma operação segura, eficiente e estável em ambientes de armazenamento refrigerado com temperaturas extremamente baixas.