고령화 사회의 가속화와 장애인의 이동 욕구 증가에 따라, 필수적인 이동 보조 기구인 전동 휠체어는 배터리를 핵심 동력원으로 사용합니다. 이러한 배터리의 성능은 사용자 경험에 직접적인 영향을 미칩니다. 현재, 리튬 배터리와 납축전지는 전동 휠체어에 일반적으로 사용되는 두 가지 배터리 유형입니다. 이들은 에너지 밀도, 주행 거리, 수명, 안전성 등에서 상당한 차이를 보이며, 이는 전동 휠체어의 다양한 사용 시나리오에 대한 적합성을 결정합니다.
1. 에너지 밀도 및 휴대성
리튬 배터리는 에너지 밀도 측면에서 상당한 이점을 가지고 있습니다. 예를 들어, 일반적인 인산철 리튬 배터리는 130 - 160Wh/kg의 에너지 밀도를 달성할 수 있는 반면, 납축전지는 30 - 50Wh/kg에 불과합니다. 이러한 에너지 밀도의 차이는 동일한 전력 요구 사항에 대해 리튬 배터리가 더 작고 가볍다는 것을 의미합니다. 24Ah 배터리가 장착된 전동 휠체어를 예로 들어 보겠습니다. 납축전지를 사용하면 무게가 15 - 20kg에 달할 수 있지만, 동일한 용량의 리튬 배터리는 무게를 3 - 5kg으로 줄일 수 있습니다. 자동차나 비행기를 이용하여 여행하는 경우와 같이 전동 휠체어를 자주 접고 운반해야 하는 사용자에게 리튬 배터리의 가벼움은 휴대성을 크게 향상시키고 사용자와 간병인의 부담을 덜어줍니다. 또한, 리튬 배터리의 작은 크기는 전동 휠체어 내에서 더 유연한 배치를 가능하게 하여 휠체어의 전체적인 구조 설계를 최적화하는 데 도움이 됩니다.
2. 주행 거리
주행 거리 측면에서 리튬 배터리는 높은 에너지 밀도로 인해 전동 휠체어에 더 지속적인 전력을 제공할 수 있습니다. 일반적으로 동일한 용량의 리튬 배터리와 납축전지의 경우, 리튬 배터리로 구동되는 전동 휠체어의 주행 거리가 30% - 50% 증가할 수 있습니다. 예를 들어, 전동 휠체어에 48V/12Ah 납축전지가 장착된 경우 주행 거리는 약 20 - 25km입니다. 그러나 동일한 전압 및 용량의 리튬 배터리로 교체하면 주행 거리가 28 - 35km에 달할 수 있습니다. 사교 모임 참석이나 공원 방문 등 장시간 외출이 필요한 사용자에게 리튬 배터리의 더 긴 주행 거리는 중간에 전원이 부족해지는 당혹감을 줄이고 여행의 편리함과 자율성을 향상시킵니다.
3. 수명 및 유지 보수 비용
리튬 배터리는 일반적으로 더 긴 사이클 수명을 가지고 있습니다. 일반적인 리튬 이온 배터리의 충전-방전 사이클 수는 500 - 1000회에 달할 수 있으며, 일부 고성능 인산철 리튬 배터리는 2000회를 초과할 수도 있습니다. 반면, 납축전지의 사이클 수명은 일반적으로 200 - 300회에 불과합니다. 전동 휠체어 사용자가 하루에 한 번 배터리를 충전 및 방전한다고 가정하면, 리튬 배터리는 3 - 5년에 한 번 교체하면 되지만, 납축전지는 1 - 2년에 한 번 교체해야 할 수 있습니다. 잦은 배터리 교체는 경제적 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 - 48V/12Ah 납축전지는 약 300 - 500위안, 리튬 배터리는 1000 - 2000위안으로 더 비쌉니다 - 교체 주기를 고려하면 리튬 배터리의 장기적인 종합 비용이 실제로 더 낮습니다. 또한, 납축전지는 사용 중 정기적인 검사와 전해액 보충이 필요하여 매우 번거롭습니다. 반면, 리튬 배터리는 기본적으로 유지 보수가 필요 없어 사용 비용과 사용자의 운영 부담을 더욱 줄여줍니다.
4. 안전성
리튬 배터리와 납축전지는 각각 고유한 안전 특성을 가지고 있습니다. 리튬 배터리는 납, 수은, 카드뮴과 같은 유해 중금속을 포함하지 않아 생산, 사용 및 폐기 과정에서 환경 오염이 적습니다. 그러나 리튬 배터리는 과충전, 과방전 또는 단락의 경우 화재 및 폭발과 같은 안전 위험을 초래합니다. 그럼에도 불구하고, 배터리 관리 시스템(BMS) 기술의 지속적인 발전으로 인해, 고급 BMS는 배터리 전압, 전류 및 온도를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 이상 조건이 감지되면 회로 차단 또는 충전 전류 조정과 같은 즉각적인 보호 조치가 취해져 안전 위험을 효과적으로 줄입니다. 납축전지는 심각한 연소 또는 폭발 사고를 일으킬 가능성이 적지만, 생산 과정에서 많은 양의 납 자원을 소비합니다. 폐기 후 적절하게 처리하지 않으면 납과 같은 중금속이 토양과 수원에 심각한 오염을 유발할 수 있습니다. 또한, 납축전지의 전해액은 부식성이 있어 누출될 경우 인체와 환경에 해를 끼칠 수 있습니다.
5. 비용
현재, 리튬 배터리의 초기 구매 비용은 납축전지보다 훨씬 높습니다. 48V/12Ah 배터리를 예로 들면, 납축전지는 300 - 500위안인 반면, 리튬 배터리는 1000 - 2000위안입니다. 이로 인해 납축전지는 가격에 민감한 사용자에게 더 매력적입니다. 그러나 앞서 언급했듯이, 리튬 배터리의 긴 수명과 낮은 유지 보수 비용을 고려하면 장기적인 사용 측면에서 종합적인 비용 경쟁력이 더 높습니다.
6. 실제 사용 시나리오에 대한 적응
위의 특성을 바탕으로, 리튬 배터리는 휴대성, 주행 거리 및 수명에 대한 요구 사항이 높고 비교적 충분한 예산을 가진 사용자, 예를 들어 여행을 자주 하거나 사회 활동에 자주 참여하는 전동 휠체어 사용자에게 더 적합합니다. 반면, 납축전지는 초기 비용이 낮기 때문에 가격에 민감하고 사용 빈도가 낮으며 활동 범위가 작은 사용자에게 더 적합합니다. 예를 들어, 주로 집에 머물면서 가끔 동네를 돌아다니는 노인은 납축전지로 구동되는 전동 휠체어로 기본적인 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 그러나 야외 활동에 자주 참여하고 여행의 편리함을 중요하게 생각하는 젊은 장애인은 리튬 배터리가 장착된 전동 휠체어가 더 나은 선택입니다.
전동 휠체어 적용에 있어 리튬 배터리와 납축전지는 각각 장단점을 가지고 있습니다. 리튬 배터리 기술의 지속적인 발전과 비용 절감에 따라, 리튬 배터리는 향후 전동 휠체어 분야에서 더욱 지배적인 역할을 할 것으로 예상되며, 사용자에게 더 높은 품질, 효율성 및 친환경적인 여행 경험을 제공할 것입니다.