Conclusión clave:
- El voltaje es fundamental en el diseño de paquetes de baterías personalizados, lo que afecta la salida de energía y la compatibilidad del dispositivo. Comprenda los voltajes nominales, cargados y descargados, y considere la química de la batería, los requisitos de aplicación y las regulaciones de envío.
Diseñando un paquete de batería personalizado Es como armar un rompecabezas complejo. Debe pensar en las especificaciones de energía, la corriente, la capacidad, los requisitos de tamaño, la configuración de las celdas y la cantidad de celdas. Pero hay una pieza crucial que a menudo se pasa por alto: el voltaje. Entonces, sumergámonos en el electrizante mundo del voltaje de la batería y comprendamos su importancia.
¿Qué es el voltaje y por qué es importante?
El voltaje es como la presión del agua en la manguera de su jardín. Empuja la electricidad a través de tus dispositivos. Cuanto mayor sea el voltaje, más energía podrán utilizar sus dispositivos.
Productos de bajo voltaje versus productos de alto voltaje
Los dispositivos tienen diferentes necesidades de energía. Un producto de bajo voltaje no necesita mucha energía para funcionar, por lo que la batería sólo necesita expulsar una pequeña cantidad de corriente. Por el contrario, los productos de alta potencia necesitan mucha energía para funcionar, por lo que necesitan una batería que pueda generar mucha corriente.
Descifrando el voltaje de la batería
Para comprender el voltaje de una batería, debemos tener en cuenta tres cosas:
1. La tensión nominal
2. El voltaje cuando está completamente cargado
3. El voltaje cuando está completamente descargado.
Descifremos estos términos.
Tensión nominal
Esta es la salida de voltaje que emite una celda cuando se carga. Es como la velocidad media de un coche en un viaje largo.
Voltaje completamente cargado
Este es el voltaje más alto que puede alcanzar una batería cuando está completamente cargada. Es como la velocidad máxima que puede alcanzar tu coche en una carretera recta.
Voltaje completamente descargado
Este es el nivel de voltaje más bajo que puede alcanzar una batería antes de ser considerada “vacío”. Es como la velocidad más lenta que puede alcanzar su automóvil antes de dejar de moverse.
Voltaje por química de la batería
Así como diferentes autos tienen diferentes velocidades, diferentes baterías tienen diferentes voltajes. Estos son los voltajes nominales para algunas químicas de baterías comunes:
1. NiCad: 1,2 voltios
2. NiMH: 1,4 voltios
3. Iones de litio: 3,6 voltios
4. Plomo-ácido: 2 voltios
Recuerde, estos son sólo los “velocidades promedio” – la salida real puede variar.
Las baterías de NiMH tienen un voltaje nominal de 1,2 V, pero pueden proporcionar hasta 1,4 V cuando están completamente cargadas. Las baterías NiCad y NiMH tienen un voltaje de carga completa de 1,4 V. Las baterías de plomo-ácido tienen un voltaje de carga completa de 2,1 V, mientras que las baterías de iones de litio tienen un voltaje de carga completa de 4,2 V.
Las baterías de NiCad y NiMH se pueden descargar completamente a 1,0 V, mientras que las baterías de plomo-ácido se descargan a 1,75 V. Las baterías de iones de litio no deben descargarse por completo, ya que esto puede dañarlas. Una función de corte de seguridad garantiza que las baterías de iones de litio nunca bajen de 2,8 V a 3,0 V.
Determinación del voltaje para una aplicación
Determinar el voltaje para una aplicación es como equilibrar un balancín. La resistencia de la aplicación es como el peso en un extremo del balancín y la corriente es como el peso en el otro extremo. La ecuación es simple:
Voltaje (V) = Corriente (I) x Resistencia (R)
El uso de un medidor de corriente y una fuente de energía modificable puede ayudar a determinar el consumo actual del sistema. Esta disposición se puede utilizar para determinar el voltaje máximo y mínimo requerido para su sistema. Es crucial registrar las lecturas actuales. Su objetivo debe ser encontrar un valor que se encuentre entre estas dos medidas, que representará el punto de uso mínimo de energía.
Comprender el espectro de voltaje de esta manera es crucial para productos y aplicaciones que pueden depender de fuentes de alimentación fluctuantes. Por el contrario, algunos productos y aplicaciones exhibirán un consumo de energía constante.
Rangos de voltaje
Cada producto tiene un rango de voltaje específico que puede manejar antes de que comience a funcionar mal. Es como el rango de velocidad aceptable de un automóvil. Si va demasiado lento, el motor podría pararse. Si vas demasiado rápido, podría sobrecalentarse.
Capacidad y voltaje de la celda
Otro factor importante es la capacidad de la celda. Esto determina cuánto tiempo puede funcionar su producto antes de recargar la batería. Tómelo como el tamaño del tanque de gasolina de su automóvil. Una mayor capacidad de celda significa que su producto puede funcionar durante un período de tiempo más largo con una sola carga. Una capacidad de celda más pequeña significa que necesitarás recargar tu producto con más frecuencia.
Limitaciones de envío según el voltaje
El envío de dispositivos de alto voltaje, especialmente aquellos con baterías de litio, requiere especial cuidado debido a su posible inestabilidad. Es como transportar productos químicos volátiles. – debe seguir estrictas normas de seguridad como Y 38.3.
Según las directrices marcadas por el IATA, las baterías de litio se pueden transportar de forma independiente o dentro del equipo. Si se transportan de forma independiente, su estado de carga (SoC) no debe exceder el 30%.
Además, la cantidad de celdas o baterías que se pueden transportar simultáneamente está determinada por la cantidad de litio metálico contenida dentro de la batería y si se transportan dentro de un dispositivo, de forma independiente o junto con el equipo. Algunos bultos pueden necesitar marcas específicas para indicar la presencia de una batería de litio dentro del contenedor.
Voltaje del paquete de baterías para diseños de productos
Para personalizar un paquete de baterías para su producto, deberá considerar una variedad de factores, incluido el voltaje, la química, la disposición de las celdas y el tamaño de la batería. El objetivo es crear una batería que proporcione la cantidad adecuada de energía y que al mismo tiempo se ajuste a las limitaciones de diseño del producto.
Por ejemplo, un paquete de 10 celdas de batería de NiMH puede proporcionar 14 voltios de energía manteniendo los costos bajos. Sin embargo, a medida que se agreguen más celdas, la mochila se volverá más voluminosa y pesada. Una solución más ligera podría ser utilizar baterías de litio con menos celdas. Por cierto, estas baterías deben someterse a procesos y restricciones de certificación de transporte adicionales, lo que puede aumentar los costos.
Conclusión
Asociarse con un fabricante calificado de paquetes de baterías personalizados Al principio del proceso de diseño puede ser de gran ayuda a la hora de determinar el voltaje requerido. En Holo Battery, podemos ayudarlo a determinar el diseño del gabinete del paquete de baterías para garantizar que haya suficiente espacio para el paquete. Con estos diseños, puede probar la funcionalidad de su producto y realizar las modificaciones necesarias.
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