À retenir :
- Voltage is key in custom battery pack design, impacting power output and device compatibility. Understand nominal, charged, and discharged voltages, and consider battery chemistry, application requirements, and shipping regulations.
Concevoir un batterie personnalisée is like putting together a complex puzzle. You need to think about power specifications, current, capacity, size requirements, cell configuration, and the number of cells. But there’s one key piece that’s often overlooked: voltage. So let’s dive into the electrifying world of battery voltage and understand its importance..
What is voltage and why does it matter?
La tension est comme la pression de l’eau dans votre tuyau d’arrosage. Il pousse l'électricité à travers vos appareils. Plus la tension est élevée, plus vos appareils peuvent consommer d’énergie.
Low-voltage vs high-voltage products
Les appareils ont des besoins en énergie différents. Un produit basse tension n’a pas besoin de beaucoup d’énergie pour fonctionner, la batterie n’a donc besoin que d’émettre une petite quantité de courant. À l’inverse, les produits de grande puissance ont besoin de beaucoup d’énergie pour fonctionner, ils ont donc besoin d’une batterie capable de produire beaucoup de courant.
Deciphering battery voltage
Pour comprendre la tension d’une batterie, nous devons examiner trois éléments :
1. La tension nominale
2. La tension une fois complètement chargé
3. La tension une fois complètement déchargée
Décryptons ces termes.
Tension nominale
Il s’agit de la tension de sortie qu’une cellule émet lorsqu’elle est chargée. C’est comme la vitesse moyenne d’une voiture sur un long trajet.
Fully charged voltage
Il s’agit de la tension la plus élevée qu’une batterie peut atteindre lorsqu’elle est complètement chargée. C’est comme la vitesse maximale que votre voiture peut atteindre sur une route droite.
Fully discharged voltage
Il s'agit du niveau de tension le plus bas qu'une batterie peut atteindre avant d'être prise en compte. “vide”. C’est comme la vitesse la plus lente que votre voiture peut atteindre avant de s’arrêter.
Voltage by battery chemistry
Tout comme différentes voitures ont des vitesses différentes, différentes batteries ont des tensions différentes. Voici les tensions nominales pour certaines compositions chimiques de batterie courantes :
1. NiCad : 1,2 volts
2. NiMH : 1,4 volts
3. Lithium-ion : 3,6 volts
4. Plomb-acide : 2 volts
Rappelez-vous, ce ne sont que les “vitesses moyennes” – the actual output may vary.
Les batteries NiMH ont une tension nominale de 1,2 V, mais elles peuvent fournir jusqu'à 1,4 V lorsqu'elles sont complètement chargées. Les batteries NiCad et NiMH ont toutes deux une tension complètement chargée de 1,4 V. Les batteries au plomb ont une tension à pleine charge de 2,1 V, tandis que les batteries au lithium-ion ont une tension à pleine charge de 4,2 V.
Les batteries Nicad et Nimh peuvent être entièrement déversées à 1,0 V, tandis que les batteries au plomb se déversent à 1,75 V. Les batteries au lithium-ion ne doivent pas être complètement déchargées, car cela peut les endommager. Une caractéristique de coupure de sécurité garantit que les batteries au lithium-ion ne dépassent jamais 2,5 V à 3,0 V.
Determining voltage for an application
La détermination de la tension pour une application est comme équilibrer une bascule. La résistance de l'application est comme le poids à une extrémité de la bascule, et le courant est comme le poids à l'autre extrémité. L'équation est simple:
Tension (v) = courant (i) x résistance (r)
Using a current meter and a modifiable power source can aid in determining the present draw for the system. This arrangement can be used to ascertain both the maximum and minimum voltage required for your system. It’s key to record the current readings. Your goal should be to find a value that falls between these two measurements, which will represent the point of minimum power usage.
Comprehending the voltage spectrum in this way is key for products and applications that might depend on fluctuating power supplies. Conversely, some products and applications will exhibit a steady power consumption.
Plages de tension
Chaque produit possède une plage de tension spécifique qu’il peut gérer avant de commencer à mal fonctionner. C’est comme la plage de vitesse acceptable d’une voiture. Si vous allez trop lentement, le moteur risque de caler. Si vous allez trop vite, il risque de surchauffer.
Cell capacity and voltage
Un autre facteur important est la capacité des cellules. Cela détermine la durée de fonctionnement de votre produit avant de recharger la batterie. Considérez-le comme la taille du réservoir d’essence de votre voiture. Une plus grande capacité de cellule signifie que votre produit peut fonctionner plus longtemps avec une seule charge. Une capacité de cellule plus petite signifie que vous devrez recharger votre produit plus souvent.
Shipping limitations based on voltage
L’expédition d’appareils à haute tension, en particulier ceux équipés de batteries au lithium, nécessite une attention particulière en raison de leur instabilité potentielle. C'est comme transporter des produits chimiques volatils – vous devez suivre des règles de sécurité strictes comme ET 38.3.
Conformément aux directives fixées par le IATA, les batteries au lithium peuvent être transportées indépendamment ou à l'intérieur d'un équipement. En cas de transport autonome, leur état de charge (SoC) ne doit pas dépasser 30 %.
De plus, la quantité de cellules ou de batteries pouvant être transportées simultanément est déterminée par la quantité de lithium métallique contenue dans la batterie et par le fait qu'elles soient transportées dans un appareil, indépendamment ou avec l'équipement. Certains colis peuvent nécessiter des marquages spécifiques pour signifier la présence d'une batterie au lithium à l'intérieur du conteneur.
Battery pack voltage for product designs
Pour personnaliser une batterie pour votre produit, vous devrez prendre en compte divers facteurs, notamment la tension, la composition chimique, la disposition des cellules et la taille de la batterie. L’objectif est de créer une batterie qui fournit la bonne quantité d’énergie tout en respectant les contraintes de conception du produit.
Par exemple, un paquet de 10 cellules de batterie NiMH peut fournir une alimentation de 14 volts tout en maintenant les coûts à un niveau bas. Cependant, à mesure que davantage de cellules sont ajoutées, le pack deviendra plus volumineux et plus lourd. Une solution plus légère pourrait consister à utiliser des batteries au lithium avec moins de cellules. À propos, ces batteries doivent être soumises à des processus de certification et à des restrictions de transport supplémentaires, ce qui peut augmenter les coûts.
Conclusion
S'associer avec un fabricant qualifié de batteries personnalisées au début du processus de conception, cela peut être d’une grande aide pour déterminer la tension requise. Chez Holo Battery, nous pouvons vous aider à déterminer la conception du boîtier du bloc-batterie afin de garantir qu'il y a suffisamment de place pour le bloc. Avec ces conceptions, vous pouvez tester la fonctionnalité de votre produit et apporter les modifications nécessaires.
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