Poin Utama:
- Tegangan sangat penting dalam desain paket baterai khusus, yang memengaruhi output daya dan kompatibilitas perangkat. Pahami tegangan nominal, pengisian, dan pengosongan, serta pertimbangkan bahan kimia baterai, persyaratan aplikasi, dan peraturan pengiriman.
Merancang sebuah paket baterai khusus seperti menyusun teka-teki yang rumit. Anda perlu memikirkan spesifikasi daya, arus, kapasitas, persyaratan ukuran, konfigurasi sel, dan jumlah sel. Namun ada satu bagian penting yang sering diabaikan: voltase. Jadi, mari selami dunia voltase baterai yang menggemparkan dan pahami pentingnya hal tersebut.
Apa itu Tegangan dan Mengapa Itu Penting?
Tegangan itu seperti tekanan air di selang taman Anda. Ini mendorong listrik melalui perangkat Anda. Semakin tinggi tegangannya, semakin banyak daya yang dapat digunakan perangkat Anda.
Produk Tegangan Rendah vs Tegangan Tinggi
Perangkat memiliki kebutuhan daya yang berbeda. Produk bertegangan rendah tidak memerlukan banyak daya untuk beroperasi, sehingga baterai hanya perlu mengeluarkan sedikit arus. Sebaliknya, produk berdaya tinggi memerlukan banyak daya untuk beroperasi, sehingga memerlukan baterai yang dapat mengeluarkan banyak arus.
Menguraikan Tegangan Baterai
Untuk memahami tegangan baterai, kita perlu melihat tiga hal:
1. Tegangan nominal
2. Tegangan saat terisi penuh
3. Tegangan saat habis sepenuhnya
Mari kita pahami istilah-istilah ini.
Tegangan Nominal
Ini adalah keluaran tegangan yang dikeluarkan sel saat diisi. Ini seperti kecepatan rata-rata sebuah mobil dalam perjalanan jauh.
Tegangan Terisi Penuh
Ini adalah tegangan tertinggi yang dapat dicapai baterai saat terisi penuh. Ini seperti kecepatan tertinggi yang dapat dicapai mobil Anda di jalan lurus.
Tegangan Habis Sepenuhnya
Ini adalah level tegangan terendah yang dapat dicapai baterai sebelum dipertimbangkan “kosong”. Ini seperti kecepatan paling lambat yang bisa dilalui mobil Anda sebelum berhenti bergerak.
Tegangan berdasarkan Kimia Baterai
Sama seperti mobil yang berbeda memiliki kecepatan yang berbeda, baterai yang berbeda memiliki voltase yang berbeda pula. Berikut adalah tegangan nominal untuk beberapa kimia baterai yang umum:
1.NiCad: 1,2 volt
2. NiMH: 1,4 volt
3. Litium-ion: 3,6 volt
4. Timbal-asam: 2 volt
Ingat, ini hanyalah “kecepatan rata-rata” – keluaran sebenarnya mungkin berbeda.
Baterai NiMH memiliki tegangan nominal 1,2V, namun dapat menghasilkan hingga 1,4V saat terisi penuh. Baterai NiCad dan NiMH keduanya memiliki tegangan terisi penuh sebesar 1,4V. Baterai timbal-asam memiliki tegangan terisi penuh sebesar 2,1V, sedangkan baterai lithium-ion memiliki tegangan terisi penuh sebesar 4,2V.
Baterai NiCad dan NiMH dapat terisi penuh hingga 1,0V, sedangkan baterai timbal-asam dapat terisi penuh hingga 1,75V. Baterai litium-ion tidak boleh kosong sepenuhnya karena dapat merusaknya. Fitur pemutus pengaman memastikan baterai litium-ion tidak pernah berada di bawah 2,8V hingga 3,0V.
Menentukan Tegangan untuk suatu Aplikasi
Menentukan tegangan untuk suatu aplikasi seperti menyeimbangkan jungkat-jungkit. Hambatan penerapannya seperti beban di salah satu ujung jungkat-jungkit, dan arusnya seperti beban di ujung lainnya. Persamaannya sederhana:
Tegangan (V) = Arus (I) x Resistansi (R)
Memanfaatkan pengukur arus dan sumber daya yang dapat dimodifikasi dapat membantu menentukan penarikan sistem saat ini. Pengaturan ini dapat digunakan untuk memastikan tegangan maksimum dan minimum yang diperlukan untuk sistem Anda. Sangat penting untuk mencatat pembacaan saat ini. Tujuan Anda adalah menemukan nilai yang berada di antara kedua pengukuran ini, yang akan mewakili titik penggunaan daya minimum.
Memahami spektrum tegangan dengan cara ini sangat penting untuk produk dan aplikasi yang mungkin bergantung pada pasokan listrik yang berfluktuasi. Sebaliknya, beberapa produk dan aplikasi akan menunjukkan konsumsi daya yang stabil.
Rentang Tegangan
Setiap produk memiliki rentang voltase tertentu yang dapat ditanganinya sebelum mulai mengalami kegagalan fungsi. Ini seperti rentang kecepatan mobil yang dapat diterima. Jika Anda melaju terlalu lambat, mesin bisa mati. Jika Anda melakukannya terlalu cepat, mungkin akan terlalu panas.
Kapasitas dan Tegangan Sel
Faktor penting lainnya adalah kapasitas sel. Ini menentukan berapa lama produk Anda dapat bekerja sebelum mengisi ulang baterainya. Anggap saja sebagai ukuran tangki bensin mobil Anda. Kapasitas sel yang lebih besar berarti produk Anda dapat bekerja lebih lama dengan sekali pengisian daya. Kapasitas sel yang lebih kecil berarti Anda harus lebih sering mengisi ulang produk Anda.
Batasan Pengiriman Berdasarkan Tegangan
Pengiriman perangkat bertegangan tinggi, terutama yang menggunakan baterai berbasis litium, memerlukan perhatian khusus karena potensi ketidakstabilannya. Ini seperti mengangkut bahan kimia yang mudah menguap – Anda harus mengikuti peraturan keselamatan yang ketat seperti DAN 38.3.
Sesuai pedoman yang ditetapkan oleh IATA, baterai berbasis litium dapat diangkut secara mandiri atau di dalam peralatan. Jika diangkut secara mandiri, status biaya (SoC) tidak boleh melebihi 30%.
Selain itu, jumlah sel atau baterai yang dapat diangkut secara bersamaan ditentukan oleh jumlah logam litium yang terkandung di dalam baterai, dan apakah sel atau baterai tersebut diangkut di dalam perangkat, secara mandiri, atau bersama dengan peralatan tersebut. Beberapa kemasan mungkin memerlukan tanda khusus untuk menandakan keberadaan baterai litium di dalam wadahnya.
Tegangan Paket Baterai untuk Desain Produk
Untuk menyesuaikan paket baterai untuk produk Anda, Anda perlu mempertimbangkan berbagai faktor, termasuk voltase, bahan kimia, susunan sel, dan ukuran baterai. Tujuannya adalah untuk menciptakan baterai yang memberikan jumlah daya yang tepat sekaligus sesuai dengan batasan desain produk.
Misalnya, 10 paket sel baterai NiMH dapat menghasilkan daya 14 volt sekaligus menjaga biaya tetap rendah. Namun, semakin banyak sel yang ditambahkan, paket tersebut akan menjadi lebih besar dan berat. Solusi yang lebih ringan adalah dengan menggunakan baterai berbasis lithium dengan sel yang lebih sedikit. Omong-omong, baterai ini harus menjalani proses dan pembatasan sertifikasi transportasi tambahan, yang dapat meningkatkan biaya.
Kesimpulan
Bermitra dengan a produsen paket baterai khusus yang memenuhi syarat di awal proses desain dapat sangat membantu dalam menentukan voltase yang dibutuhkan. Di Holo Battery, kami dapat membantu Anda menentukan desain wadah baterai untuk memastikan tersedia cukup ruang untuk wadah tersebut. Dengan desain ini, Anda dapat menguji fungsionalitas produk Anda dan melakukan modifikasi apa pun yang diperlukan.
Artikel Terkait:
