Belangrijkste afhaalmaaltijden:
- Spanning is van cruciaal belang bij het ontwerpen van aangepaste accu's en heeft invloed op het uitgangsvermogen en de apparaatcompatibiliteit. Begrijp de nominale, geladen en ontladen spanningen en houd rekening met de batterijchemie, toepassingsvereisten en transportvoorschriften.
Het ontwerpen van een op maat gemaakt accupakket is als het samenstellen van een complexe puzzel. U moet nadenken over stroomspecificaties, stroom, capaciteit, vereisten voor grootte, celconfiguratie en het aantal cellen. Maar er is één cruciaal onderdeel dat vaak over het hoofd wordt gezien: spanning. Laten we dus een duik nemen in de opwindende wereld van accuspanning en het belang ervan begrijpen.
Wat is spanning en waarom is het belangrijk?
Spanning is als de waterdruk in uw tuinslang. Het duwt de elektriciteit door uw apparaten. Hoe hoger de spanning, hoe meer stroom uw apparaten kunnen gebruiken.
Laagspanning versus hoogspanningsproducten
Apparaten hebben verschillende stroombehoeften. Een laagspanningsproduct heeft niet veel stroom nodig om te werken, dus het batterijpakket hoeft slechts een kleine hoeveelheid stroom af te geven. Omgekeerd hebben producten met een hoog vermogen veel stroom nodig om te kunnen werken, dus hebben ze een batterijpakket nodig dat veel stroom kan afgeven.
Het ontcijferen van de batterijspanning
Om de spanning van een accu te begrijpen, moeten we naar drie dingen kijken:
1. De nominale spanning
2. De spanning wanneer deze volledig is opgeladen
3. De spanning bij volledige ontlading
Laten we deze termen decoderen.
Nominale spanning
Dit is de uitgangsspanning die een cel afgeeft wanneer deze wordt opgeladen. Het is vergelijkbaar met de gemiddelde snelheid van een auto op een lange reis.
Volledig opgeladen spanning
Dit is de hoogste spanning die een accu kan bereiken wanneer deze volledig is opgeladen. Het is net als de topsnelheid die uw auto op een rechte weg kan bereiken.
Volledig ontladen spanning
Dit is het laagste spanningsniveau dat een batterij kan bereiken voordat er rekening mee wordt gehouden “leeg”. Het is net de langzaamste snelheid die je auto kan halen voordat hij stopt met rijden.
Spanning volgens batterijchemie
Net zoals verschillende auto's verschillende snelheden hebben, hebben verschillende batterijen verschillende spanningen. Hier zijn de nominale spanningen voor enkele veel voorkomende batterijchemie:
1. NiCad: 1,2 volt
2. NiMH: 1,4 volt
3. Lithium-ion: 3,6 volt
4. Loodzuur: 2 volt
Onthoud: dit zijn slechts de “gemiddelde snelheden” – de werkelijke output kan variëren.
NiMH-batterijen hebben een nominale spanning van 1,2 V, maar kunnen tot 1,4 V leveren als ze volledig zijn opgeladen. NiCad- en NiMH-batterijen hebben beide een volledig opgeladen spanning van 1,4 V. Loodzuuraccu's hebben een volledig opgeladen spanning van 2,1 V, terwijl lithium-ionbatterijen een volledig opgeladen spanning van 4,2 V hebben.
NiCad- en NiMH-batterijen kunnen volledig ontladen tot 1,0 V, terwijl loodzuurbatterijen ontladen tot 1,75 V. Lithium-ionbatterijen mogen niet volledig worden ontladen, omdat deze hierdoor beschadigd kunnen raken. Een veiligheidsuitschakeling zorgt ervoor dat lithium-ionbatterijen nooit onder de 2,8 V tot 3,0 V komen.
Spanning bepalen voor een toepassing
Het bepalen van de spanning voor een toepassing is als het balanceren van een wip. De weerstand van de toepassing is als het gewicht aan het ene uiteinde van de wip, en de stroom is als het gewicht aan het andere uiteinde. De vergelijking is eenvoudig:
Spanning (V) = Stroom (I) x Weerstand (R)
Het gebruik van een stroommeter en een aanpasbare stroombron kan helpen bij het bepalen van het huidige verbruik van het systeem. Deze regeling kan worden gebruikt om zowel de maximale als de minimale spanning te bepalen die voor uw systeem nodig is. Het is van cruciaal belang om de huidige meetwaarden vast te leggen. Uw doel zou moeten zijn om een waarde te vinden die tussen deze twee metingen valt, wat het punt van minimaal energieverbruik vertegenwoordigt.
Het op deze manier begrijpen van het spanningsspectrum is van cruciaal belang voor producten en toepassingen die afhankelijk kunnen zijn van fluctuerende stroomvoorzieningen. Omgekeerd zullen sommige producten en toepassingen een stabiel stroomverbruik vertonen.
Spanningsbereiken
Elk product heeft een specifiek spanningsbereik dat het aankan voordat het defect raakt. Het is net als het aanvaardbare snelheidsbereik van een auto. Als u te langzaam rijdt, kan de motor afslaan. Als je te snel gaat, kan het oververhit raken.
Celcapaciteit en spanning
Een andere belangrijke factor is de celcapaciteit. Dit bepaalt hoe lang uw product kan werken voordat de batterij wordt opgeladen. Neem het als de grootte van de benzinetank van uw auto. Een grotere celcapaciteit betekent dat uw product langer kan werken op één lading. Een kleinere celcapaciteit betekent dat u uw product vaker moet opladen.
Verzendbeperkingen op basis van spanning
Het verzenden van hoogspanningsapparaten, vooral apparaten met lithiumbatterijen, vereist speciale zorg vanwege hun potentiële instabiliteit. Het is alsof je vluchtige chemicaliën vervoert – u moet strikte veiligheidsvoorschriften volgen, zoals EN 38.3.
Volgens de richtlijnen van de IATAkunnen lithiumbatterijen zowel zelfstandig als in apparatuur worden vervoerd. Bij onafhankelijk transport mag de laadstatus (SoC) niet hoger zijn dan 30%.
Bovendien wordt de hoeveelheid cellen of batterijen die tegelijkertijd kunnen worden getransporteerd bepaald door de hoeveelheid lithiummetaal die zich in de batterij bevindt, en of ze in een apparaat worden getransporteerd, zelfstandig of samen met de apparatuur. Voor sommige pakketten zijn mogelijk specifieke markeringen nodig om de aanwezigheid van een lithiumbatterij in de container aan te geven.
Accuspanning voor productontwerpen
Als u een accu voor uw product wilt aanpassen, moet u rekening houden met verschillende factoren, waaronder spanning, chemie, celopstelling en batterijgrootte. Het doel is om een batterij te creëren die de juiste hoeveelheid stroom levert en tegelijkertijd past binnen de ontwerpbeperkingen van het product.
Een pakket van 10 NiMH-batterijcellen kan bijvoorbeeld 14 volt stroom leveren, terwijl de kosten laag blijven. Naarmate er echter meer cellen worden toegevoegd, wordt het pakket omvangrijker en zwaarder. Een lichtere oplossing zou kunnen zijn om op lithium gebaseerde batterijen met minder cellen te gebruiken. Overigens moeten deze batterijen aanvullende transportcertificeringsprocessen en -beperkingen ondergaan, wat de kosten kan verhogen.
Conclusie
Samenwerken met een gekwalificeerde fabrikant van op maat gemaakte accu's Vroeg in het ontwerpproces kan een enorme hulp zijn bij het bepalen van de vereiste spanning. Bij Holo Battery kunnen we u helpen bij het bepalen van het ontwerp van de behuizing van het batterijpakket, zodat er voldoende ruimte is voor het pakket. Met deze ontwerpen kunt u de functionaliteit van uw product testen en eventuele wijzigingen aanbrengen.
Gerelateerde artikelen:
