Nøkkel takeaway:
- Spenningen er sentral i tilpasset batteripakkedesign, og påvirker strømuttaket og enhetskompatibiliteten. Forstå nominelle, ladede og utladede spenninger, og vurder batterikjemi, applikasjonskrav og forskrifter for frakt.
Å designe en tilpasset batteripakke er som å sette sammen et komplekst puslespill. Du må tenke på strømspesifikasjoner, strøm, kapasitet, størrelseskrav, cellekonfigurasjon og antall celler. Men det er en viktig del som ofte blir oversett: spenning. Så la oss dykke inn i den elektrifiserende verden av batterispenning og forstå viktigheten.
Hva er spenning og hvorfor betyr det noe?
Spenningen er som vanntrykket i hageslangen din. Den skyver strømmen gjennom enhetene dine. Jo høyere spenning, jo mer strøm kan enhetene dine bruke.
Lavspent vs høyspenningsprodukter
Enheter har forskjellige strømbehov. Et lavspentprodukt trenger ikke mye strøm for å kjøre, så batteripakken trenger bare å presse ut en liten mengde strøm. Omvendt trenger kraftige produkter mye strøm for å kjøre, så de trenger en batteripakke som kan presse ut mye strøm.
Dechiffrere batterispenning
For å forstå en batteripakkes spenning, må vi se på tre ting:
1. Den nominelle spenningen
2. Spenningen når den er fulladet
3. Spenningen når den er helt utladet
La oss dekode disse begrepene.
Nominell spenning
Dette er spenningsutgangen en celle gir ut når den lades. Det er som gjennomsnittshastigheten til en bil på en lang reise.
Fulladet spenning
Dette er den høyeste spenningen et batteri kan nå når det er fulladet. Det er som topphastigheten bilen din kan nå på en rett vei.
Fullt utladet spenning
Dette er det laveste spenningsnivået et batteri kan nå før det vurderes “tømme”. Det er som den laveste hastigheten bilen din kan gå før den slutter å bevege seg.
Spenning etter batterikjemi
Akkurat som forskjellige biler har ulik hastighet, har forskjellige batterier ulik spenning. Her er de nominelle spenningene for noen vanlige batterikjemi:
1. NiCad: 1,2 volt
2. NiMH: 1,4 volt
3. Litium-ion: 3,6 volt
4. Blysyre: 2 volt
Husk at disse bare er “gjennomsnittlige hastigheter” – den faktiske produksjonen kan variere.
NiMH-batterier har en nominell spenning på 1,2V, men de kan yte opptil 1,4V når de er fulladet. NiCad- og NiMH-batterier har begge en fulladet spenning på 1,4V. Bly-syre-batterier har en fulladet spenning på 2,1V, mens litium-ion-batterier har en fulladet spenning på 4,2V.
NiCad- og NiMH-batterier kan lades helt ut til 1,0V, mens blybatterier utlades til 1,75V. Litium-ion-batterier bør ikke utlades helt, da dette kan skade dem. En sikkerhetsavskjæringsfunksjon sikrer at litiumionbatterier aldri går under 2,8V til 3,0V.
Bestemme spenning for en applikasjon
Å bestemme spenning for en applikasjon er som å balansere en vippe. Motstanden til applikasjonen er som vekten på den ene enden av vippen, og strømmen er som vekten i den andre enden. Ligningen er enkel:
Spenning (V) = Strøm (I) x Motstand (R)
Å bruke en strømmåler og en modifiserbar strømkilde kan hjelpe til med å bestemme det nåværende trekk for systemet. Dette arrangementet kan brukes til å fastslå både maksimums- og minimumsspenningen som kreves for systemet ditt. Det er avgjørende å registrere gjeldende målinger. Målet ditt bør være å finne en verdi som faller mellom disse to målingene, som vil representere punktet for minimum strømforbruk.
Å forstå spenningsspekteret på denne måten er avgjørende for produkter og applikasjoner som kan avhenge av fluktuerende strømforsyninger. Omvendt vil enkelte produkter og applikasjoner ha et jevnt strømforbruk.
Spenningsområder
Hvert produkt har et spesifikt spenningsområde det kan håndtere før det begynner å fungere feil. Det er som en bils akseptable hastighetsområde. Hvis du går for sakte, kan motoren stoppe. Hvis du går for fort, kan den bli overopphetet.
Cellekapasitet og spenning
En annen viktig faktor er cellekapasitet. Dette avgjør hvor lenge produktet kan kjøre før batteriet lades opp igjen. Ta det som størrelsen på bilens bensintank. En større cellekapasitet betyr at produktet kan kjøre over lengre tid på en enkelt lading. En mindre cellekapasitet betyr at du må lade opp produktet oftere.
Forsendelsesbegrensninger basert på spenning
Forsendelse av høyspenningsenheter, spesielt de med litiumbaserte batterier, krever spesiell forsiktighet på grunn av deres potensielle ustabilitet. Det er som å transportere flyktige kjemikalier – du må følge strenge sikkerhetsforskrifter som OG 38.3.
I henhold til retningslinjene satt av IATA, litiumbaserte batterier kan transporteres enten uavhengig eller innenfor utstyr. Hvis de transporteres uavhengig, må ladetilstanden (SoC) ikke overstige 30 %.
Videre bestemmes mengden av celler eller batterier som kan transporteres samtidig av mengden litiummetall inne i batteriet, og om de transporteres i en enhet, uavhengig eller sammen med utstyret. Noen pakker kan kreve spesifikke merker for å indikere tilstedeværelsen av et litiumbatteri inne i beholderen.
Batteripakkespenning for produktdesign
For å tilpasse en batteripakke for produktet ditt, må du vurdere en rekke faktorer, inkludert spenning, kjemi, cellearrangement og batteristørrelse. Målet er å lage et batteri som gir riktig mengde strøm samtidig som det passer innenfor produktets designbegrensninger.
For eksempel kan en 10-pakke med NiMH-battericeller gi 14 volt strøm samtidig som kostnadene holdes lave. Men etter hvert som flere celler legges til, vil pakken bli større og tyngre. En lettere løsning kan være å bruke litiumbaserte batterier med færre celler. Disse batteriene må forresten gjennomgå ytterligere transportsertifiseringsprosesser og restriksjoner, noe som kan øke kostnadene.
Konklusjon
Samarbeid med en kvalifisert spesialtilpasset batteripakkeprodusent tidlig i designprosessen kan være til stor hjelp når du skal finne ut nødvendig spenning. Hos Holo Battery kan vi hjelpe deg med å bestemme utformingen av batteripakken for å sikre at det er nok plass til pakken. Med disse designene kan du teste funksjonaliteten til produktet ditt og gjøre eventuelle nødvendige modifikasjoner.
Relaterte artikler:
