Ключевые выводы:
- Выбор химии клеток: Влияет на производительность, безопасность, срок службы и стоимость; Химии на основе лития обеспечивают высокую плотность энергии и длительный срок службы цикла, но могут потребовать сложную BMS.
- Физические атрибуты: Вес, размер и количество ячеек влияют на портативность, конструкцию и затраты; Более высокие требования к напряжению могут увеличить размер упаковки.
- Дизайн корпуса: Должен вместить тип ячейки, внутренние компоненты и цепи безопасности; Выбор материала уравновешивает стоимость, прочность и экологическое сопротивление.
- Технология горшка: Повышает экологическую адаптивность и производительность, но увеличивает стоимость; оправдывает расходы за счет повышения долговечности и надежности.
- Умные аккумуляторы: Предлагайте мониторинг статуса в реальном времени и расширенные функции, такие как встроенные зарядные устройства и удаленный мониторинг, но могут увеличить сложность и стоимость.
- Сертификация батареи: Обеспечивает безопасность и нормативно -правовое соответствие, но включает в себя дополнительное тестирование и затраты; Стратегии включают оценку потребностей и альтернативные решения.
При разработке индивидуальный аккумуляторОсновной проблемой часто являются первоначальные расходы, поскольку в конечном итоге они влияют на ценообразование конечного продукта и жизнеспособность рынка.
Если стоимость аккумулятора превышает то, что рынок готов заплатить, это приведет к низким продажам. Более того, если первоначальные инвестиции не смогут продемонстрировать жизнеспособную рентабельность инвестиций, может быть под вопросом весь проект.
Поэтому важно понимание драйверов затрат аккумулятора. Это может помочь вам выбрать правильные компоненты и химии клеток, не проходя бюджет.
Основные драйверы стоимости включают:
- Выбор химии клеток
- Вес, размер и количество ячеек
- Конструкция корпуса и батарея
- Умные функции аккумулятора
- Требования к сертификации батареи
Выбор правильной химии клеток
Начальным шагом в создании индивидуального аккумулятора является выбор подходящей химии аккумуляторов. Он напрямую влияет на способность батареи безопасно и эффективно обеспечивать питание, влияя на его срок службы и общую стоимость.
Обзор химии клеток
В настоящее время основными химиями батареи являются никель-кадмий (NICD), никель-металл-гидрид (NIMH) и на основе лития Химии, такие как литий-ион (литий-ион) и литий-полимер (li-po). Каждая химия имеет уникальные характеристики и применение.
NICD Cell
- Напряжение: 1,2 В/ячейка
- Плотность энергии: низкая
- Перегрузка и перепродажа сопротивления: сильная
- Стоимость: низкая
- Воздействие на окружающую среду: содержит кадмий, который вреден для окружающей среды
- Типичное применение: электрические инструменты, портативные приборы, такие как портативные вакуумные чистящие средства
NIMH Cell
- Напряжение: 1,2 В/ячейка
- Плотность энергии: выше, чем NICD
- Эффект памяти: нет; Нет необходимости в полном разряде
- Стоимость: умеренная
- Типичное применение: вспомогательные аккумуляторы для гибридных транспортных средств, портативные электронные устройства, некоторые электрические игрушки и модельные самолеты
Литий-ионная (литий-ионная клетка
- Напряжение: 3,6 В/ячейка или 3,7 В/ячейка
- Плотность энергии: очень высокая
- Циклой жизни: длинная
- Ставка самоубийства: низкий
- Типичное применение: современные смартфоны и планшеты, ноутбуки и портативные рабочие станции, электромобили и гибридные автомобили, высокопроизводительные дроны
Литий-полимерная (Li-PO) клетка
- Напряжение: 3,7 В/ячейка
- Плотность энергии: очень высокая, обычно выше, чем Ли-ион
- Настраиваемая форма: может быть адаптирована к конкретным потребностям с точки зрения формы и размера
- Легкий: легче, чем литий-ион
- Типичное применение: самолеты с дистанционным управлением, электрические гоночные автомобили и высокопроизводительные модельные автомобили, носимые устройства и гибкие электронные продукты
Химическая стабильность и долговечность
В дополнение к стоимости и напряжению, рассмотрите химическую стабильность и долговечность батареи при выборе химии.
Клетки на основе лития обычно предлагают лучшее химическое вещество стабильность и более длительная продолжительность жизни но может потребоваться более сложные системы управления аккумуляторами (БМС) для обеспечения безопасности и оптимизации производительности.
Для сравнения, батареи на основе никеля, хотя и химически стабильные, могут не работать так же хорошо, как на основе лития в условиях высокой нагрузки или высокой температуры.
Вес, размер и количество требуемых ячеек
Физические атрибуты, такие как вес и размер, значительно влияют на Общая стоимость аккумулятораПолем Общий вес и размер аккумулятора связаны не только с портативностью и проектированием продукта, но и влияют на транспортировку и производство расходы
Сопоставление напряжения
Различные клеточные химии поставляются с предопределенными напряжениями.
Например, клетки на основе никеля обычно предлагают 1,2 В каждая, в то время как литий-ионные клетки обеспечивают приблизительно 3,6 В. Если приложение требует более высокого напряжения, это может быть достигнуто путем увеличения количества батарей, а не выбора одной высоковольтной батареи. Этот подход может в некоторой степени снизить затраты, но также увеличит вес и размер аккумулятора.
Баланс между пространством и весом
При проектировании аккумулятора вам необходимо рассмотреть пространственные ограничения, если есть.
Если пространство ограничено, может потребоваться выбирать ячейки с меньшим объемом и более высокой плотностью энергии, что обычно означает более высокие затраты.
С другой стороны, если есть ограничения веса, может потребоваться выбрать более легкие ячейки, даже если это означает жертву некоторой плотности энергии.
Проектирование и технологии погружения в корпус
Проектирование технологии корпуса и горшка аккумулятора является ключевым аспектом обеспечения безопасности и стабильной работы батареи.
Они не только защищают аккумулятор, но и играют роль в управлении затратами и общей производительности продукта. Хорошо продуманная схема корпуса и горшка может повысить долговечность и надежность аккумулятора при адаптации к различным прикладным средам.
Ключевые факторы в дизайне корпуса
Конструкция корпуса аккумулятора должна учитывать следующие ключевые аспекты:
- Пространство применения: доступное пространство напрямую влияет на дизайн и размер корпуса.
- Тип ячейки: выбор между цилиндрические или призматические клетки будет влиять на внутреннюю структуру и метод монтажа корпуса.
- Внутренние компоненты: Помимо батарей, корпус также должен размещать защитные цепи, датчики температуры, мониторы напряжения/тока и другие внутренние компоненты.
- Схемы безопасности: Особенно для батарей на основе лития необходимы цепи безопасности для предотвращения переоценки, переоборудования и короткого замыкания.
- Выбор материала: выбор материалов для корпуса должен сбалансировать стоимость, прочность, температурную стойкость и адаптивность окружающей среды.
Выбор материала и экономическая эффективность
Металл против пластика
Металлические корпусы обеспечивают более сильную ударов от воздействия и толерантность к температуре, но они дороже. Пластиковые корпусы дешевле, но могут разлагать при экстремальных температурах.
Пластиковый материал выбор
ABS Plastic является экономически эффективным вариантом, но может стать хрупким при низких температурах. Пластиковые корпуса обычно изготавливаются с использованием литья под давлением, что является экономичным методом массового производства.
Экономичные методы корпуса
ПВХ смягчающий обертывание или пылесосовый пластик может служить более благоприятными для бюджетными решениями, особенно для конструкций, где аккумулятор встроен в продукт.
Применение технологии горшков
Технология горшка является важным средством повышения адаптации окружающей среды и производительности аккумулятора:
- Водонепроницаемые и устойчивые к коррозии: для продуктов, которые могут подвергаться воздействию воды, растворителей или коррозийных среда, может обеспечить необходимую защиту.
- Устойчивость к воздействию и вибрации: аккумулятор, защищенный материалами для горшков, может лучше противостоять внешним ударам и вибрациям.
- Оптимизация производительности: Почистка может улучшить тепловое управление аккумулятором, снижая влияние температуры на производительность.
Стоимость соображений по горке
В то время как технология горшка повышает производительность и надежность аккумулятора, она также добавляет к общей стоимости.
На этапе проектирования необходимо оценить, оправдывают ли долгосрочные выгоды от горпок краткосрочных затрат.
Умные аккумуляторные соображения
Умные аккумуляторы, интегрированные с передовыми электронными устройствами, предлагают всестороннюю информацию и точное управление статусом батареи. Эти умные функции не только повышают производительность батареи, но и повышают безопасность, надежность и пользовательский опыт продукта.
Основные функции интеллектуальных аккумуляторов
Основные функции интеллектуальных аккумуляторов заключаются в их способности предоставлять данные в режиме реального времени на статус батареи, включая, помимо прочего:
- Состояние заряда (SOC): указывает на текущий уровень заряда аккумулятора, чтобы предотвратить переоборудование и переоборудование.
- Отчет об ошибках: предоставляет пользователю своевременное уведомление о потенциальных проблемах с батареей, такими как нарушения напряжения или высокие температуры.
- Рабочая температура: контролирует температуру батареи, чтобы предотвратить снижение производительности или риски безопасности путем перегрева.
- Средство выполнения: записывает время использования батареи, помогая прогнозировать циклы замены и графики обслуживания.
- Состояние тока и напряжения: контролирует ток и выход на напряжение аккумулятора, чтобы обеспечить стабильную работу устройства.
Интеграция функций с добавленной стоимостью
Помимо основных функций, интеллектуальные аккумуляторы могут интегрировать функции с добавленной стоимостью, чтобы расширить объем их приложений и улучшить пользовательский опыт. Они могут включать в себя:
- Встроенные зарядные устройства: включить прямую зарядку аккумулятора без внешних зарядных устройств, улучшая удобство пользователей.
- Параметры GPIO (входной вывод общего назначения): Предоставьте интерфейсы для связи с внешними устройствами, увеличивая универсальность аккумулятора.
- Удаленный мониторинг: позволяет пользователям удаленно получить доступ и управлять состоянием батареи с помощью беспроводных или проводных соединений.
- Беспроводная зарядка: устраняет необходимость в проводке, предлагая более гибкий пользовательский опыт.
- Балансировка клеток: Гарантирует, что каждая ячейка в батарейке заряжается и разряжается с одинаковой скоростью, продлевая срок службы батареи.
- Протоколы связи: включите аккумуляторную батарею для обмена данными с другими системами или устройствами, что позволяет получить более продвинутое управление питанием.
Баланс дизайна и стоимости
Хотя интеграция более интеллектуальных функций может повысить производительность и удовлетворенность пользователей, это также может привести к увеличению сложности и затрат проектирования. При разработке интеллектуального аккумуляторного батарея, уделение баланса между богатством функций и эффективностью затрат имеет решающее значение.
Расширенные функции часто требуют более сложных конструкций схемы и дополнительных компонентов, что может привести к более высоким затратам.
Прежде чем добавить какие-либо функциональные возможности, проведите анализ затрат и выгод, чтобы гарантировать, что дополнительные затраты могут быть оправданы повышенной производительностью или пользовательским опытом.
Требования к сертификации батареи
Сертификация батареи, особенно для батарей на основе лития, является важным шагом в соответствии с продукцией, обеспечивающим безопасность батареи в различных условиях использования и транспортировки.
Обзор процесса сертификации
- Нормативные требования: Международные регулирующие органы, такие как Сертификация мандата Организации Объединенных Наций/Министерство транспорта (ООН/DOT) для литийных батарей.
- Тестирование и затраты: процесс сертификации включает в себя отправку образцов батареи в агентства тестирования для ряда тестов, включая переоценки, перегрузку, краткосрочные и экстремальные температурные тесты, все из которых обеспечивают дополнительные затраты.
Стратегии контроля затрат на сертификацию
- Оценка потребностей в сертификации: на начальных этапах дизайна продукта оцените необходимость сертификации, чтобы избежать ненужных затрат на сертификацию.
- Альтернативные решения решений: рассмотрите возможность использования химии батареи, которые не требуют сертификации, такой как щелочный, никель-кадмий или гидрид-никель-металл, для снижения или устранения сертификационных затрат.
Отраслевые соображения
Такие отрасли, как медицинская, авиационная и военная, могут иметь дополнительные требования к тестированию и документации, даже для нелицеловых батарей, что может привести к дополнительным затратам.
Заключение
При разработке пользовательского аккумулятора вам необходимо рассмотреть химический состав, физические свойства, безопасность и экономическую эффективность.
Близкое сотрудничество с опытным Пользовательские производители батареи может обеспечить разумные решения на протяжении всего процесса проектирования и производства, достигая оптимального баланса между производительностью и стоимостью. Эта стратегия не только повышает конкурентоспособность рынка продукта, но и обеспечивает качество и надежность продукта, что обеспечивает подлинную ценность для конечного пользователя.
Статьи по Теме:
