Anahtar Çıkarım:
- Gerilim, özel pil takımı tasarımında çok önemlidir ve güç çıkışını ve cihaz uyumluluğunu etkiler. Nominal, şarjlı ve deşarj voltajlarını anlayın ve pil kimyasını, uygulama gerekliliklerini ve nakliye düzenlemelerini göz önünde bulundurun.
Bir tasarım özel pil paketi karmaşık bir bulmacayı bir araya getirmek gibidir. Güç özelliklerini, akımı, kapasiteyi, boyut gerekliliklerini, hücre konfigürasyonunu ve hücre sayısını düşünmeniz gerekir. Ancak sıklıkla gözden kaçırılan çok önemli bir nokta var: voltaj. Öyleyse akü voltajının heyecan verici dünyasına dalalım ve önemini anlayalım.
Gerilim Nedir ve Neden Önemlidir?
Gerilim, bahçe hortumunuzdaki su basıncı gibidir. Elektriği cihazlarınıza aktarır. Voltaj ne kadar yüksek olursa cihazlarınız o kadar fazla güç kullanabilir.
Alçak Gerilim ve Yüksek Gerilim Ürünleri
Cihazların farklı güç ihtiyaçları vardır. Düşük voltajlı bir ürünün çalışması için çok fazla güce ihtiyaç yoktur, bu nedenle pil takımının yalnızca küçük miktarda akımı dışarı itmesi gerekir. Tersine, yüksek güçlü ürünler çalışmak için çok fazla güce ihtiyaç duyar, bu nedenle çok fazla akım üretebilecek bir pil paketine ihtiyaç duyarlar.
Akü Gerilimini Çözme
Bir pil takımının voltajını anlamak için üç şeye bakmamız gerekir:
1. Nominal voltaj
2. Tamamen şarj edildiğinde voltaj
3. Tamamen boşaldığında voltaj
Bu terimlerin şifresini çözelim.
Nominal Gerilim
Bu, bir hücrenin şarj edildiğinde verdiği voltaj çıkışıdır. Bu, uzun bir yolculuktaki bir arabanın ortalama hızına benzer.
Tamamen Şarj Edilmiş Gerilim
Bu, bir pilin tam olarak şarj edildiğinde ulaşabileceği en yüksek voltajdır. Bu, arabanızın düz bir yolda ulaşabileceği en yüksek hız gibidir.
Tamamen Boşalmış Gerilim
Bu, bir pilin dikkate alınmadan önce ulaşabileceği en düşük voltaj seviyesidir “boş”. Bu, arabanızın hareketi durmadan önce gidebileceği en yavaş hız gibidir.
Akü Kimyasına Göre Gerilim
Farklı arabaların farklı hızları olduğu gibi, farklı akülerin de farklı voltajları vardır. Bazı yaygın pil kimyaları için nominal voltajlar şunlardır:
1. NiCad: 1,2 volt
2. NiMH: 1,4 volt
3. Lityum-iyon: 3,6 volt
4. Kurşun-asit: 2 volt
Unutmayın bunlar sadece “ortalama hızlar” – gerçek çıktı değişebilir.
NiMH pillerin nominal voltajı 1,2V'tur ancak tam şarj edildiğinde 1,4V'a kadar güç sağlayabilirler. NiCad ve NiMH pillerin her ikisi de 1,4V'luk tam şarjlı bir voltaja sahiptir. Kurşun-asit akülerin tam şarj voltajı 2,1V iken lityum iyon pillerin tam şarj voltajı 4,2V'tur.
NiCad ve NiMH piller 1,0V'a kadar tamamen deşarj olurken, kurşun-asit piller 1,75V'a kadar deşarj olabilir. Lityum-iyon piller tamamen deşarj edilmemelidir çünkü bu onlara zarar verebilir. Güvenlik kesme özelliği, lityum iyon pillerin hiçbir zaman 2,8V ila 3,0V'un altına düşmemesini sağlar.
Bir Uygulama İçin Gerilimin Belirlenmesi
Bir uygulama için voltajın belirlenmesi tahterevalliyi dengelemeye benzer. Uygulamanın direnci tahterevallinin bir ucundaki ağırlık, akım ise diğer ucundaki ağırlık gibidir. Denklem basit:
Gerilim (V) = Akım (I) x Direnç (R)
Bir akım ölçerin ve değiştirilebilir bir güç kaynağının kullanılması, sistem için mevcut çekişin belirlenmesine yardımcı olabilir. Bu düzenleme, sisteminiz için gereken maksimum ve minimum voltajı belirlemek için kullanılabilir. Mevcut okumaları kaydetmek çok önemlidir. Amacınız bu iki ölçüm arasında kalan ve minimum güç kullanımı noktasını temsil edecek bir değer bulmak olmalıdır.
Gerilim spektrumunun bu şekilde anlaşılması, dalgalanan güç kaynaklarına bağlı olabilecek ürünler ve uygulamalar için çok önemlidir. Bunun tersine, bazı ürünler ve uygulamalar sabit bir güç tüketimi sergileyecektir.
Gerilim Aralıkları
Her ürünün arızalanmaya başlamadan önce kullanabileceği belirli bir voltaj aralığı vardır. Bir arabanın kabul edilebilir hız aralığı gibidir. Çok yavaş giderseniz motor durabilir. Çok hızlı giderseniz aşırı ısınabilir.
Hücre Kapasitesi ve Gerilimi
Bir diğer önemli faktör hücre kapasitesidir. Bu, pilinizi şarj etmeden önce ürününüzün ne kadar süre çalışabileceğini belirler. Arabanızın benzin deposunun büyüklüğü olarak alın. Daha büyük hücre kapasitesi, ürününüzün tek şarjla daha uzun süre çalışabileceği anlamına gelir. Daha küçük hücre kapasitesi, ürününüzü daha sık şarj etmeniz gerekeceği anlamına gelir.
Gerilime Bağlı Nakliye Sınırlamaları
Yüksek voltajlı cihazların, özellikle de lityum bazlı pillere sahip olanların nakliyesi, potansiyel dengesizlikleri nedeniyle özel dikkat gerektirir. Uçucu kimyasalların taşınması gibi – gibi sıkı güvenlik düzenlemelerine uymanız gerekir. VE 38.3.
tarafından belirlenen yönergelere göre IATALityum bazlı piller bağımsız olarak veya ekipmanın içinde taşınabilir. Bağımsız olarak taşınırsa şarj durumu (SoC) 0'u geçmemelidir.
Ayrıca, aynı anda taşınabilecek hücre veya pillerin miktarı, pilin içerdiği lityum metalinin miktarına ve bunların bir cihaz içinde mi, bağımsız olarak mı yoksa ekipmanla birlikte mi taşındığına göre belirlenir. Bazı paketler, kabın içinde lityum pilin varlığını belirtmek için özel işaretler gerektirebilir.
Ürün Tasarımları için Pil Paketi Gerilimi
Ürününüz için bir pil paketini özelleştirmek için voltaj, kimya, hücre düzeni ve pil boyutu gibi çeşitli faktörleri göz önünde bulundurmanız gerekir. Amaç, doğru miktarda güç sağlayan ve aynı zamanda ürünün tasarım kısıtlamalarına uyan bir pil yaratmaktır.
Örneğin, 10'lu bir NiMH pil hücresi paketi, maliyetleri düşük tutarken 14 volt güç sağlayabilir. Ancak daha fazla hücre eklendikçe paket daha hacimli ve ağır hale gelecektir. Daha hafif bir çözüm, daha az hücreli lityum bazlı piller kullanmak olabilir. Bu arada, bu pillerin ek nakliye sertifikasyonu süreçlerinden ve kısıtlamalarından geçmesi gerekiyor, bu da maliyetleri artırabiliyor.
Çözüm
Bir şirketle ortaklık yapmak nitelikli özel pil paketi üreticisi Tasarım sürecinin başlarında gerekli voltajın belirlenmesinde çok yardımcı olabilir. Holo Battery'de, paket için yeterli alan olduğundan emin olmak amacıyla pil paketi muhafazasının tasarımını belirlemenize yardımcı olabiliriz. Bu tasarımlarla ürününüzün işlevselliğini test edebilir ve gerekli değişiklikleri yapabilirsiniz.
İlgili Makaleler:
