Welke informatie heb je nodig om een ​​lithiumbatterijpakket op maat te maken?

Een op maat gemaakt lithiumbatterijpakket is meer dan alleen het aan elkaar koppelen van meerdere batterijcellen. Het is een complete stroomoplossing die is ontworpen rond de elektrische, mechanische, milieu- en veiligheidseisen van uw apparaat.

Of u nu een medisch apparaat, IoT-product, industriële apparatuur, elektrisch gereedschap, wearable device of energieopslagsysteem ontwikkelt, het verstrekken van de juiste informatie aan het begin van een batterijproject kan de ontwikkelingsefficiëntie aanzienlijk verbeteren en uw batterijfabrikant helpen een oplossing te leveren die bij uw toepassing past.

Welke informatie moet u dus aanleveren wanneer u een lithiumbatterijpakket op maat aanvraagt?

Hieronder vindt u de belangrijkste specificaties die uw batterijfabrikant doorgaans nodig heeft.

1. Batterijtoepassing

Het eerste wat uw batterijfabrikant moet weten is waarvoor de batterij gebruikt zal worden.

Bijvoorbeeld:

• Medische hulpmiddelen
• IoT en slimme apparaten
• Industriële apparatuur
• Elektrisch gereedschap
• Golfkar
• Draagbare elektronica
• Draagbare apparatuur
• Noodverlichting
• Opslag van zonne-energie
• Telecommunicatieapparatuur

De applicatie biedt belangrijke context voor het gehele batterijontwerp.

Een batterij voor een draagbaar apparaat moet mogelijk extreem compact en licht zijn, terwijl bij een industrieel batterijpakket prioriteit kan worden gegeven aan een hoge ontlaadstroom, duurzaamheid, temperatuurbestendigheid en een lange levensduur.

Daarom geldt: hoe meer informatie u over uw toepassing kunt verstrekken, hoe gemakkelijker het voor technici is om de juiste batterijoplossing aan te bevelen.

2. Vereiste accuspanning

Spanning is een van de belangrijkste specificaties voor een op maat gemaakt accupakket.

Geef de vereiste bedrijfsspanning van uw apparaat of systeem op, bijvoorbeeld:

3,7V/7,4V/11,1V/12V/14,8V/24V/36V/48V/60V/72V

Bij lithiumbatterijen zijn de nominale spanning en de maximale laadspanning niet per se gelijk.

Een typische Li-ion-cel heeft bijvoorbeeld een nominale spanning van ongeveer 3,6V of 3,7V, terwijl een LiFePO4-cel een nominale spanning van ongeveer 3,2V heeft.

De vereiste systeemspanning bepaalt hoe de cellen in serie moeten worden geschakeld en is daarom een ​​belangrijk uitgangspunt voor het ontwerp van een accupakket.

3. Vereiste batterijcapaciteit

Vervolgens moet u bepalen hoeveel energie uw toepassing nodig heeft.

De batterijcapaciteit wordt meestal uitgedrukt in:

• mAh (milliampère-uur)
• Ah (ampère-uur)

Bijvoorbeeld: 40mAh / 2.000mAh / 5.000mAh / 10Ah / 50Ah / 100Ah / 600Ah

De capaciteit heeft direct invloed op de verwachte gebruiksduur van uw apparaat.

Een eenvoudige schatting is:

Benodigde energie ≈ Stroomverbruik × Bedrijfstijd

Als een apparaat bijvoorbeeld 10 watt verbruikt en ongeveer 8 uur moet werken:

10W × 8u = 80Wh

De werkelijke batterijcapaciteit moet echter mogelijk hoger uitvallen, rekening houdend met het conversierendement, de ontladingslimieten, de temperatuur, de veroudering van de batterij en andere toepassingsomstandigheden.

Daarom moet een batterijfabrikant de volledige toepassing evalueren in plaats van zich simpelweg te richten op een gevraagde capaciteit.

4. Maximale ontlaadstroom

De batterijcapaciteit alleen zegt niet genoeg over de vraag of een batterij uw apparaat veilig van stroom kan voorzien. De fabrikant moet ook de vereiste ontlaadstroom weten.

Gelieve het volgende te verstrekken:

• Continue ontladingsstroom
• Piekstroom en duur van de piekstroom

Een apparaat verbruikt bijvoorbeeld normaal gesproken 5A, maar heeft tijdens het opstarten gedurende enkele seconden 15A nodig.

Deze informatie kan een aanzienlijke invloed hebben op de celkeuze, het aantal parallel geschakelde cellen, de specificaties van het batterijbeheersysteem (BMS), de bedrading, de connectoren en het thermisch ontwerp.

Een batterij met een grote capaciteit is niet per se in staat om een ​​hoge ontlaadstroom te leveren.

5. Laadvereisten

Bij de ontwikkeling van een oplaadbaar accupakket zijn de laadvereisten eveneens belangrijk.

Nuttige informatie omvat:

• Laadspanning Standaard laadstroom
• Maximale laadstroom
• Vereiste oplaadtijd
• Specificaties van de lader
• Snellaadvereisten

Als uw product bijvoorbeeld snelladen vereist, moeten de accucellen, het batterijbeheersysteem (BMS), de lader, de connector en het thermische ontwerp allemaal gezamenlijk worden geëvalueerd.

Het opgeven van het ladermodel of de laadspecificaties kan technici daarom helpen bij het ontwerpen van een meer compatibele batterijoplossing.

6. Afmetingen en gewicht van de batterij

Bij veel projecten met op maat gemaakte batterijen is de fysieke ruimte net zo belangrijk als de elektrische specificaties. Geef de maximaal beschikbare ruimte op:

Lengte × Breedte × Hoogte

Indien mogelijk, verstrek ook het volgende:

• Maximaal batterijgewicht
• Beschikbare installatieruimte
• Bevestigingspunten
• Locaties van schroefgaten
• Kabeluitgangspositie
• Vereiste batterijvorm
• Behuizings- of omhulselvereisten (aluminium/kunststof/metaal/blauw PVC)

Een batterij kan weliswaar aan de vereiste spanning en capaciteit voldoen, maar toch ongeschikt zijn als deze fysiek niet in het apparaat past.

Als u beschikt over een technische tekening, een 3D-model of een bestaand batterijmonster, kan het verstrekken hiervan aan de fabrikant het ontwerpproces aanzienlijk efficiënter maken.

7. Vereisten voor connectoren, draden en kabels

Het accupakket moet mogelijk rechtstreeks op uw apparaat, oplader of besturingssysteem worden aangesloten. Geef daarom het volgende aan:

• Connector-/aansluittype
• Draadlengte
• Draaddikte

Als u in uw product al een specifieke connector gebruikt, kan het vermelden van het connectoronderdeelnummer of een tekening helpen om compatibiliteitsproblemen tijdens de prototypefase te voorkomen.

8. Bedrijfs- en opslagtemperatuur

Temperatuur kan een aanzienlijke invloed hebben op de prestaties, veiligheid, het opladen en de levensduur van een batterij. Geef de verwachte temperatuur op:

• Bedrijfstemperatuurbereik
• Laadtemperatuurbereik
• Opslagtemperatuurbereik
• Maximale en minimale omgevingstemperaturen

Voor sommige toepassingen zijn batterijen nodig die bestand zijn tegen bijzonder warme of koude omstandigheden.

Als uw product buitenshuis, in voertuigen, industriële omgevingen of onder andere veeleisende omstandigheden gebruikt zal worden, dienen de temperatuurvereisten al vroeg in het project vastgesteld te worden.

9. Batterijchemie

Als u al een voorkeur hebt voor een bepaald batterijtype, laat dit dan aan de fabrikant weten.

Veelvoorkomende chemische samenstellingen van oplaadbare lithiumbatterijen zijn onder andere:

• Lithium-ion
• Lithium-polymeer
• LiFePO4
• Ni-MH
• Ni-CD
• Li-SOCI₂

 

Verschillende chemische processen hebben verschillende eigenschappen op de volgende vlakken:

• Energiedichtheid
• Veiligheid
• Levensduur van de cyclus
• Ontladingsprestaties
• Bedrijfstemperatuur
• Grootte en gewicht
• Kosten

Als je echter niet zeker weet welke chemische samenstelling geschikt is, hoef je die beslissing niet per se zelf te nemen.

Een professionele batterijfabrikant kan de eisen van uw toepassing beoordelen en een geschikte chemische samenstelling en celtype aanbevelen.

10. BMS-vereisten

Voor veel lithiumbatterijpakketten is het batterijbeheersysteem (BMS) een essentieel onderdeel van het ontwerp. Afhankelijk van de toepassing kunt u functies nodig hebben zoals:

• Overlaadbeveiliging
• Overbelastingsbeveiliging
• Overstroombeveiliging
• Kortsluitbeveiliging
• Temperatuurbescherming
• Celbalans
• Statusbewaking
• Batterijcommunicatie

U dient ook aan te geven of de batterij met uw apparaat of besturingssysteem moet communiceren. Voor geavanceerde toepassingen kunnen de communicatie-interfaces onder andere het volgende omvatten:

• SMBus
• I²C
• UART
• RS485
• KAN

Het batterijbeheersysteem (BMS) moet worden ontworpen op basis van de batterijconfiguratie en de eisen van het complete systeem, in plaats van dat het aan het einde van het project afzonderlijk wordt geselecteerd.

11. Vereiste certificeringen

Certificeringsvereisten zijn afhankelijk van het batterijtype, de toepassing en de beoogde markt. Afhankelijk van uw project heeft u mogelijk normen of certificeringen nodig zoals:UN38.3/ IEC 62133/UL1642 /UL2054 /DIT/CB/RoHS/KC/TOT/WAAROM/MSDS/Overige marktspecifieke vereisten

Het is belangrijk om de certificeringseisen vroegtijdig vast te stellen, omdat deze van invloed kunnen zijn op de celselectie, het ontwerp van het gebouwbeheersysteem (BMS), de mechanische constructie, de testen, de documentatie en de ontwikkelingsplanning.

Howell Energy levert batterijproducten en maatwerkoplossingen met een scala aan internationale certificeringen en marktspecifieke ondersteuning op het gebied van compliance.

12. Overige bijzondere vereisten

Vertel de batterijfabrikant tot slot alles wat van invloed kan zijn op het ontwerp. Bijvoorbeeld:

• Waterdichtheidseisen
• Stofbestendigheid
• Trillingsbestendigheid
• Schokbestendigheid
• Werking bij hoge/lage temperaturen
• Hoge afvoersnelheid
• Lange levensduur
• Lichtgewicht ontwerp
• Ultradun ontwerp
• Speciale behuizing
• Labeling op maat (OEM/ODM)
• Communicatievereisten
• Speciale verpakking
• Doelproductiehoeveelheid
• Verwachte levertijd

Zelfs een kleine eis kan soms een grote impact hebben op het batterijontwerp. Het is altijd beter om deze eisen aan het begin van het project te bespreken dan nadat het prototype al is ontwikkeld.

Wat gebeurt er nadat u deze specificaties hebt verstrekt?

Zodra uw specificaties bekend zijn, kan een professionele batterijfabrikant het project gaan beoordelen. Een typisch ontwikkelingsproces voor een batterij op maat kan het volgende omvatten:

Stap 1: Vereistenanalyse

Ingenieurs beoordelen de elektrische, mechanische, milieu- en wettelijke eisen van de toepassing.

Stap 2: Celselectie en batterijontwerp

Geschikte cellen en batterijconfiguraties worden beoordeeld op basis van spanning, capaciteit, ontladingsprestaties, afmetingen, levensduur en andere vereisten.

Stap 3: Ontwerp van gebouwbeheersysteem (BMS) en beveiliging

Het BMS, de beveiligingsfuncties, de communicatie-interface, de bedrading en andere elektrische componenten zijn ontworpen volgens de eisen van het accupakket.

Stap 4: Prototypeontwikkeling en -testen

Er wordt een prototype accupakket geproduceerd voor elektrische, mechanische, thermische en functionele verificatie.

Afhankelijk van de toepassing kunnen de tests bestaan ​​uit capaciteitstests, cyclustests, temperatuurtests, trillingstests, veiligheidstests en andere betrouwbaarheidsbeoordelingen.

Stap 5: Certificering en validatie

Indien nodig kan het accupakket het juiste certificerings- en conformiteitsproces voor de beoogde markt doorlopen.

Stap 6: Massaproductie

Nadat het ontwerp is gevalideerd en goedgekeurd, kan het accupakket in massaproductie gaan, waarbij gedurende het hele productieproces kwaliteitscontroles worden uitgevoerd.

Wat als je niet alle specificaties kent?

Dit komt eigenlijk heel vaak voor.

Veel klanten die contact opnemen met een batterijfabrikant beschikken nog niet over de volledige specificaties van de batterij.

Je weet wellicht alleen:

“We hebben een oplaadbare batterij nodig voor ons apparaat.”

Dat is prima.

Aan het begin van een project kunt u zoveel informatie verstrekken als u op dat moment hebt, zoals:

• Producttoepassing
• Stroomverbruik van het apparaat
• Verwachte bedrijfstijd
• Beschikbare batterijruimte
• Maximale stroomsterkte
• Doelgroep
• Producttekeningen of -foto's
• Bestaande batterijspecificaties
• Jaarlijks inkoopvolume

Een professioneel team van batterij-ingenieurs kan deze informatie gebruiken om de juiste batterijchemie, spanning, capaciteit, celconfiguratie, BMS, connector en mechanisch ontwerp te bepalen.

Batterijoplossingen op maat van Howell Energy

Howell Energy is een batterijfabrikant met meer dan 20 jaar ervaring in de batterij-industrie. Wij bieden OEM/ODM-batterijoplossingen, van batterijontwerp en celselectie tot pakketontwikkeling, BMS-integratie, testen en maatwerkoplossingen.

Onze mogelijkheden voor maatwerkbatterijen omvatten verschillende spannings- en capaciteitsconfiguraties, aangepaste afmetingen en vormen, connectoren, communicatie-interfaces zoals RS485 en CAN, en andere toepassingsspecifieke vereisten.

Ons batterijportfolio omvat Li-ion, Li-polymeer, LiFePO4, lithiumprimair, NiMH, Ni-Cd en op maat gemaakte batterijpakketten, waardoor we verschillende batterijtechnologieën kunnen aanbevelen afhankelijk van de toepassing.

Klaar om je eigen accupakket te ontwikkelen?

U hoeft niet alle specificaties al vastgelegd te hebben voordat u contact met ons opneemt.

Stuur ons de informatie die u al heeft, waaronder uw toepassing, de vereiste spanning en capaciteit, afmetingen, stroomvereisten, de bedrijfsomgeving en eventuele tekeningen of bestaande batterijmonsters.

Ons engineeringteam kan uw wensen evalueren en u helpen uw productconcept om te zetten in een praktische batterijoplossing.

Howell Energy — Uw betrouwbare batterijpartner.