Cum să alegi o baterie 18650 pentru un dispozitiv OEM

Alegerea unei baterii 18650 pentru un dispozitiv OEM necesită mai mult decât selectarea celei mai mari capacități sau a celui mai mic preț. Celula trebuie să se potrivească cu domeniul de tensiune al echipamentului, cererea de putere, durata de funcționare, spațiul de instalare, metoda de încărcare, temperatura de funcționare, sistemul de protecție și cerințele de producție.

Un design adecvat de baterie OEM începe în mod normal mai degrabă cu dispozitivul decât cu celula. Echipa de ingineri ar trebui să definească mai întâi profilul de încărcare și spațiul disponibil, apoi să selecteze o configurație de celule 18650 și pachet de baterii care să poată îndeplini aceste cerințe în mod sigur și consecvent.

Principalii parametri includ:

• Tensiune de lucru

• Curent continuu și de vârf

• Timp de rulare necesar

• Capacitatea celulei

• Dimensiunile celulei

• Condiții de încărcare

• BMS și protecție

• Temperatura de functionare

• Cerințe de certificare

• Testarea probelor și capacitatea de producție în masă

ale lui ZENE Soluțiile de baterii cu litiu 18650 pot suporta aplicații precum echipamente medicale, dispozitive portabile, dispozitive portabile, produse portabile și alte sisteme electronice compacte.

Lista de verificare rapidă pentru alegerea unei baterii 18650

Nu există nicio baterie universală „cea mai bună” 18650 pentru fiecare produs OEM. Celula potrivită este cea care îndeplinește cerințele complete electrice, mecanice, termice și comerciale ale echipamentului.

Pasul 1: Definiți profilul de putere a dispozitivului

Primul pas este să înțelegeți modul în care echipamentul consumă energie.

Este posibil ca un dispozitiv să nu utilizeze același curent continuu. Poate avea moduri de operare separate, cum ar fi:

• Lansare

• Funcționare normală

• Așteptare

• Transmisie fără fir

• Mișcarea motorului sau a actuatorului

• Funcționarea afișajului

• Eșantionarea senzorilor

• Încărcare sau comunicare de date

Bateria trebuie să suporte cea mai mare cerere realistă, nu doar curentul mediu.

Calculați puterea dispozitivului

Dacă tensiunea și curentul dispozitivului sunt cunoscute, puterea poate fi calculată ca:

Putere (W) = Tensiune (V) × Curent (A)

De exemplu:

• Tensiune dispozitiv: 12V

• Curent continuu: 1A

12V × 1A = 12W

Dacă echipamentul consumă 2A în timpul pornirii, acumulatorul și BMS trebuie să tolereze, de asemenea, cererea de scurtă durată de 24W.

Înregistrați separat curentul continuu și de vârf

Următoarele valori ar trebui documentate independent:

• Curent de funcționare continuu

• Curent normal maxim

• Curent de pornire

• Curent de vârf de impuls

• Durata fiecărui vârf

• Frecvența evenimentelor de vârf

• Tensiunea minimă a bateriei în timpul sarcinii

O celulă cu o capacitate adecvată poate fi totuși nepotrivită dacă ratingul său de descărcare continuă este prea scăzut. În mod similar, o celulă care acceptă un puls scurt poate să nu fie potrivită pentru funcționarea repetată sau susținută cu curent ridicat.

Pasul 2: Confirmați tensiunea de lucru necesară

Gama completă a tensiunii de intrare a dispozitivului trebuie confirmată înainte de a selecta celula 18650 sau structura pachetului.

Nu selectați o baterie doar pentru că echipamentul este descris ca un produs „12 V,” „24 V” sau „3,7 V”. Echipa de proiectare trebuie să verifice:

• Tensiune minima de functionare

• Tensiunea de intrare maximă admisă

• Tensiune normală de funcționare

• Tensiunea de oprire a dispozitivului

• Tensiune de încărcare

• Cerințe de conversie a tensiunii

O singură celulă litiu-ion 18650 funcționează de obicei într-un interval de tensiune în schimbare. Dacă dispozitivul necesită o tensiune mai mare, mai multe celule pot fi utilizate într-o configurație în serie sau combinate cu un convertor de tensiune adecvat. Aranjamentul în serie și paralel determină modul în care pachetul îndeplinește țintele de tensiune, capacitate și curent; conectarea bateriilor 18650 în serie și paralelă face parte, prin urmare, din etapa timpurie de proiectare OEM.

Înainte de finalizarea celulei, comparați fereastra de tensiune a echipamentului cu limitele nominale, de încărcare completă și de tensiune de întrerupere ale unei baterii 18650.

Verificați intervalul de intrare al dispozitivului

Pentru proiectarea OEM, dispozitivul trebuie testat în intervalul de tensiune așteptat al bateriei.

De exemplu, un controler electronic poate funcționa corect la tensiunea nominală a pachetului, dar se poate opri prematur atunci când tensiunea bateriei scade sub sarcină. Acest lucru poate reduce durata practică de funcționare chiar și atunci când bateria are capacitatea rămasă.

Dacă domeniul de tensiune este prea larg pentru dispozitiv, proiectarea poate necesita:

• Un convertor DC-DC reglat

• Un circuit de monitorizare a tensiunii

• O configurație diferită a acumulatorului

• Un sistem revizuit de gestionare a puterii dispozitivului

Pasul 3: Selectați Capacitate pentru timpul de rulare necesar

Capacitatea determină cât de multă încărcare electrică poate furniza celula sau acumulatorul în condițiile de testare specificate.

Pentru un acumulator:

Capacitatea pachetului (Ah) = Capacitatea celulei (Ah) × Număr paralel

Energia bateriei poate fi estimată ca:

Energia pachetului (Wh) = Tensiune nominală (V) × Capacitate pachet (Ah)

Timpul de rulare estimat este:

Timp de funcționare (h) = Energia utilizabilă a pachetului (Wh) × Eficiența sistemului ÷ Puterea dispozitivului (W)

De exemplu, un acumulator cu:

• Energie nominală: 66,6Wh

• Factor de capacitate utilizabil: 85%

• Eficiența sistemului: 90%

• Sarcina dispozitivului: 10W

ar oferi o durată de rulare estimată de:

66,6Wh × 85% × 90% ÷ 10W ≈ 5,09 ore

Capacitatea pachetului de baterii 18650 și calculele duratei de funcționare pot ajuta la transformarea țintelor de putere și durată a echipamentului într-o cerință preliminară de capacitate a pachetului.

Luați în considerare capacitatea utilizabilă în loc de capacitatea nominală

Capacitatea nominală nu este întotdeauna complet disponibilă în produsul final. Capacitatea utilizabilă poate fi redusă prin:

• Curent mare de descărcare

• Temperatură scăzută

• Îmbătrânirea celulară

• Tensiune de întrerupere BMS

• Protecție la subtensiune a dispozitivului

• Eficiența convertizorului

• Rezistenta interioara

• Dezechilibru acumulator

Un proiect OEM practic ar trebui să includă o rezervă adecvată în loc să dimensioneze pachetul exact la durata de funcționare teoretică.

Pasul 4: Potriviți curentul continuu și curentul de vârf

Capacitatea curentă este unul dintre cei mai importanți parametri în selecția celulelor OEM.

Curent continuu

Curentul continuu este curentul pe care celula îl poate furniza în timpul funcționării normale în condiții specificate.

Celula selectată ar trebui să suporte curentul continuu al dispozitivului cu o marjă adecvată. Capacitatea curentă finală trebuie, de asemenea, să ia în considerare:

• Evaluare BMS

• Dimensiunea benzii de nichel sau a barei colectoare

• Diametrul firului

• Evaluarea conectorului

• Temperatura celulei

• Disiparea căldurii incintei

• Numărul de celule paralele

Curentul de vârf

Curentul de vârf poate apărea în timpul:

• Pornirea motorului

• Transmisie fără fir

• Activare LED

• Pornirea pompei sau a actuatorului

• Se modifică încărcarea procesorului sau a procesorului

• Mișcare mecanică bruscă

Valoarea curentului de vârf trebuie evaluată împreună cu durata și frecvența impulsului. Un impuls scurt care apare o singură dată în timpul pornirii este diferit de un eveniment de curent ridicat repetat la fiecare câteva secunde.

Celulele de mare capacitate vs

Aproximativ 18650 de celule acordă prioritate capacității energetice, în timp ce altele prioritizează performanța cu curent ridicat.

O celulă de mare capacitate poate fi potrivită pentru:

• Echipament portabil de monitorizare

• purtabile

• Electronice de putere mică până la medie

• Dispozitive care necesită timp de rulare mai lung

O celulă cu scurgere mare poate fi mai potrivită pentru:

• Echipamente motorizate

• Robotică

• Unelte portabile de mare putere

• Dispozitive cu impulsuri de curent repetate

Formatul celulei singur nu determină performanța sa actuală. Pentru selecție ar trebui utilizate foaia de date reală și profilul de încărcare a dispozitivului. Pentru echipamente cu sarcini repetate sau de mare putere, alegerea unei baterii 18650 cu consum mare necesită compararea curentului continuu, a capacității de impuls, a scăderii tensiunii și a căldurii, nu numai a capacității.

Pasul 5: Confirmați dimensiunile celulei și spațiul de instalare

O celulă standard 18650 are aproximativ 18 mm în diametru și 65 mm în lungime. Dimensiunile reale pot varia în funcție de:

• Producător

• Structura terminalului

• Înveliș de protecție

• Circuit de protectie

• Design pozitiv terminal

• Toleranta de productie

Aceste variații sunt motivul pentru care echipele OEM ar trebui să verifice Dimensiunile bateriei 18650, dimensiunea, diametrul și lungimea față de compartimentul finit, în loc să vă bazați doar pe formatul nominal de 18 × 65 mm.

O celulă protejată 18650 poate fi mai lungă decât o celulă neprotejată. Acumulatorul finit va necesita spațiu și pentru:

• Suporturi de celule

• Izolare

• BMS

• Senzori de temperatura

• Firele

• Conectori

• Locuințe

• Suporturi mecanice

Diferența dintre bateriile 18650 protejate și neprotejate afectează, de asemenea, lungimea disponibilă, arhitectura de protecție și potrivirea dispozitivului.

Măsurați compartimentul complet al bateriei

Spațiul disponibil trebuie măsurat în trei dimensiuni:

• Lungime

• Lăţime

• Înălţime

Designul ar trebui să țină cont și de spațiul de asamblare și toleranța mecanică. Un aranjament de celule care se potrivește într-un desen digital poate să nu fie practic după adăugarea izolației, cablajului, componentelor BMS și conectorilor.

Luați în considerare orientarea și aspectul celulei

Dispunerea celulelor afectează:

• Dimensiunile pachetului

• Disiparea căldurii

• Lungimea conexiunii

• Locația BMS

• Amplasarea conectorului

• Rezistenta mecanica

• Timp de asamblare

Pachetul de baterii trebuie proiectat împreună cu carcasa echipamentului, mai degrabă decât adăugat după ce proiectarea mecanică este finalizată.

Pasul 6: Selectați metoda de încărcare

Sistemul de încărcare trebuie să se potrivească cu chimia celulei, numărul de serie, tensiunea maximă de încărcare și curentul de încărcare.

Înainte de a selecta un încărcător, confirmați:

• Chimia celulară

• Număr de serii de acumulatori

• Tensiune maximă de încărcare

• Curent de încărcare recomandat

• Caracteristici de ieșire a încărcătorului

• Compatibilitate BMS

• Interfață de încărcare a dispozitivului

Metoda de încărcare ar trebui să se potrivească și cu condițiile de funcționare ale produsului. Un dispozitiv medical, un produs purtabil și un instrument industrial pot avea cerințe diferite pentru timpul de încărcare, monitorizarea temperaturii și accesul utilizatorului.

Încărcătorul nu trebuie selectat doar pe baza unei etichete generale de tensiune. Acumulatorul, încărcătorul, BMS și circuitul de încărcare a dispozitivului trebuie tratate ca un singur sistem. Această verificare la nivel de sistem ar trebui să includă încărcare sigură a bateriei 18650 , inclusiv compatibilitatea încărcătorului, curentul de încărcare, timpul de încărcare și monitorizarea.

Pasul 7: Definiți BMS și cerințele de protecție

Un sistem de gestionare a bateriei ajută la monitorizarea și protejarea unui pachet de baterii reîncărcabile.

Funcțiile necesare pot include:

• Protecție la supraîncărcare

• Protecție la supradescărcare

• Protecție la supracurent

• Protecție la scurtcircuit

• Monitorizarea temperaturii

• Echilibrarea celulelor

• Controlul încărcării

• Controlul descărcării

• Funcții de comunicare pentru sistemele de baterii inteligente

BMS-ul ar trebui să se potrivească cu:

• Număr de serii de acumulatori

• Curent continuu

• Curent de vârf

• Curent de încărcare

• Chimia celulară

• Senzori de temperatura

• Cerințe de comunicare a dispozitivului

BMS-ul nu trebuie adăugat după ce celula a fost selectată fără a revizui întregul design. Dimensiunile, puterea nominală, pragurile de protecție și metoda de conectare pot afecta structura acumulatorului. Aceste decizii ar trebui luate împreună cu Pachet de baterii 18650 Design BMS , mai ales atunci când pachetul include mai multe grupuri de serie sau sarcini de curent ridicat.

Pasul 8: Evaluați temperatura de funcționare

Temperatura afectează capacitatea, capacitatea de curent, performanța de încărcare, rezistența internă și durata de viață.

Echipa de proiectare trebuie să identifice:

• Temperatura ambientala minima

• Temperatura ambientala maxima

• Temperatura interioară a carcasei

• Temperatura de încărcare

• Temperatura de descărcare

• Temperatura de depozitare

• Căldura generată de dispozitiv

• Căldura generată de acumulatorul

Funcționarea cu curent ridicat poate produce căldură suplimentară în interiorul pachetului. Dacă pachetul este instalat într-o carcasă etanșă, temperatura poate crește mai repede decât se aștepta.

Răspunsurile posibile de proiectare includ:

• Selectarea unei celule cu caracteristici de temperatură adecvate

• Reducerea cererii curente

• Creșterea numărului de celule paralele

• Îmbunătățirea disipării căldurii

• Adăugarea unui senzor de temperatură

• Revizuirea incintei

• Reglarea limitelor de protecție

Validarea temperaturii ar trebui efectuată folosind un pachet complet de mostre, mai degrabă decât o singură celulă individuală.

Pasul 9: Luați în considerare certificarea și cerințele pieței

Cerințele de certificare depind de echipament, piața de destinație, configurația bateriei, metoda de transport și aplicația prevăzută.

Proiectul poate necesita documente legate de:

• Siguranța bateriei

• Transport

• Conformitatea mediului

• Siguranța produsului

• Compatibilitate electromagnetică

• Restricții materiale

• Sisteme de calitate din fabrică

Cerințele posibile pot include testarea transportului, evaluarea siguranței la nivel de produs, declarații de mediu și documente de conformitate specifice pieței. Cerințele aplicabile ar trebui confirmate la începutul proiectului, mai degrabă decât după începerea producției în masă.

Planificarea certificării poate afecta:

• Selectarea celulelor

• Design BMS

• Materiale pentru locuințe

• Etichetarea

• Ambalare

• Probe de testare

• Înregistrări de producție

• Aranjamentele de expediere

Pentru produsele medicale, industriale, portabile și portabile, este posibil ca documentația bateriei să fie coordonată și cu dosarul tehnic al producătorului de echipamente.

Pasul 10: Planificați testarea și validarea eșantionului

Un pachet de baterii eșantion trebuie testat în echipamentul propriu-zis înainte ca proiectul să fie aprobat.

Testare electrică

Validarea electrică poate include:

• Tensiune nominală

• Tensiune de încărcare completă

• Curent continuu

• Curent de vârf

• Timp de rulare

• Căderea de tensiune

• Comportamentul de încărcare

• Protecție BMS

• Performanța conectorului

Capacitatea măsurată, rezistența internă și performanța la sarcină ar trebui să provină dintr-o consecvență Capacitatea bateriei 18650 și procesul de testare a sănătății.

Testare mecanică

Validarea mecanică poate include:

• Potrivire de instalare

• Poziția conectorului

• Dirijarea firelor

• Degajarea locuințelor

• Rezistenta la vibratii

• Condiții de cădere sau impact

• Toleranta de asamblare

• Acces la serviciu

Testarea mediului

În funcție de aplicație, testarea poate include:

• Funcționare la temperatură ridicată

• Funcționare la temperatură scăzută

• Încărcare și descărcare la limite de temperatură

• Testarea depozitării

• Testarea ciclului de viață

• Expunerea la umiditate

• Testarea vibrațiilor

Validare la nivel de produs

Bateria trebuie testată cu dispozitivul complet, deoarece rezultatele reale pot diferi de un test de analiză a celulei sau a bateriei.

Testul la nivel de produs ar trebui să confirme:

• Timp de rulare real

• Comportamentul de oprire a dispozitivului

• Răspuns la sarcină de vârf

• Timp de încărcare

• Creșterea temperaturii

• Comportament de comunicare sau de gestionare a puterii

• Cerințe de operare și întreținere ale utilizatorului

Greșeli frecvente ale OEM la selectarea unei baterii 18650

1. Alegerea unei celule numai pe baza capacității.

2. Ignorând pornirea și curentul de vârf.

3. Utilizarea tensiunii nominale fără a verifica întregul interval de funcționare.

4. Presupunând că fiecare celulă 18650 are aceleași dimensiuni.

5. Uitând lungimea adăugată a celulelor protejate.

6. Selectarea unui încărcător înainte de a confirma structura acumulatorului.

7. Tratarea BMS ca pe o idee separată.

8. Ignorarea temperaturii din interiorul carcasei echipamentului.

9. Amestecarea celulelor cu diferite modele sau caracteristici de performanță.

10. Estimarea timpului de rulare numai din capacitatea nominală.

11. Omiterea testării probelor înainte de producție.

12. Se așteaptă până la producția de masă pentru a revizui cerințele de certificare.

13. Selectarea unei celule care nu este disponibilă pentru furnizare pe termen lung.

14. Eșecul definirii toleranțelor de producție și înregistrărilor de calitate.

Considerații de selecție bazate pe aplicație

Echipament medical

Echipamentul medical poate necesita:

• Timp de rulare stabil

• Protecție de încredere

• Încărcare controlată

• Autodescărcare scăzută

• Producție trasabilă

• Performanță celulară constantă

• Documentație specifică aplicației

Pachetul de baterii trebuie validat în condițiile reale de funcționare ale echipamentului.

Dispozitive purtabile

Produsele purtabile prioritizează de obicei:

• Dimensiuni compacte

• Greutate redusă

• Densitate de energie adecvată

• Generare scăzută de căldură

• Integrare mecanică confortabilă

• Încărcare fiabilă

Spațiul disponibil poate fi mai important decât capacitatea maximă posibilă.

Dispozitive portabile

Echipamentul portabil poate necesita un echilibru între:

• Timp de rulare

• Greutate

• Capacitate curentă

• Durabilitate

• Design conector

• Timp de încărcare

• Spatiu de locuit

Pachetul trebuie proiectat atât în ​​funcție de funcționarea tipică, cât și de sarcinile de vârf ocazionale.

Echipamente industriale și portabile

Dispozitivele industriale pot pune un accent mai mare pe:

• Curent mare

• Rezistenta la socuri si vibratii

• Interval de temperatură

• Durabilitatea conectorului

• Ciclu de viață lung

• Protecție BMS

• Capacitatea de service

O celulă de mare capacitate nu este întotdeauna alegerea potrivită dacă echipamentul necesită funcționare repetată la curent ridicat.

Cum ZENE acceptă selecția bateriei OEM 18650

Un proiect complet de baterii OEM poate include:

• Selectarea modelului celular

• Capacitatea si evaluarea curenta

• Structura pachetului de baterii

• Integrare BMS

• Personalizare conector și fire

• Design mecanic

• Producția de mostre

• Validare la nivel de produs

• Suport pentru certificare

• Producție în loturi

Odată ce tensiunea, capacitatea, curentul, dimensiunile și cerințele de protecție sunt definite, acestea pot fi dezvoltate într-un Soluție de acumulator 18650 pentru dispozitivul țintă.

Pentru produse cu cerințe electrice, mecanice sau de mediu specifice, Soluțiile personalizate de baterii 18650 pot conecta selecția celulelor cu proiectarea pachetului, testarea și planificarea producției în masă.

Întrebări frecvente

Cum aleg o baterie 18650 pentru un dispozitiv OEM?

Începeți prin a defini intervalul de tensiune al dispozitivului, curentul continuu și de vârf, timpul de funcționare necesar, spațiul disponibil, metoda de încărcare, intervalul de temperatură, cerințele de protecție și obiectivele de producție. Apoi comparați modelele de celule adecvate cu aceste cerințe.

Bateria 18650 cu cea mai mare capacitate este întotdeauna cea mai bună alegere?

Nu. O celulă de mare capacitate poate avea un curent nominal de descărcare mai scăzut. Celula corectă trebuie să echilibreze capacitatea, curentul, dimensiunile, temperatura, ciclul de viață și cerințele dispozitivului.

De câte 18650 de celule are nevoie de un dispozitiv OEM?

Numărul depinde de tensiunea și capacitatea necesară. Numărarea în serie afectează tensiunea, în timp ce numărătoarea în paralel afectează capacitatea și capacitatea de curent. Pachetul complet ar trebui să includă, de asemenea, spațiu pentru BMS, cablaj, izolație și carcasă.

Cum calculez capacitatea necesară a bateriei 18650?

Utilizați puterea dispozitivului și timpul de funcționare necesar ca punct de plecare:

Energia necesară (Wh) = Puterea dispozitivului (W) × Timp de funcționare (h)

Apoi luați în considerare eficiența sistemului, capacitatea utilizabilă, îmbătrânirea bateriei, temperatura și întreruperea tensiunii.

Care este diferența dintre curentul continuu și curentul de vârf?

Curentul continuu este curentul normal necesar în timpul funcționării. Curentul de vârf este o cerere de scurtă durată, cum ar fi pornirea motorului sau transmisia fără fir. Ambele valori trebuie să fie acceptate de celulă, BMS, cablare și conector.

O baterie OEM 18650 are nevoie de un BMS?

Cele mai multe baterii reîncărcabile cu mai multe celule litiu-ion necesită protecție și monitorizare adecvate. Funcțiile BMS necesare depind de configurația pachetului, curent, metoda de încărcare, temperatură și designul produsului.

Cât de importante sunt dimensiunile bateriei 18650?

Sunt critici. Suportul celulei, carcasa, BMS, izolația, conectorii și cablurile trebuie să se încadreze în interiorul echipamentului. Celulele protejate pot fi, de asemenea, mai lungi decât celulele neprotejate standard.

Cum ar trebui testat un eșantion de baterie OEM?

Testați proba din dispozitivul real pentru tensiune, curent, timp de funcționare, încărcare, temperatură, potrivire mecanică, comportament de protecție și performanță de mediu înainte de a aproba producția de masă.

Pot fi utilizate diferite modele de celule 18650 în același pachet de baterii OEM?

Ele nu trebuie amestecate întâmplător. Diferite modele pot avea diferite caracteristici de capacitate, rezistență, curent, încărcare și termice. Celulele trebuie selectate și potrivite ca parte a unui design de pachet controlat. În proiectele de producție, potrivirea celulelor într-un pachet de baterii 18650 ar trebui să se bazeze pe capacitatea măsurată, rezistența internă, tensiunea, vârsta și lotul - nu numai modelul tipărit.

Ce informații trebuie furnizate atunci când solicitați o baterie OEM 18650?

Informațiile utile includ:

• Aplicația dispozitivului

• Gama de tensiune de intrare

• Curent continuu și de vârf

• Timp de rulare necesar

• Metoda de încărcare

• Dimensiunile compartimentului bateriei

• Tip conector

• Temperatura de functionare

• Cantitatea țintă

• Cerințe de certificare sau de piață

Concluzie

Alegerea unei baterii 18650 pentru un dispozitiv OEM este o decizie de proiectare a sistemului, mai degrabă decât o simplă achiziție de celule.

Selecția ar trebui să înceapă cu echipamentul:

• Gama de tensiune

• Profil de putere

• Curent continuu și de vârf

• Țintă de rulare

• Spatiu de instalare

• Metoda de încărcare

• BMS și cerințe de protecție

• Temperatura de functionare

• Nevoi de certificare

• Planul de producție

Celula selectată trebuie validată într-un pachet complet de baterii și testată cu dispozitivul real înainte de producția în masă.

O soluție de baterie OEM bine concepută echilibrează performanța electrică, potrivirea mecanică, siguranța, fiabilitatea, certificarea, continuitatea aprovizionării și consistența producției.