LiPo ve NiMH Piller: Bir OEM, Şarj Edilebilir Bir Cihazı Yeniden Tasarladığında Ne Değişir?

Bir OEM, bir sonraki cihazını daha ince veya daha hafif hale getirmek için NiMH paketini değiştirmeyi düşünebilir. Yeni LiPo pil muhafazaya uyuyor ve nominal voltajı orijinal pakete yakın görünüyor.

Bu bir başlangıç ​​noktasıdır, uyumluluğun kanıtı değildir.

Taşınma şarj edilebilir lityum polimer piller şarj cihazını, koruma sistemini, kapatma mantığını ve servis düzenini değiştirebilir. Ayrıca ürünün mevcut şarj istasyonundaki davranışını da etkileyebilir.

Bu nedenle yeniden tasarım, cihazın tamamıyla başlamalıdır. Aküyü, elektronik aksamı ve mahfazayı, hücre hücre değişimi yerine bağlantılı mühendislik kararları olarak ele alın.

Hızlı Cevap: NiMH'den LiPo'ya Geçerken Neler Değişir?

İki akü konfigürasyonu benzer nominal gerilimlere sahip olsa bile, bir OEM'in tüm güç sistemini incelemesi gerekir.

Ana değişiklikler şunları içerebilir:

• Seri hücre sayısı ve cihazın kullanılabilir giriş voltajı aralığı.

• Şarj yöntemi, sonlandırma ve sıcaklık kontrolleri.

• Pil koruması ve normal cihaz kapatma.

• Pil tutma, kablolama ve takılı boşluklar.

• Çalışma süresi, bekleme tüketimi ve düşük pil göstergesi.

• Bağlantı istasyonu uyumluluğu, model tanımlama ve servis talimatları.

NiMH şarj cihazının LiPo için uygun olduğu varsayılmamalıdır. Eşleşen bir konnektör, başarılı başlatma veya benzer mAh değeri, güvenli bir değişim anlamına gelmez.

Yeniden Tasarlamanın Nedeniyle Başlayın

Yeni bir kimya seçmeden önce ürün iyileştirmesini tanımlayın.

Hedef daha ince bir gövde mi, daha düşük kütle mi, daha uzun çalışma süresi mi yoksa farklı bir şarj arayüzü mü? Cihazın çıkarılabilir standart piller yerine dahili bir pile ihtiyacı var mı?

Bu hedefler farklı çözümlere yol açabilir. Bir LiPo poşeti daha düz bir düzeni destekleyebilir, ancak kullanıcı tarafından değiştirilebilen NiMH hücrelerini tutmak başka bir ürünün servis ihtiyaçlarına daha iyi uyum sağlayabilir.

Ayrıca neyin değişemeyeceğini de belgeleyin. Mevcut bağlantı istasyonları, onaylı elektronik cihazlar, aletler ve saha servis düzenlemeleri, yeniden tasarımı mevcut pil alanından daha fazla sınırlayabilir.

Şunu kullanın: özel pil tasarımı gereksinimleri . Sabit kısıtlamaları incelemeye açık seçeneklerden ayırmak için Bu, mühendislik ve tedarik birimlerine teklifleri karşılaştırmak için ortak bir temel sağlar.

Mevcut Sistemi Önerilen Sistemle Karşılaştırın

NiMH nikel-metal hidrit anlamına gelir. Ortak nominal hücre voltajı yaklaşık 1,2 V'tur.

Bu karşılaştırma için LiPo, ortak nominal 3,7 V lityum iyon polimer kese tasarımı anlamına gelir. Bu tür hücrelerin çoğu 4,2 V şarj limiti kullanır. Diğer LiPo çeşitleri kendi spesifikasyonlarını gerektirir.

Nominal değerlerden hiçbiri tam çalışma aralığını açıklamaz.

Tüm NiMH ürünlerine ilişkin varsayımlara güvenmek yerine mevcut tasarımı kaydedin. Farklı şarj cihazları ve akü yapıları, farklı yeniden tasarım çalışmaları gerektirebilir.

Hücre Sayısına Göre Gerilim İncelemesini Yeniden Oluşturun

Tek bir LiPo hücresi, tek bir NiMH hücresinden daha yüksek bir nominal gerilime sahiptir. Ancak mevcut bir NiMH cihazı seri olarak birden fazla hücreyi kullanabilir.

Örneğin, ortak nominal değerler şunları verir:

• İki seri NiMH hücresi: yaklaşık 2,4 V.

• Üç seri NiMH hücresi: yaklaşık 3,6 V.

• Dört seri NiMH hücresi: yaklaşık 4,8 V.

Bir nominal 3,7 V LiPo hücresi, elektriksel olarak her üç düzenlemeye de eşdeğer değildir.

Yüke bağlı voltaj düşüşü de dahil olmak üzere gerçek şarj ve deşarj voltajlarını inceleyin. Akü kaynağına bağlı regülatörleri, motorları, ekranları ve diğer devreleri kontrol edin.

Neden Üç NiMH Hücresi Yararlı Bir Karşılaştırmadır?

Üç NiMH hücresi, ortak bir tek LiPo hücresine yakın bir nominal paket voltajına sahiptir. Bu, öneriyi araştırmaya değer kılıyor ancak doğrudan yerine geçeceği anlamına gelmiyor.

Şarj cihazı hala farklı bir pil kontrol stratejisi kullanıyor. Cihaz uyarı eşikleri ve kapatma davranışının da seçilen LiPo hücresine göre incelenmesi gerekir.

Şarj cihazında veya ürün yazılımında doğrulanmamış varsayımlar bırakarak yalnızca pili değiştirmeyin.

Seri Kapasite Eklemeden Paket Enerjisini Karşılaştırın

Seri halinde üç özdeş 1,2 V, 1500 mAh NiMH hücre içeren varsayımsal bir paket düşünün.

Nominal voltajı yaklaşık 3,6 V olup kapasitesi 4500 mAh değil 1500 mAh olarak kalır.

Nominal değerlerin kullanılması:

• NiMH paketi: 3,6 V × 1,5 Ah ≈ 5,4 Wh.

• Tek LiPo adayı: 3,7 V × 1,5 Ah ≈ 5,55 Wh.

Bunlar açıklayıcı hesaplamalardır, ZERNE ürün derecelendirmeleri değildir. Hücre sayısını azaltmanın neden çalışma süresini otomatik olarak artırmadığını gösteriyorlar.

Gerçek kullanılabilir enerji, deşarj davranışına, cihazın kesilmesine ve dönüşüm kayıplarına bağlıdır. Çalışma zamanı iyileştirmesi talebinde bulunmadan önce aynı cihaz görevi kapsamında her iki yapılandırmayı da ölçün.

Sadece Pili Değil, Şarj Varsayımlarını Değiştirin

NiMH şarj sistemleri, voltaj tepe noktası algılamayı, negatif delta voltaj algılamayı, sıcaklık kontrollerini veya zamanlı şarjı kullanabilir. Yöntem hücre ve şarj cihazı tasarımına bağlıdır.

Bazı sistemler ayrıca kontrollü tamamlama veya bakım şarjı kullanır. Bu düzenlemeler otomatik olarak LiPo'ya taşınmamalıdır.

Yaygın bir 3,7 V LiPo tasarımı, belirtilen voltaj ve akım sınırlarına uygun lityum uyumlu şarj kontrolü gerektirir. Koruma levhası, NiMH şarj cihazını bu şarj sistemine dönüştürmez.

Harici Kaynağı Şarj Cihazından Ayırın

Şarj devresi cihazın içinde yer alırken bir adaptör veya bağlantı istasyonu yalnızca güç sağlayabilir. Başka bir tasarımda dock, şarj kontrol cihazını içerebilir.

Hangi parçaların kalabileceğine karar vermeden önce şarjın gerçekte nerede kontrol edildiğini belirleyin.

Mevcut bir harici besleme ancak elektriksel özellikleri ve sistem uyumluluğu onaylandıktan sonra yeniden kullanılabilir. Konektör şekli bu uyumluluğu sağlamaz.

Benzer şekilde, USB girişi eklemek, USB gücünün doğrudan lityum hücreye bağlanabileceği anlamına gelmez.

Çoklu Kimya Donanımını Dikkatlice İnceleyin

Bazı şarj kontrolörleri birden fazla kimyayı destekler. Bu, monte edilen devrenin önerilen batarya için doğru şekilde yapılandırıldığını kanıtlamaz.

Gerçek yapılandırmayı ve destekleyici bileşenleri inceleyin. Seçilen hücrenin şarj limitlerini, sıcaklık geri bildirimini, sonlandırmayı ve çalışma yükü davranışını onaylayın.

Uygula ana bilgisayar-şarj cihazı entegrasyon gereksinimleri . yeni düzenlemeye Yalnızca eski paketle çalışan arayüzleri değil, doğrulanmış arayüzleri koruyun.

Normal Cihaz Kapatmayla Korumayı Koordinat

LiPo pil, seçilen hücreye ve uygulamaya uygun bir koruma düzenlemesi gerektirir. Bu, ana bilgisayar elektroniği ve şarj cihazıyla birlikte belirtilmelidir.

Üç işlevi ayırın:

• Şarj kontrolü amaçlanan şarj işlemini yönetir.

• Cihaz kontrolü normal çalışmayı, uyarıları ve kapatmayı yönetir.

• Akü koruması tanımlanmış arıza koşullarına yanıt verir.

Normal düşük pil stratejisi olarak rutin koruma bağlantısını kesmeyi kullanmayın. Ürünün amaçlanan uyarıyı veya kontrollü kapatmayı sağlayamamasına neden olabilir.

Başlangıç ​​ve en yüksek yükleri de gözden geçirin. Yeni akü, koruma devresi ve bağlantılar, onaylanmış sınırları aşmadan ölçülen talebi desteklemelidir.

Sıcaklık geri bildirimi gerekiyorsa sensörünü ve arayüzünü tanımlayın. İki güç kablosu veya tanıdık bir konektör, ana bilgisayarın pil sıcaklığı bilgilerini aldığını göstermez.

Yeni Akü Yapısı için Muhafazanın Yeniden Tasarlanması

Silindirik hücrelerin çıkarılması kullanışlı alan yaratabilir ancak aynı zamanda orijinal tutucuyu ve tutma yöntemini de ortadan kaldırır.

Bir kese pili, mevcut çıkıntılar ve temas noktaları arasında kalan boşluğa basitçe bastırılmamalıdır.

Koruma, yalıtım, kablo çıkışı ve konektör de dahil olmak üzere bitmiş pil paketini inceleyin. Torbayı keskin kenarlardan, vida uçlarından ve hareketli parçalardan uzak tutun.

Tedarikçi bilgilerini ve mekanik doğrulamayı kullanarak saklama ve boyut toleranslarını tanımlayın. Eski paketin şeklini yeniden oluşturmak için standart bir poşeti bükmeyin veya sıkıştırmayın.

Ayrıca pilin kullanıcı tarafından mı değiştirilebileceğine yoksa servis parçası mı olacağına karar verin. Dahili bir kese erişimi, değiştirme prosedürlerini ve gerekli yedek parça tanımlamasını değiştirebilir.

Monte edilen cihazdaki yeni kütle dağılımını değerlendirin. Daha hafif bir hücre, eğer konumu garip bir denge yaratıyorsa, otomatik olarak daha iyi bir elde taşınır düzen olmayacaktır.

Bekleme ve Kayıtlı Hazırlık Durumunu Tekrar Ölçün

Hücrenin kendi kendine deşarjı, kullanımlar arasındaki enerji kaybının yalnızca bir kaynağıdır.

Yeniden tasarlanan ürüne koruma elektroniği, şarj durum devreleri, yakıt göstergesi veya yeni bekleme fonksiyonları eklenebilir. Tüketimlerini cihaz düzeyinde ölçüme dahil edin.

Tüm NiMH adaylarının aynı şarj tutma özelliğine sahip olduğunu varsaymayın. Düşük kendi kendine deşarjlı varyantlar mevcuttur ve gerçek hücre spesifikasyonu önemlidir.

Cihazları belirli bir boşta kalma süresinden sonra ve amaçlanan saklama koşulları altında karşılaştırın. Daha sonra her birinin gerekli görevi tamamlayıp tamamlamadığını kontrol edin.

Ayrıca düşük pil göstergesini de inceleyin. Çok hücreli bir NiMH paketi için geliştirilen eşikler, doğrulama yapılmadan bir LiPo tasarımına kopyalanmamalıdır.

Eski ve Yeni Ürün Revizyonları Arasındaki Karışıklığı Önleyin

Eski ve yeni parçalar birbirinin yerine kullanılabilir gibi göründüğünde, pilin yeniden tasarlanması servis riski yaratabilir.

Kullanıcıların veya servis ekiplerinin karşılaşabileceği cihaz, pil, dock ve yedek parça kombinasyonlarını inceleyin.

Revize edilen tasarımın farklı anahtarlama, tanımlama, etiket veya onaylı aksesuar referanslarına ihtiyaç duyup duymadığına karar verin. Uyumsuz konfigürasyonları ayırt etmek için kablo rengine veya değişmemiş konnektöre güvenmeyin.

Muhafaza görsel olarak aynı kalırsa ürün revizyonunu izlenebilir hale getirin. Servis talimatlarında her revizyon için izin verilen akü ve şarj düzeni belirtilmelidir.

Bu, özellikle LiPo sürümü piyasaya sürüldükten sonra eski NiMH ürünlerinin kullanımda kalması durumunda önemlidir.

Yeniden Tasarımın Orijinal Ürün Gereksinimine Göre Doğrulanması

Üretim amaçlı bileşenleri kullanarak yeniden tasarlanan cihazın tamamını test edin. Başarılı bir açılış kontrolü, bir serbest bırakma kriteri değildir.

Uyumsuz kombinasyonları tasarım analizi ve nitelikli güvenlik prosedürleri yoluyla gözden geçirin. Resmi olmayan bir deney olarak LiPo pili doğrulanmamış eski bir NiMH şarj cihazına bağlamayın.

Performans karşılaştırmalarından önce her kimyanın onaylı şarj prosedürünü kullanın. Cihaz ayarlarını, çevre koşullarını ve görev tanımlarını kontrol altında tutun.

Ayrıca hangi mevcut test raporlarının ve ürün belgelerinin geçerli olduğunu da inceleyin. Önceki konfigürasyonun kayıtlarının kimya değişikliğini kapsadığı varsayılmamalıdır.

NiMH'yi Korumak Daha İyi Bir Proje Kararı Olabilir

Yeniden tasarım yalnızca projenin kısıtlamaları dahilinde anlamlı bir ürün faydası sağladığında faydalıdır.

Mevcut sistemin çalışma zamanı ihtiyaçlarını karşıladığı ve standartlaştırılmış değiştirmenin önemli olduğu durumlarda NiMH'yi korumak makul olabilir. Aynı zamanda yerleşik bir ücretlendirme ve hizmet düzenlemesinde değişiklik yapılmasını da önleyebilir.

LiPo, ince ambalaj, kurulu kütle veya revize edilmiş şarj deneyimi mühendislik çalışmasını haklı çıkardığında geliştirilmeyi hak edebilir.

Uygulamanın tamamını karşılaştırın: pil, elektronik, takım, doğrulama ve servis değişiklikleri. Her iki kimya da her ürün için otomatik olarak daha düşük maliyetli veya daha uzun ömürlü bir seçim değildir.

SSS

OEM'ler Cihazın Yeniden Tasarımı İçin LiPo ile NiMH'yi Nasıl Karşılaştırmalı?

Mevcut ve önerilen güç sistemlerini aynı ürün gereksinimiyle karşılaştırın. Voltaj aralığını, şarjı, korumayı, çalışma süresini, mekanik entegrasyonu ve servis düzenlemelerini gözden geçirin. Tek başına kimya karşılaştırması, yeniden tasarımın değerli olup olmadığını belirleyemez.

Benzer Gerilim LiPo ve NiMH'yi Doğrudan Değiştirme Yapar mı?

Hayır. Üç NiMH hücresi, ortak bir tek LiPo hücresine yakın bir nominal gerilime sahiptir, ancak şarj gereksinimleri farklıdır. Cihazın kapatılması, korunması ve tüm çalışma aralığının da gözden geçirilmesi gerekir.

LiPo ve NiMH Tasarımlarında Hangi Şarj Farklılıkları Önemlidir?

NiMH şarj cihazları, nikel bazlı hücrelere uygun voltaj, sıcaklık ve zamanlama yöntemlerini kullanabilir. LiPo'nun seçilen lityum hücreyle eşleşen şarj kontrolüne ihtiyacı var. NiMH bakım şarjını aktarmayın veya paylaşılan bir konektörün şarj cihazını uyumlu hale getirdiğini varsaymayın.

Mevcut Şarj Ünitesi Tekrar Kullanılabilir mi?

Muhtemelen, ancak yalnızca rolünü belirledikten sonra. Güç kaynağı yuvası, şarj denetleyicisini içeren yuvadan farklıdır. Tüm elektrik arayüzünü, şarj davranışını ve eski ve yeni ürün revizyonları arasındaki ayrımı inceleyin.

Bir LiPo Hücresi, Üç NiMH Hücresinin Üç Katı Çalışma Süresini Sağlayabilir mi?

Otomatik olarak değil. Seri bağlı NiMH hücreleri, bireysel mAh değerlerine değil, voltaja katkıda bulunur. Aynı görev için paket watt-saatini ve ölçülen kullanılabilir enerjiyi karşılaştırın. Daha az sayıda hücre tek başına bir çalışma zamanı çarpanı oluşturmaz.

LiPo Koruma Levhası Doğru Şarj Cihazını Değiştirebilir mi?

Hayır. Koruma ve normal şarj düzenlemesi farklı işlevlere sahiptir. Şarj cihazı seçilen hücrenin onaylı gereksinimlerine uymalıdır. Ana bilgisayar ayrıca rutin koruma gezilerine bağlı kalmadan normal uyarı ve kapatma davranışını da yönetmelidir.

Çözüm

LiPo ve NiMH, pil kimyası değiştiğinde cihazın yeniden tasarlanması sorusu haline gelir.

Ürünün ihtiyaç duyduğu iyileştirmeyle başlayın. Ardından hücre sayısını, tüm voltaj aralığını, şarj kontrolünü, korumayı, paketlemeyi ve servis uyumluluğunu gözden geçirin.

Revize edilen ürünü aynı çalışma görevine göre doğrulayın ve onaylanmış aküyü ve şarj cihazını açıkça tanımlayın. Bir LiPo tasarımı, benzer nominal voltaj veya varsayılan bir kimya avantajı değil, ölçülebilir ürün faydaları yoluyla onay almalıdır.

LiPo Yeniden Tasarım İncelemesi Talep Edin

Mevcut NiMH konfigürasyonunuzu, cihaz giriş limitlerinizi, şarj düzenlemenizi ve yeniden tasarım hedeflerinizi ZERNE ile paylaşın. Önerilen ürün revizyonu için uygun pil boyutlarını, kapasitesini, korumayı ve arayüzleri görüşmek üzere özel bir LiPo pil incelemesi talep edin.