Que informações você precisa para personalizar uma bateria de lítio?

Um conjunto de baterias de lítio personalizado é mais do que simplesmente conectar várias células de bateria. É uma solução de energia completa, projetada em torno dos requisitos elétricos, mecânicos, ambientais e de segurança do seu dispositivo.

Seja para o desenvolvimento de um dispositivo médico, produto de IoT, equipamento industrial, ferramenta elétrica, dispositivo vestível ou sistema de armazenamento de energia, fornecer as informações corretas no início de um projeto de bateria pode melhorar significativamente a eficiência do desenvolvimento e ajudar o fabricante da bateria a entregar uma solução adequada à sua aplicação.

Então, que informações você precisa preparar ao solicitar um pacote de baterias de lítio personalizado?

Aqui estão as principais especificações que o fabricante da sua bateria normalmente precisará.

1. Aplicação da bateria

A primeira coisa que o fabricante da sua bateria precisa saber é Para que a bateria será usada?.

Por exemplo:

• Dispositivos médicos
• IoT e dispositivos inteligentes
• Equipamentos industriais
• Ferramentas elétricas
• Carrinho de golfe
• Eletrônicos vestíveis
• Equipamento portátil
• Iluminação de emergência
• armazenamento de energia solar
• Equipamentos de telecomunicações

A aplicação fornece um contexto importante para todo o projeto da bateria.

A bateria para um dispositivo vestível pode precisar ser extremamente compacta e leve, enquanto um conjunto de baterias industriais pode priorizar alta corrente de descarga, durabilidade, resistência à temperatura e longa vida útil.

Portanto, quanto mais informações você puder fornecer sobre sua aplicação, mais fácil será para os engenheiros recomendarem a solução de bateria adequada.

2. Tensão da bateria necessária

A voltagem é uma das especificações mais importantes para um conjunto de baterias personalizado.

Por favor, informe a tensão de operação necessária para seu dispositivo ou sistema, como por exemplo:

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

Para baterias de lítio, a tensão nominal e a tensão máxima de carga não são necessariamente as mesmas.

Por exemplo, uma célula típica de íon-lítio tem uma tensão nominal de cerca de 3,6 V ou 3,7 V, enquanto uma célula de LiFePO4 tem uma tensão nominal de cerca de 3,2 V.

A tensão necessária do sistema determina como as células devem ser conectadas em série e, portanto, é um ponto de partida importante para o projeto do conjunto de baterias.

3. Capacidade da bateria necessária

Em seguida, você precisa determinar quanta energia sua aplicação requer.

A capacidade da bateria é geralmente expressa em:

• mAh (miliampères-hora)
• Ah (ampères-hora)

Por exemplo: 40mAh / 2.000mAh / 5.000mAh / 10Ah / 50Ah / 100Ah / 600Ah

A capacidade afeta diretamente o tempo de funcionamento esperado do seu dispositivo.

Uma estimativa simples é:

Energia necessária ≈ Consumo de energia × Tempo de operação

Por exemplo, se um dispositivo consome 10 W e precisa funcionar por aproximadamente 8 horas:

10 W × 8 h = 80 Wh

No entanto, a capacidade real da bateria pode precisar ser maior após considerar a eficiência de conversão, os limites de descarga, a temperatura, o envelhecimento da bateria e outras condições de aplicação.

É por isso que um fabricante de baterias deve avaliar a aplicação completa, em vez de simplesmente corresponder a uma capacidade solicitada.

4. Corrente máxima de descarga

A capacidade da bateria por si só não nos diz se ela pode alimentar seu dispositivo com segurança. O fabricante também precisa saber a corrente de descarga necessária.

Por favor, forneça:

• corrente de descarga contínua
• Corrente de descarga máxima e duração da corrente máxima

Por exemplo, um dispositivo pode normalmente consumir 5A, mas exigir 15A durante alguns segundos na inicialização.

Essas informações podem afetar significativamente a seleção de células, o número de células conectadas em paralelo, as especificações do BMS, a fiação, os conectores e o projeto térmico.

Uma bateria com grande capacidade não é necessariamente capaz de fornecer uma alta corrente de descarga.

5. Requisitos de carregamento

Se você estiver desenvolvendo uma bateria recarregável, os requisitos de carregamento são igualmente importantes.

Informações úteis incluem:

• Tensão de carregamentoCorrente de carregamento padrão
• corrente máxima de carregamento
• Tempo de carregamento necessário
• Especificações do carregador
• Requisitos de carregamento rápido

Por exemplo, se o seu produto requer carregamento rápido, as células da bateria, o BMS (Sistema de Gerenciamento de Bateria), o carregador, o conector e o projeto térmico precisam ser avaliados em conjunto.

Fornecer o modelo do carregador ou as especificações de carregamento pode, portanto, ajudar os engenheiros a projetar uma solução de bateria mais compatível.

6. Dimensões e peso da bateria

Para muitos projetos de baterias personalizadas, o espaço físico é tão importante quanto as especificações elétricas. Por favor, forneça o espaço máximo disponível:

Comprimento × Largura × Altura

Se possível, forneça também:

• Peso máximo da bateria
• Espaço disponível para instalação
• Pontos de montagem
• Localização dos furos para parafusos
• posição de saída do cabo
• Formato de bateria necessário
• Requisitos de caixa ou invólucro (alumínio/plástico/metal/PVC azul)

Uma bateria pode atender aos requisitos de voltagem e capacidade, mas ainda assim ser inadequada se não couber fisicamente dentro do dispositivo.

Se você tiver um desenho mecânico, um modelo 3D ou uma amostra de bateria existente, fornecê-los ao fabricante pode tornar o processo de projeto muito mais eficiente.

7. Requisitos de Conectores, Fios e Cabos

A bateria pode precisar ser conectada diretamente ao seu dispositivo, carregador ou sistema de controle. Portanto, especifique:

• Tipo de conector/terminal
• Comprimento do fio
• Bitola do fio

Se você já utiliza um conector específico em seu produto, fornecer o número da peça ou um desenho do conector pode ajudar a evitar problemas de compatibilidade durante a fase de protótipo.

8. Temperatura de operação e armazenamento

A temperatura pode afetar significativamente o desempenho, a segurança, o carregamento e a vida útil da bateria. Por favor, informe os valores esperados:

• Faixa de temperatura operacional
• Faixa de temperatura de carregamento
• Faixa de temperatura de armazenamento
• temperaturas ambientais máximas e mínimas

Algumas aplicações podem exigir baterias capazes de operar em ambientes particularmente quentes ou frios.

Se o seu produto for utilizado ao ar livre, em veículos, ambientes industriais ou outras condições exigentes, os requisitos de temperatura devem ser identificados logo no início do projeto.

9. Química das Baterias

Se você já tem uma preferência por uma determinada composição química de bateria, informe o fabricante.

As composições químicas mais comuns para baterias recarregáveis ​​de lítio incluem:

• Íon de lítio
• Polímero de lítio
• LiFePO4
• Ni-MH
• Ni-CD
• Li-SOCI₂

 

Diferentes composições químicas possuem características diferentes em termos de:

• Densidade de energia
• Segurança
• Ciclo de vida
• Desempenho de descarga
• Temperatura de operação
• Tamanho e peso
• Custo

No entanto, se você não tiver certeza de qual química é a mais adequada, não precisa necessariamente tomar essa decisão sozinho.

Um fabricante profissional de baterias pode avaliar os requisitos da sua aplicação e recomendar a composição química e o tipo de célula adequados.

10. Requisitos do BMS

Para muitos conjuntos de baterias de lítio, o Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS) é uma parte essencial do projeto. Dependendo da aplicação, você pode precisar de funções como:

• Proteção contra sobrecarga
• Proteção contra descarga excessiva
• Proteção contra sobrecorrente
• Proteção contra curto-circuito
• Proteção contra temperatura
• equilíbrio celular
• monitoramento do estado de carga
• Comunicação da bateria

Você também deve especificar se a bateria precisa se comunicar com seu dispositivo ou sistema de controle. Para aplicações avançadas, as interfaces de comunicação podem incluir:

• SMBus
• I²C
• UART
• RS485
• PODE

O sistema de gerenciamento de baterias (BMS) deve ser projetado levando em consideração a configuração da bateria e os requisitos de todo o sistema, em vez de ser selecionado separadamente no final do projeto.

11. Certificações Obrigatórias

Os requisitos de certificação dependem do tipo de bateria, da aplicação e do mercado-alvo. Dependendo do seu projeto, você pode precisar de normas ou certificações como:UN38.3/ IEC 62133/UL1642 /UL2054 /ESSE/CB/RoHS/KC/ATÉ/POR QUE/MSDSOutros requisitos específicos do mercado

É importante identificar os requisitos de certificação desde o início, pois eles podem afetar a seleção de células, o projeto do BMS, a construção mecânica, os testes, a documentação e os cronogramas de desenvolvimento.

A Howell Energy fornece produtos de baterias e soluções personalizadas com uma variedade de certificações internacionais e suporte de conformidade específico para cada mercado.

12. Outros Requisitos Especiais

Por fim, informe ao fabricante da bateria qualquer outro fator que possa afetar o projeto. Por exemplo:

• Requisitos de impermeabilização
• Resistência à poeira
• Resistência à vibração
• Resistência a choques
• Operação em altas/baixas temperaturas
• Alta taxa de descarga
• Longo ciclo de vida
• Design leve
• Design ultrafino
• Recinto especial
• Etiquetagem personalizada (OEM/ODM)
• Requisitos de comunicação
• Embalagem especial
• Quantidade de produção alvo
• cronograma de entrega previsto

Mesmo um requisito pequeno pode, por vezes, ter um grande impacto no projeto da bateria. É sempre melhor discutir esses requisitos no início do projeto, em vez de depois que o protótipo já tiver sido desenvolvido.

O que acontece depois que você fornece essas especificações?

Assim que seus requisitos estiverem definidos, um fabricante profissional de baterias poderá começar a avaliar o projeto. Um processo típico de desenvolvimento de baterias personalizadas pode incluir:

Etapa 1: Análise de Requisitos

Os engenheiros analisam os requisitos elétricos, mecânicos, ambientais e regulamentares da aplicação.

Etapa 2: Seleção de células e projeto da bateria

As células e configurações de bateria adequadas são avaliadas com base na tensão, capacidade, desempenho de descarga, dimensões, vida útil em ciclos e outros requisitos.

Etapa 3: Projeto de BMS e Proteção

O BMS (Sistema de Gerenciamento de Bateria), as funções de proteção, a interface de comunicação, a fiação e outros componentes elétricos são projetados de acordo com os requisitos do conjunto de baterias.

Etapa 4: Desenvolvimento e teste do protótipo

Um protótipo de bateria foi produzido para verificação elétrica, mecânica, térmica e funcional.

Dependendo da aplicação, os testes podem incluir testes de capacidade, testes de ciclo, testes de temperatura, testes de vibração, testes de segurança e outras avaliações de confiabilidade.

Etapa 5: Certificação e Validação

Caso necessário, o conjunto de baterias pode passar pelo processo de certificação e conformidade apropriado para o mercado-alvo.

Etapa 6: Produção em Massa

Após o projeto ser validado e aprovado, o conjunto de baterias pode entrar em produção em massa com controle de qualidade em todo o processo de fabricação.

E se você não souber todas as especificações?

Isso é muito comum, na verdade.

Muitos clientes que contatam um fabricante de baterias ainda não possuem as especificações completas da bateria.

Você pode saber apenas:

“Precisamos de uma bateria recarregável para o nosso dispositivo.”

Não tem problema.

No início de um projeto, você pode fornecer o máximo de informações que tiver disponível no momento, como:

• Aplicação do produto
• Consumo de energia do dispositivo
• Tempo de operação previsto
• Espaço disponível para bateria
• Corrente máxima
• Mercado-alvo
• Desenhos ou fotos do produto
• Especificações de bateria existentes
• Volume anual de compras

Uma equipe profissional de engenharia de baterias pode usar essas informações para ajudar a determinar a composição química, a voltagem, a capacidade, a configuração das células, o BMS (Sistema de Gerenciamento de Bateria), o conector e o projeto mecânico adequados para a bateria.

Soluções personalizadas de baterias da Howell Energy

A Howell Energy é uma fabricante de baterias com mais de 20 anos de experiência no setor. Oferecemos soluções OEM/ODM para baterias, abrangendo design, seleção de células, desenvolvimento de packs, integração de BMS, testes e requisitos personalizados.

Nossas opções de personalização de baterias incluem diferentes configurações de voltagem e capacidade, dimensões e formatos personalizados, conectores, interfaces de comunicação como RS485 e CAN, e outros requisitos específicos da aplicação.

Nosso portfólio de baterias inclui baterias de íon-lítio, polímero de lítio, LiFePO4, lítio primário, NiMH, Ni-Cd e baterias personalizadas, o que nos permite recomendar diferentes tecnologias de bateria de acordo com a aplicação.

Pronto para desenvolver seu pacote de baterias personalizado?

Não é necessário ter todas as especificações finalizadas antes de entrar em contato conosco.

Envie-nos as informações que você já possui — incluindo sua aplicação, tensão e capacidade necessárias, dimensões, requisitos de corrente, ambiente operacional e quaisquer desenhos ou amostras de baterias existentes.

Nossa equipe de engenharia pode avaliar suas necessidades e ajudar a transformar seu conceito de produto em uma solução prática de bateria.

Howell Energy — Seu parceiro confiável em baterias.