ما المعلومات التي تحتاجها لتخصيص حزمة بطارية الليثيوم؟

إنّ حزمة بطاريات الليثيوم المصممة خصيصاً ليست مجرد توصيل عدة خلايا بطارية معاً، بل هي حل طاقة متكامل مصمم وفقاً لمتطلبات جهازك الكهربائية والميكانيكية والبيئية ومتطلبات السلامة.

سواء كنت تقوم بتطوير جهاز طبي، أو منتج إنترنت الأشياء، أو معدات صناعية، أو أداة كهربائية، أو جهاز قابل للارتداء، أو نظام تخزين الطاقة، فإن توفير المعلومات الصحيحة في بداية مشروع البطارية يمكن أن يحسن بشكل كبير من كفاءة التطوير ويساعد الشركة المصنعة للبطاريات على تقديم حل يناسب تطبيقك.

إذن، ما هي المعلومات التي تحتاج إلى تحضيرها عند طلب حزمة بطاريات ليثيوم مخصصة؟

فيما يلي المواصفات الرئيسية التي سيحتاجها مصنع البطاريات عادةً.

1. استخدام البطارية

أول شيء يحتاج مصنّع البطارية إلى معرفته هو ما الذي ستستخدم البطارية من أجله.

على سبيل المثال:

• الأجهزة الطبية
• إنترنت الأشياء والأجهزة الذكية
• المعدات الصناعية
• الأدوات الكهربائية
• عربة غولف
• الإلكترونيات القابلة للارتداء
• معدات محمولة
• إضاءة الطوارئ
• تخزين الطاقة الشمسية
• معدات الاتصالات

يوفر التطبيق سياقًا مهمًا لتصميم البطارية بأكمله.

قد تحتاج بطارية الجهاز القابل للارتداء إلى أن تكون صغيرة الحجم وخفيفة الوزن للغاية، بينما قد تعطي حزمة البطاريات الصناعية الأولوية لتيار التفريغ العالي والمتانة ومقاومة درجات الحرارة وعمر الدورة الطويل.

لذلك، كلما زادت المعلومات التي يمكنك تقديمها حول تطبيقك، كلما كان من الأسهل على المهندسين التوصية بحل البطارية المناسب.

2. جهد البطارية المطلوب

يُعد الجهد الكهربائي أحد أهم المواصفات لحزمة البطاريات المصممة حسب الطلب.

يرجى تقديم جهد التشغيل المطلوب لجهازك أو نظامك، مثل:

3.7 فولت/7.4 فولت/11.1 فولت/12 فولت/14.8 فولت/24 فولت/36 فولت/48 فولت/60 فولت/72 فولت

بالنسبة لبطاريات الليثيوم، فإن الجهد الاسمي وجهد الشحن الأقصى ليسا بالضرورة متطابقين.

على سبيل المثال، تحتوي خلية الليثيوم أيون النموذجية على جهد اسمي يبلغ حوالي 3.6 فولت أو 3.7 فولت، بينما تحتوي خلية LiFePO4 على جهد اسمي يبلغ حوالي 3.2 فولت.

يحدد جهد النظام المطلوب كيفية توصيل الخلايا على التوالي، وبالتالي فهو نقطة انطلاق مهمة لتصميم حزمة البطارية.

3. سعة البطارية المطلوبة

بعد ذلك، عليك تحديد مقدار الطاقة التي يتطلبها تطبيقك.

عادةً ما يتم التعبير عن سعة البطارية بوحدة:

• مللي أمبير ساعة (mAh)
• آه (أمبير-ساعة)

على سبيل المثال: 40 مللي أمبير/ساعة / 2000 مللي أمبير/ساعة / 5000 مللي أمبير/ساعة / 10 أمبير/ساعة / 50 أمبير/ساعة / 100 أمبير/ساعة / 600 أمبير/ساعة

تؤثر السعة بشكل مباشر على وقت التشغيل المتوقع لجهازك.

التقدير البسيط هو:

الطاقة المطلوبة ≈ استهلاك الطاقة × مدة التشغيل

على سبيل المثال، إذا كان الجهاز يستهلك 10 واط ويحتاج إلى العمل لمدة 8 ساعات تقريبًا:

10W × 8h = 80Wh

ومع ذلك، قد تكون سعة البطارية الفعلية أعلى بعد مراعاة كفاءة التحويل، وحدود التفريغ، ودرجة الحرارة، وتقادم البطارية، وظروف التطبيق الأخرى.

لهذا السبب ينبغي على مصنعي البطاريات تقييم التطبيق بالكامل بدلاً من مجرد مطابقة السعة المطلوبة.

4. أقصى تيار تفريغ

لا تكفي سعة البطارية وحدها لتحديد ما إذا كانت قادرة على تشغيل جهازك بأمان. يحتاج المصنّع أيضًا إلى معرفة تيار التفريغ المطلوب.

يرجى تقديم ما يلي:

• تيار التفريغ المستمر
• ذروة تيار التفريغ ومدة ذروة التيار

على سبيل المثال، قد يستهلك الجهاز عادةً 5 أمبير ولكنه يتطلب 15 أمبير لعدة ثوانٍ أثناء بدء التشغيل.

يمكن أن تؤثر هذه المعلومات بشكل كبير على اختيار الخلايا، وعدد الخلايا المتصلة بالتوازي، ومواصفات نظام إدارة المباني، والأسلاك، والموصلات، والتصميم الحراري.

إن البطارية ذات السعة الكبيرة ليست بالضرورة قادرة على توفير تيار تفريغ عالٍ.

5. متطلبات الشحن

إذا كنت تقوم بتطوير حزمة بطاريات قابلة لإعادة الشحن، فإن متطلبات الشحن لها نفس القدر من الأهمية.

تتضمن المعلومات المفيدة ما يلي:

• جهد الشحن، تيار الشحن القياسي
• تيار الشحن الأقصى
• وقت الشحن المطلوب
• مواصفات الشاحن
• متطلبات الشحن السريع

على سبيل المثال، إذا كان منتجك يتطلب شحنًا سريعًا، فيجب تقييم خلايا البطارية ونظام إدارة البطارية والشاحن والموصل والتصميم الحراري معًا.

وبالتالي، فإن توفير طراز الشاحن أو مواصفات الشحن يمكن أن يساعد المهندسين في تصميم حلول بطاريات أكثر توافقًا.

6. أبعاد البطارية ووزنها

في العديد من مشاريع البطاريات المصممة حسب الطلب، تُعدّ المساحة المادية بنفس أهمية المواصفات الكهربائية. يُرجى تقديم أقصى مساحة متاحة:

الطول × العرض × الارتفاع

وإذا أمكن، يرجى تقديم ما يلي:

• أقصى وزن للبطارية
• مساحة التركيب المتاحة
• نقاط التثبيت
• مواقع ثقوب البراغي
• موضع خروج الكابل
• شكل البطارية المطلوب
• متطلبات التغليف أو الحماية (ألومنيوم/بلاستيك/معدن/بولي فينيل كلوريد أزرق)

قد تستوفي البطارية الجهد والسعة المطلوبين ولكنها تظل غير مناسبة إذا لم يكن بالإمكان تركيبها فعليًا داخل الجهاز.

إذا كان لديك رسم ميكانيكي أو نموذج ثلاثي الأبعاد أو عينة بطارية موجودة، فإن تقديمها إلى الشركة المصنعة يمكن أن يجعل عملية التصميم أكثر كفاءة.

7. متطلبات الموصلات والأسلاك والكابلات

قد تحتاج حزمة البطارية إلى التوصيل مباشرةً بجهازك أو الشاحن أو نظام التحكم. لذا، يُرجى تحديد ما يلي:

• نوع الموصل/الطرفية
• طول السلك
• مقياس السلك

إذا كنت تستخدم بالفعل موصلًا معينًا في منتجك، فإن تقديم رقم جزء الموصل أو الرسم التوضيحي يمكن أن يساعد في تجنب مشاكل التوافق أثناء مرحلة النموذج الأولي.

8. درجة حرارة التشغيل والتخزين

قد تؤثر درجة الحرارة بشكل كبير على أداء البطارية وسلامتها وشحنها وعمرها الافتراضي. يرجى تقديم المعلومات المتوقعة التالية:

• نطاق درجة حرارة التشغيل
• نطاق درجة حرارة الشحن
• نطاق درجة حرارة التخزين
• درجات الحرارة البيئية القصوى والدنيا

قد تتطلب بعض التطبيقات بطاريات قادرة على العمل في بيئات شديدة الحرارة أو البرودة.

إذا كان سيتم استخدام منتجك في الهواء الطلق، أو في المركبات، أو البيئات الصناعية، أو غيرها من الظروف الصعبة، فيجب تحديد متطلبات درجة الحرارة في وقت مبكر من المشروع.

9. كيمياء البطاريات

إذا كان لديك بالفعل نوع مفضل من كيمياء البطاريات، فأخبر الشركة المصنعة بذلك.

تشمل أنواع بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن الشائعة ما يلي:

• أيون الليثيوم
• ليثيوم بوليمر
• LiFePO4
• نيكل-معدن هيدريد
• ني سي دي
• Li-SOCI₂

 

تختلف التركيبات الكيميائية المختلفة في خصائصها من حيث:

• كثافة الطاقة
• أمان
• دورة الحياة
• أداء التفريغ
• درجة حرارة التشغيل
• الحجم والوزن
• يكلف

ومع ذلك، إذا لم تكن متأكدًا من الكيمياء المناسبة، فلا يلزمك بالضرورة اتخاذ القرار بنفسك.

بإمكان شركة تصنيع بطاريات محترفة تقييم متطلبات تطبيقك والتوصية بنوع مناسب من المواد الكيميائية ونوع الخلية.

10. متطلبات نظام إدارة المباني

يُعد نظام إدارة البطارية (BMS) جزءًا أساسيًا من تصميم العديد من حزم بطاريات الليثيوم. وبحسب التطبيق، قد تحتاج إلى وظائف مثل:

• حماية من الشحن الزائد
• حماية من التفريغ الزائد
• حماية من التيار الزائد
• الحماية من قصر الدائرة
• حماية من الحرارة
• موازنة الخلايا
• مراقبة حالة الشحن
• اتصال البطارية

يجب عليك أيضاً تحديد ما إذا كانت البطارية بحاجة إلى التواصل مع جهازك أو نظام التحكم الخاص بك. بالنسبة للتطبيقات المتقدمة، قد تتضمن واجهات الاتصال ما يلي:

• SMBus
• I²C
• UART
• RS485
• يستطيع

ينبغي تصميم نظام إدارة البطارية (BMS) بما يتناسب مع تكوين البطارية ومتطلبات النظام الكامل بدلاً من اختياره بشكل منفصل في نهاية المشروع.

11. الشهادات المطلوبة

تختلف متطلبات الاعتماد باختلاف نوع البطارية والتطبيق والسوق المستهدف. وبناءً على مشروعك، قد تحتاج إلى معايير أو شهادات مثل:UN38.3/ IEC 62133/UL1642 /UL2054 /هذا/سي بي/RoHS/كي سي/حتى/لماذا/MSDS/متطلبات أخرى خاصة بالسوق

من المهم تحديد متطلبات الاعتماد مبكراً لأنها يمكن أن تؤثر على اختيار الخلايا، وتصميم نظام إدارة المباني، والبناء الميكانيكي، والاختبار، والتوثيق، وجداول التطوير.

توفر شركة Howell Energy منتجات البطاريات والحلول المخصصة مع مجموعة من الشهادات الدولية ودعم الامتثال الخاص بالسوق.

12. متطلبات خاصة أخرى

وأخيرًا، أخبر الشركة المصنعة للبطارية بأي شيء آخر قد يؤثر على التصميم. على سبيل المثال:

• متطلبات العزل المائي
• مقاومة للغبار
• مقاومة الاهتزاز
• مقاومة للصدمات
• التشغيل في درجات حرارة عالية/منخفضة
• معدل تصريف مرتفع
• عمر دورة طويل
• تصميم خفيف الوزن
• تصميم فائق النحافة
• حاوية خاصة
• وضع العلامات المخصصة (OEM/ODM)
• متطلبات الاتصال
• تغليف خاص
• كمية الإنتاج المستهدفة
• الجدول الزمني المتوقع للتسليم

حتى المتطلبات الصغيرة قد يكون لها أحيانًا تأثير كبير على تصميم البطارية. من الأفضل دائمًا مناقشة هذه المتطلبات في بداية المشروع بدلاً من مناقشتها بعد تطوير النموذج الأولي.

ماذا يحدث بعد تقديم هذه المواصفات؟

بمجرد تحديد متطلباتك، يمكن لشركة تصنيع بطاريات متخصصة البدء بتقييم المشروع. قد تتضمن عملية تطوير البطاريات المخصصة عادةً ما يلي:

الخطوة الأولى: تحليل المتطلبات

يقوم المهندسون بمراجعة المتطلبات الكهربائية والميكانيكية والبيئية والتنظيمية للتطبيق.

الخطوة الثانية: اختيار الخلايا وتصميم البطارية

يتم تقييم الخلايا وتكوينات البطاريات المناسبة بناءً على الجهد والسعة وأداء التفريغ والأبعاد وعمر الدورة والمتطلبات الأخرى.

الخطوة 3: تصميم نظام إدارة المباني والحماية

تم تصميم نظام إدارة البطارية (BMS) ووظائف الحماية وواجهة الاتصال والأسلاك والمكونات الكهربائية الأخرى وفقًا لمتطلبات حزمة البطارية.

الخطوة الرابعة: تطوير النموذج الأولي واختباره

تم إنتاج نموذج أولي لحزمة البطارية للتحقق من الجوانب الكهربائية والميكانيكية والحرارية والوظيفية.

بحسب التطبيق، قد يشمل الاختبار اختبار السعة، واختبار الدورة، واختبار درجة الحرارة، واختبار الاهتزاز، واختبار السلامة، وتقييمات الموثوقية الأخرى.

الخطوة الخامسة: الاعتماد والتحقق

إذا لزم الأمر، يمكن أن تخضع حزمة البطارية لعملية الاعتماد والامتثال المناسبة للسوق المستهدف.

الخطوة السادسة: الإنتاج الضخم

بعد التحقق من صحة التصميم واعتماده، يمكن الانتقال إلى الإنتاج الضخم لحزمة البطارية مع مراقبة الجودة طوال عملية التصنيع.

ماذا لو لم تكن على دراية بجميع المواصفات؟

هذا أمر شائع جداً في الواقع.

كثير من العملاء الذين يتصلون بشركة تصنيع البطاريات لا يملكون مواصفات كاملة للبطارية بعد.

قد تعرف فقط:

"نحن بحاجة إلى بطارية قابلة للشحن لجهازنا."

لا بأس.

في بداية أي مشروع، يمكنك تقديم أكبر قدر ممكن من المعلومات المتوفرة لديك حاليًا، مثل:

• تطبيق المنتج
• استهلاك الطاقة للجهاز
• وقت التشغيل المتوقع
• مساحة البطارية المتاحة
• التيار الأقصى
• السوق المستهدف
• رسومات أو صور للمنتج
• مواصفات البطارية الحالية
• حجم المشتريات السنوي

يمكن لفريق هندسة البطاريات المحترف استخدام هذه المعلومات للمساعدة في تحديد التركيب الكيميائي المناسب للبطارية، والجهد، والسعة، وتكوين الخلية، ونظام إدارة البطارية، والموصل، والتصميم الميكانيكي.

حلول بطاريات مخصصة من شركة هاول إنرجي

شركة هاول إنرجي هي شركة مصنعة للبطاريات تتمتع بخبرة تزيد عن 20 عامًا في صناعة البطاريات. نقدم حلولًا متكاملة للبطاريات، تشمل تصميم البطاريات، واختيار الخلايا، وتطوير حزم البطاريات، ودمج أنظمة إدارة البطاريات، والاختبار، وتلبية المتطلبات المخصصة.

تشمل قدراتنا في مجال البطاريات المخصصة تكوينات مختلفة للجهد والسعة، وأبعاد وأشكال مخصصة، وموصلات، وواجهات اتصال مثل RS485 و CAN، ومتطلبات أخرى خاصة بالتطبيق.

تشمل مجموعة بطارياتنا بطاريات الليثيوم أيون، وبطاريات الليثيوم بوليمر، وبطاريات الليثيوم فوسفات الحديد، وبطاريات الليثيوم الأولية، وبطاريات النيكل-معدن الهيدريد، وبطاريات النيكل-كادميوم، وحزم البطاريات المصممة حسب الطلب، مما يسمح لنا بالتوصية بتقنيات بطاريات مختلفة وفقًا للتطبيق.

هل أنت مستعد لتطوير حزمة البطاريات المخصصة الخاصة بك؟

ليس من الضروري أن تكون جميع المواصفات نهائية قبل الاتصال بنا.

أرسل لنا المعلومات التي لديك بالفعل - بما في ذلك تطبيقك، والجهد والسعة المطلوبين، والأبعاد، ومتطلبات التيار، وبيئة التشغيل، وأي رسومات أو عينات بطاريات موجودة.

بإمكان فريقنا الهندسي تقييم متطلباتك والمساعدة في تحويل فكرة منتجك إلى حل عملي للبطاريات.

هاول إنرجي - شريكك الموثوق في مجال البطاريات.