Réponse rapide: Les batteries Samsung INR21700-50GB et 50E sont toutes deux des cellules lithium-ion au format 21700 d'une capacité d'environ 5.0 Ah, conçues pour les applications gourmandes en énergie. Leurs spécifications de capacité, de charge, de décharge et de durée de vie sont similaires. La 50GB se distingue par une surface de ventilation supérieure plus large, un boîtier en acier plus épais et une ventilation inférieure supplémentaire, offrant ainsi une sécurité accrue et un meilleur rapport qualité-prix. Elle est particulièrement adaptée aux applications mobiles, aux AGV, aux AMR, à la robotique et aux batteries multicellulaires de grande capacité. Plus légère, la 50E reste idéale pour les conceptions validées existantes et les équipements portables où le poids et la continuité de fonctionnement sont essentiels.
Choisir entre les cellules Samsung SDI INR21700-50GB et INR21700-50E nécessite plus qu'une simple comparaison de capacité.
Les deux cellules offrent une capacité d'environ 5 Ah et supportent des courants de charge et de décharge similaires. Cependant, la feuille de route technique de Samsung SDI positionne la version 50 Go comme une option plus sûre et plus économique pour les applications mobiles.
Son principal atout ne réside pas dans une capacité ou une puissance supérieure, mais dans une sécurité mécanique améliorée, une conception optimisée du système de décompression et une valeur globale accrue du projet.
Cet article compare les spécifications électriques, les structures mécaniques, les caractéristiques de sécurité, les exigences en matière de gestion de la batterie, le rapport coût-efficacité et les applications appropriées des Samsung 50GB et 50E.
Partie 1 : Présentation des Samsung INR21700-50GB et 50E
L'INR21700-50E est une cellule lithium-ion cylindrique à haute efficacité énergétique destinée aux équipements nécessitant une longue durée de fonctionnement à des taux de décharge modérés.
La documentation technique de Samsung utilise indifféremment les termes « INR21700-50G Version B » et « 50 Go ». Le document 50G fourni est une spécification préliminaire, tandis que les documents ultérieurs de Samsung relatifs à la feuille de route et à la comparaison structurelle désignent le produit à sécurité renforcée sous l’appellation « 50 Go ».
Avant d'approuver un modèle de production, les ingénieurs doivent confirmer auprès du fournisseur agréé la référence exacte de la pièce du fabricant, la révision de la cellule, l'usine de production, l'autorisation d'application et les spécifications approuvées.
La feuille de route de Samsung SDI décrit la batterie de 50 Go comme une cellule de 5.0 Ah et 18.15 Wh conçue pour offrir une sécurité accrue dans les applications mobiles. Ses principaux atouts sont une construction mécanique améliorée, une meilleure dissipation de la pression, une dissipation thermique plus efficace et un prix compétitif pour les projets.
Partie 2 : Comparaison des caractéristiques techniques des Samsung 50 Go et 50E
La comparaison suivante est basée sur la spécification préliminaire Samsung SDI INR21700-50G Version B, la spécification INR21700-50E Version 2, la comparaison structurelle 50GB et la feuille de route des produits Samsung SDI.
| Spécifications | INR21700-50GB / 50G Version B | INR21700-50E Version 2 |
|---|---|---|
| Format de cellule | 21700 cylindrique | 21700 cylindrique |
| capacité de décharge standard | Capacité minimale de 4 753 mAh | Capacité minimale de 4 753 mAh |
| Capacité de refoulement nominale | Environ 4,750 mAh | Capacité minimale de 4 753 mAh |
| Énergie typique dans la feuille de route | 18.15 Wh | 18.15 Wh |
| Tension de charge maximale | 4.2 V | 4.2 V |
| Courant de charge standard | 2,450 mA | 2,450 mA |
| Courant de charge maximum | 4,900 mA | 4,900 mA |
| Décharge continue maximale | 9,800 mA | 9,800 mA |
| Limite de décharge non continue | 14,700 mA | 14,700 mA |
| Tension de coupure de décharge | 2.5 V | 2.5 V |
| Référence de durée de vie du cycle | Au moins 80 % après 500 cycles | Au moins 80 % après 500 cycles |
| Température de charge | 0 ° C à 45 ° C | 0 ° C à 45 ° C |
| Température de décharge | -20 ° C à 60 ° C | -20 ° C à 60 ° C |
| Impédance CA initiale | Jusqu'à 18 mΩ | 14 ± 5 mΩ |
| Poids cellulaire maximal | 72.5 g | 69.5 g |
Les caractéristiques électriques sont extrêmement proches. Les deux cellules supportent une décharge continue d'environ 2C et devraient être classées comme cellules à haute énergie plutôt que comme cellules haute puissance dédiées.
La batterie de 50 Go pèse jusqu'à environ 3 g de plus par cellule. Dans un pack de 100 cellules, cela pourrait représenter jusqu'à environ 300 g de plus, sans tenir compte des différences liées aux supports, aux barres de connexion, à l'isolation et à la conception du boîtier.
Cependant, ce poids supplémentaire permet d'améliorer significativement la sécurité structurelle.
Partie 3 : Qu’est-ce qui rend le Samsung 50 Go plus sûr ?
3.1 Surface d'aération supérieure plus large
Le document comparatif de Samsung indique que le modèle 50 Go augmente la surface d'aération du capuchon vers le haut d'environ 25 mm² sur le 50E2 à 44 mm².
Cela représente une augmentation d'environ 76 %.
Une plus grande surface d'aération améliore la capacité de la cellule à libérer les gaz internes lorsque la pression augmente en raison d'une surcharge, d'une surintensité, d'une surchauffe ou de dommages internes.
La ventilation contrôlée n'élimine pas l'emballement thermique. Cependant, elle peut influer sur la vitesse de décompression et sur la quantité de gaz chauds évacués de la cellule.
Samsung SDI explique également que les cellules cylindriques développées pour la micromobilité peuvent combiner un dispositif de coupure de courant supérieur classique avec un évent inférieur supplémentaire pour améliorer la sécurité.
3.2 Boîte en acier plus épaisse
Le modèle de 50 Go augmente l'épaisseur de la paroi latérale du boîtier d'environ 0.22 mm à 0.25 mm, soit une augmentation d'environ 14 %.
Un boîtier en acier plus épais peut améliorer la résistance à la déformation et aux dommages mécaniques. Ceci est particulièrement important pour les batteries exposées à :
- Vibrations routières
- Chocs répétés
- Chutes et impacts
- Contrainte du porte-cellule
- Compression d'assemblage
- Fatigue mécanique à long terme
Un boîtier plus épais ne remplace pas un boîtier de batterie correctement conçu. La protection contre les chocs au niveau de la batterie, les supports d'éléments, l'espacement, l'isolation et le renforcement structurel restent essentiels.
3.3 Orifice de ventilation inférieur supplémentaire
La comparaison du modèle 50E2 ne montre aucune ventilation inférieure, tandis que le modèle 50GB en ajoute une.
Cela crée une voie supplémentaire d'évacuation de la pression en cas de conditions anormales au niveau des cellules. Dans un pack de batteries multicellulaires de grande taille, la direction de l'évent peut influencer l'échauffement des cellules adjacentes, l'accumulation de gaz et la propagation thermique.
Les ingénieurs en charge des batteries doivent donc tenir compte de l'orientation des deux orifices de ventilation. Les supports, les barres omnibus, l'isolation, l'adhésif, la mousse et les parois du boîtier ne doivent pas obstruer le passage prévu pour l'évacuation des gaz.
3.4 Performances de propagation thermique
Le test comparatif interne de Samsung présente les résultats obtenus sur des disques de 50 Go avec un test de propagation déclenché par la chaleur. Les documents fournis indiquent des résultats concluants pour les quatre échantillons testés, sous une puissance de déclenchement de 100 W.
Cela illustre l'orientation de conception axée sur la sécurité du modèle 50 Go. Cela ne signifie pas pour autant que chaque batterie de 50 Go empêchera automatiquement la propagation de la chaleur.
Le comportement au niveau du paquet dépend toujours de :
- Espacement des cellules
- Interconnexion électrique
- Barrières thermiques
- La conception de refroidissement
- Gestion de la pression de l'enceinte
- État de charge de la cellule
- Réponse du BMS
- Capacité et configuration du sac
UL Solutions évalue la propagation thermique progressivement au niveau des cellules, des modules et des packs, car les performances des cellules seules ne peuvent pas déterminer le comportement complet du système de batterie.
Partie 4 : Pourquoi le Samsung 50 Go offre un meilleur rapport qualité-prix
Outre ses améliorations en matière de sécurité, la batterie Samsung 50 Go offre une proposition de valeur globale plus avantageuse pour de nombreux projets de batteries actuels.
La batterie 50GB offre approximativement les mêmes caractéristiques que la 5.0E : capacité de 50 Ah, énergie de 18.15 Wh, capacité de décharge continue de 9.8 A et durée de vie de 500 cycles. Cependant, elle dispose d’une surface d’aération supérieure plus large, d’un boîtier plus épais et d’une aération inférieure supplémentaire, sans que les concepteurs aient besoin d’opter pour une cellule de capacité inférieure.
Le modèle 50 Go est également proposé à un prix compétitif pour les achats liés aux projets en cours. Cette combinaison le rend plus économique que le modèle 50E pour de nombreuses conceptions de nouveaux blocs-batteries.
Son intérêt est particulièrement évident dans les batteries destinées à la mobilité et à la robotique, qui contiennent de nombreuses cellules rapprochées. Une sécurité accrue au niveau des cellules permet de réduire les risques liés à la conception et d'optimiser la dissipation thermique de la batterie.
L'offre de 50 Go comprend :
- Consommation d'énergie et autonomie approximativement identiques à celles du 50E
- Capacité de charge et de décharge comparable
- Protection mécanique renforcée
- Conception améliorée du système de décompression
- Meilleure adéquation aux batteries pour véhicules
- Prix compétitifs pour les projets
- Réduction des risques liés à la sécurité en matière d'ingénierie
- Meilleur rapport performance/coût global
Le 50E reste utile pour les conceptions validées existantes, les plateformes approuvées et les applications où son poids plus faible ou son historique de validation est important.
Pour les nouveaux projets sans spécification de cellule verrouillée, il convient généralement d'évaluer en premier lieu la solution de 50 Go.
Remarque technique : Le prix des cellules varie en fonction du volume d'achat, du calendrier de livraison, du lot de production, du canal de distribution et des conditions d'approvisionnement. Il convient d'évaluer le rapport coût-efficacité à l'aide d'un devis officiel plutôt que d'un prix unitaire fixe affiché en ligne.
Partie 5 : Le modèle 50 Go offre-t-il plus de puissance que le modèle 50E ?
Non conforme aux spécifications de la cellule fournie.
Liste des deux cellules :
- 4.9 A courant de charge maximal
- 9.8 A courant de décharge continu maximal
- 14.7 Limite de rejet non continu
La batterie de 50 Go ne doit donc pas être automatiquement considérée comme un remplacement haute puissance des cellules Samsung développées spécifiquement pour les applications de forte puissance.
Son principal avantage réside dans une architecture de sécurité améliorée et un meilleur rapport coût-efficacité, et non dans une intensité nominale continue plus élevée.
Pour les équipements soumis à des charges impulsionnelles élevées, les ingénieurs doivent calculer :
- Courant de crête par cellule parallèle
- Chute de tension à l'état de charge minimal
- Température cellulaire lors d'impulsions répétées
- résistance des barres omnibus et des bandes de nickel
- Calibre du connecteur
- pertes des MOSFET du BMS
- Accumulation thermique au niveau du sac
Il peut être nécessaire d'ajouter des chaînes parallèles ou de sélectionner une autre famille de cellules lorsque la charge dépasse la plage de fonctionnement recommandée de la cellule individuelle.
Partie 6 : Quelles applications sont les mieux adaptées au Samsung 50 Go ?
6.1 Vélos électriques et micromobilité
La capacité de 50 Go est particulièrement pertinente pour les vélos électriques, les scooters électriques et autres véhicules électriques légers.
Ces batteries contiennent de nombreuses cellules proches du cycliste et sont fréquemment soumises à des vibrations, aux variations de température extérieure, aux variations de charge et aux chocs mécaniques.
Samsung SDI considère la sécurité et la compétitivité des coûts comme des exigences essentielles pour les batteries destinées à la micromobilité. La batterie de 50 Go répond à ces deux priorités grâce à une ventilation améliorée, une structure de boîtier renforcée et un prix compétitif.
Le choix des cellules ne suffit pas à lui seul. Le pack batterie nécessite également un système de gestion de batterie (BMS) adapté, un boîtier mécanique, un chargeur, des connecteurs, une conception thermique optimisée et une évaluation produit appropriée.
6.2 Blocs-batteries AGV et AMR
Les véhicules à guidage automatique et les robots mobiles autonomes fonctionnent de manière répétée dans les entrepôts, les usines, les hôpitaux et les installations logistiques.
Un pack de 50 Go convient lorsque l'application nécessite :
- Longue durée d'exécution
- Courant continu modéré
- Mouvements et vibrations fréquents
- Grandes configurations multicellulaires
- Priorité élevée au contrôle de la propagation thermique
- Voies de décompression fiables
- Coût compétitif des batteries
Pour les robots fonctionnant à courant plus élevé, des cellules parallèles supplémentaires ou une autre famille de cellules peuvent être nécessaires.
Large Power développe solutions de batteries AGV personnalisées avec appariement des cellules, protection mécanique, communication intelligente, intégration de la charge et ingénierie de sécurité au niveau du pack.
6.3 Robots de service et équipements de mobilité
La batterie de 50 Go peut alimenter des robots de service, des robots de livraison, des plateformes d'inspection et certains équipements de mobilité où les batteries fonctionnent à proximité des utilisateurs ou d'équipements précieux.
A solution de batterie robotique personnalisée devrait coordonner la sélection des cellules avec :
- courant du moteur d'entraînement
- Courant de charge régénératif
- Fréquence de charge
- Communication CANBus ou RS485
- Arrêt d'urgence
- Ventilation de l'enceinte
- stratégie de remplacement des packs
6.4 Grandes batteries multicellulaires
La mémoire de 50 Go est également précieuse dans les grandes configurations série-parallèle où la défaillance d'une seule cellule pourrait exposer de nombreuses cellules adjacentes à la chaleur.
L'avantage en matière de sécurité devient de plus en plus pertinent à mesure que l'énergie totale de la batterie et le nombre de cellules augmentent.
Le prix compétitif de la version 50 Go permet également aux fabricants d'améliorer la sécurité au niveau des cellules sans entraîner une augmentation excessive du coût de la batterie.
Partie 7 : Quelles applications sont les mieux adaptées au Samsung 50E ?
7.1 Produits validés existants
La raison principale de continuer à utiliser le 50E est souvent la continuité de sa conception.
Un produit existant peut déjà comporter :
- Dessins mécaniques approuvés
- Paramètres de soudage validés
- Limites établies du BMS
- Tests de sécurité terminés
- Compatibilité avec les chargeurs certifiés
- Documentation du fournisseur agréé
- Validation complète d'un dispositif médical ou industriel
Le remplacement des cellules peut nécessiter une vérification technique, une mise à jour de la certification ou une revalidation du dispositif. Dans ces cas, il peut être plus économique de conserver la batterie 50E que de repenser l'ensemble du système.
7.2 Équipement médical portable
Le modèle 50E, plus léger, reste adapté aux équipements médicaux et de diagnostic portables nécessitant une capacité élevée et un courant modéré.
Les applications potentielles comprennent :
- Concentrateurs d'oxygène portables
- Moniteurs patient
- équipement d'imagerie portable
- analyseurs de diagnostic
- Equipement de rééducation
- Chariots médicaux
Un poids cellulaire plus faible peut améliorer la portabilité de l'appareil lorsque de nombreuses cellules sont utilisées.
Voir Plus Large Power's solutions de batteries médicales.
7.3 Équipements d'inspection et de mesure industriels
Le 50E peut prendre en charge une longue durée de fonctionnement dans des équipements tels que :
- Caméras d'imagerie thermique
- spectromètres portables
- outils d'inspection des pipelines
- Compteurs de particules
- instruments de test portables
- Équipement de surveillance environnementale
Ces dispositifs privilégient généralement la densité énergétique et l'autonomie plutôt qu'un courant de décharge élevé.
Large Power en pixel, solutions de batteries industrielles personnalisées avec des boîtiers robustes, une protection IP, des connecteurs fiables, une surveillance thermique et une communication spécifique à l'application.
Partie 8 : Exigences relatives au BMS pour les blocs-batteries de 50 Go et 50 E
Aucune des deux cellules ne doit être utilisée comme bloc-batterie non protégé.
Une conception appropriée Système de Gestion de Batterie devrait fournir:
- surveillance de la tension du groupe de cellules
- Protection contre les surtensions de charge
- Protection contre les sous-tensions de décharge
- protection contre les surintensités de charge et de décharge
- Protection contre les courts-circuits
- Équilibrage cellulaire
- Surveillance des températures
- Estimation de l'état de charge
- Enregistrement des défauts lorsque nécessaire
- Communication CANBus, SMBus, UART ou RS485 selon les besoins
Les spécifications des cellules indiquent que le bloc-batterie ou le système doit surveiller chaque bloc de cellules et fournir des avertissements en cas de surchauffe, de surtension et de surintensité.
Les limites de fonctionnement du BMS doivent rester conformes aux spécifications du fabricant de la cellule. Les concepteurs ne doivent pas utiliser les valeurs maximales absolues comme seuils de protection normaux.
Pour les packs de mobilité, le BMS doit également prendre en compte :
- Courant d'accélération
- Recharge régénérative
- Compatibilité chargeur
- Déconnexion du connecteur
- Gradients de température
- Déséquilibre cellulaire
- Courant de veille à long terme
- Comportement d'arrêt d'urgence
Partie 9 : La conception de la sécurité au niveau du sac à dos reste importante
Les améliorations apportées à la sécurité du modèle 50 Go ne rendent pas la conception des packs facultative.
La conception d'un sac à dos fiable doit coordonner :
- Authenticité des cellules et traçabilité des lots
- Inspection et classement des cellules entrantes
- Conception de l'espacement des cellules et du support
- Dégagement du conduit de ventilation
- Conception de barres omnibus et de soudure
- Isolation électrique
- Barrières thermiques
- Protection BMS
- résistance de l'enceinte
- Essais de sécurité et de transport applicables
UL Solutions indique que l'évaluation des batteries peut comprendre des tests électriques, mécaniques, environnementaux, de résistance aux abus, d'incendie et de propagation thermique au niveau des cellules, des modules et des packs.
Large Power's Centre d'examen accrédité par le CNAS prend en charge la vérification normalisée et la validation technique des projets de batteries personnalisées.
Partie 10 : Samsung 50 Go ou 50E – Lequel choisir ?
Choisissez le Samsung 50GB quand:
- Vous souhaitez l'option offrant le meilleur rapport coût-performance global pour un nouveau projet.
- L'application concerne un vélo électrique, un scooter, un AGV, un AMR ou un robot de service.
- La propagation thermique et la sécurité mécanique sont des préoccupations majeures.
- Le paquet contient de nombreuses cellules très rapprochées.
- Vous avez besoin d'une capacité d'environ 5 Ah et d'une capacité de décharge modérée.
- L'amélioration de la ventilation offre un avantage supérieur à la légère augmentation de poids.
- Des prix compétitifs et un risque d'ingénierie réduit sont importants.
Choisissez le Samsung50E quand:
- Le produit est une conception validée existante qui spécifie le 50E.
- Le changement de cellules entraînerait une recertification ou une revalidation importante.
- La différence de poids d'environ 3 g par cellule est cruciale.
- La compatibilité avec un support existant, un processus de soudage, un système de gestion de batterie (BMS) et une chaîne d'approvisionnement approuvée est plus importante que le changement de cellules.
Choisissez une autre famille de cellules lorsque :
- Le courant continu dépasse largement 9.8 A par cellule.
- L'application nécessite des impulsions répétées de forte puissance.
- Une charge à une température inférieure à 0°C est nécessaire sans chauffage de la batterie.
- Le projet nécessite une durée de vie du cycle nettement plus longue.
- La cellule ne dispose pas des autorisations d'application ni de la traçabilité nécessaires.
Partie 11 : Recommandation finale d'ingénierie
Les Samsung INR21700-50GB et 50E offrent une capacité, une énergie et une capacité de courant similaires, mais le 50GB offre une combinaison plus forte de sécurité et de rentabilité.
Le modèle 50E reste adapté aux produits et applications existants fonctionnant à puissance modérée. Le modèle 50GB repose sur une plateforme électrique similaire, avec un boîtier plus épais, une zone d'aération supérieure plus large et une aération inférieure supplémentaire.
Elle offre également des prix de projet compétitifs, ce qui en fait un candidat de premier choix attrayant pour les nouvelles conceptions de batteries multicellulaires dans les domaines de la mobilité, de la robotique, de l'industrie et autres.
Pour les nouveaux projets, Large Power Il est généralement recommandé d'évaluer d'abord la version 50 Go lorsque son statut de qualification, son canal d'approvisionnement et sa révision de production exacte répondent aux exigences de l'application.
La décision finale doit prendre en compte plus que le simple prix unitaire. Les ingénieurs doivent comparer le coût total du pack batterie, les exigences du système de gestion de batterie (BMS), la protection thermique, la conception mécanique, les démarches de certification, la continuité d'approvisionnement et les risques liés au cycle de vie.
Avant de figer la conception, confirmez la révision exacte de la cellule, le fournisseur agréé, l'usine de production, la configuration de l'emballage, les limites du BMS, le plan de certification, le volume annuel et le devis actuel.
Contact Large Power ou demandez un consultation personnalisée sur les batteries au lithium pour la sélection des cellules, le développement du BMS, l'intégration mécanique, le prototypage, les tests et la production OEM/ODM.
QFP
La batterie Samsung INR21700-50GB possède-t-elle une capacité supérieure à la 50E ?
Non. Les spécifications fournies indiquent un courant de décharge continu maximal de 9.8 A et une limite de décharge non continue de 14.7 A. Les principaux atouts du modèle 50GB résident dans sa conception mécanique axée sur la sécurité et son rapport coût-efficacité.
Quelle est la principale différence structurelle entre le 50GB et le 50E ?
La documentation comparative du modèle 50 Go indique une surface d'aération supérieure augmentée de 76 %, des parois latérales plus épaisses de 14 % et une aération inférieure supplémentaire. Ces modifications améliorent la décompression et la dissipation thermique.
Le Samsung 50 Go est-il moins cher que le 50E ?
Le prix d'un projet dépend du volume, du calendrier de livraison, du lot, du canal d'approvisionnement et des conditions du marché. Dans les conditions actuelles d'approvisionnement, le modèle 50GB offre une rentabilité globale supérieure car il allie un prix compétitif à une sécurité accrue et des performances électriques similaires.
Est-il possible de mélanger des cellules Samsung 50GB et 50E dans une même batterie ?
Non. Ne mélangez pas différents modèles, révisions, lots de production, capacités ou groupes d'impédance dans un même bloc-batterie. Utilisez des cellules appariées présentant une traçabilité et des caractéristiques électriques identiques.
Quelle cellule est la meilleure pour une batterie de vélo électrique ?
La batterie de 50 Go est généralement considérée comme la meilleure option car elle combine une capacité d'environ 5 Ah avec une ventilation améliorée, une sécurité mécanique renforcée et un prix compétitif. Il convient toutefois d'évaluer le courant de la batterie, la certification, la conception du boîtier, la protection du système de gestion de batterie (BMS) et la compatibilité avec le chargeur.
Quelle cellule est la plus adaptée aux équipements médicaux et industriels portables ?
Pour les nouveaux projets, la cellule 50GB devrait être évaluée en raison de ses avantages en matière de sécurité et de rapport qualité-prix. La cellule 50E reste adaptée aux produits validés existants ou aux équipements sensibles au poids, pour lesquels un changement de cellule engendrerait un travail de revalidation important.
L'utilisation de cellules de 50 Go garantit-elle la certification UL 2580 ?
Non. Les documents comparatifs de Samsung mentionnent la capacité de la cellule à répondre aux exigences de l'évaluation UL 2580, mais ce statut doit être confirmé pour la version exacte de la cellule. Le bloc-batterie complet et le produit final nécessitent leurs propres tests.
