В связи с быстрым расширением мирового рынка вы сталкиваетесь с растущим спросом на надежные решения для электропитания в системах управления электрическими инвалидными колясками:
В 2024 году объем рынка достиг 4.35 млрд долларов США, а к 2033 году прогнозируется его рост до 11.97 млрд долларов США.
Темпы роста превышают 10% в год, что подчеркивает необходимость оптимизации конструкции литий-ионных аккумуляторных батарей.
Основные выводы
Для надежной работы электрических инвалидных колясок выбирайте литий-ионный аккумулятор на 24 В. Это напряжение обеспечивает баланс между мощностью и безопасностью, гарантируя оптимальную работу.
Внедрить надежный Система управления батареей (BMS) для мониторинга и защиты вашего аккумуляторного блока. Хорошая система управления батареями (BMS) продлевает срок службы батареи и повышает безопасность.
Для обеспечения безопасности и производительности необходимо строго соблюдать протоколы тестирования и технического обслуживания. Регулярные проверки и правильное хранение предотвратят преждевременный выход батареи из строя.
Часть 1: Требования к проектированию и настройка 7S2P
1.1 Напряжение, емкость и срок службы
Для обеспечения надежной работы систем управления электрическими инвалидными колясками необходимо правильно выбрать напряжение и емкость. В большинстве случаев требуется система на 24 В, которая обеспечивает баланс между мощностью и безопасностью. В таблице ниже сравниваются распространенные типы литий-ионных батарей и их характеристики для использования в электрических инвалидных колясках:
Тип батареи | Параметр | Зарядное устройство | Полное зарядное напряжение |
|---|---|---|---|
LiFePO4 12В | 12.8V | 14.4V | 14.4V |
LiFePO4 24В | 25.6V | 28.8V | 28.8V |
Тройная схема 11.1 В | 11.1V | 29.4V | 12.6V |
Тройная схема 25.9 В | 25.9V | 29.4V | 29.4V |
Также следует учитывать срок службы батареи. Многие литий-ионные аккумуляторные батареи для инвалидных колясок выдерживают более 2,000 циклов при 80% глубине разряда. Это обеспечивает долговременную надежность в медицинских, робототехнических и промышленных приложениях.
Литий-железо-фосфатный аккумулятор 12 В 100 Ач: более 2,000 циклов, непрерывный разряд 100 А.
Литий-железо-фосфатный аккумулятор 12 В 200 Ач: более 2,000 циклов, непрерывный разряд 200 А.
Литий-железо-фосфатный аккумулятор 12 В 50 Ач: 2,000 циклов, глубина разряда 80%.
1.2. Объяснение конфигурации 7S2P
Конфигурация 7S2P предполагает последовательное соединение семи элементов (7S) для достижения номинального напряжения 25.9 В. Параллельное соединение двух элементов (2P) увеличивает общую емкость. Такая схема обеспечивает как напряжение, так и плотность энергии, необходимые для систем управления электрическими инвалидными колясками. Вы получаете более высокую выходную мощность и более длительное время работы, что крайне важно для медицинских и промышленных средств передвижения.
7S повышает напряжение до 25.9 В.
2P удваивает емкость для длительного использования.
Типичный аккумуляторный блок: 25.9 В, 5.2 Ач.
1.3 Вопросы безопасности и регулирования
При проектировании литий-ионных аккумуляторных батарей для средств передвижения необходимо соблюдать международные стандарты. Согласно правилам, емкость каждой батареи ограничена 100 Вт·ч, при этом допускается наличие до двух запасных батарей (101-160 Вт·ч) с разрешения авиакомпании. Это обеспечивает безопасную транспортировку и использование в медицинских, робототехнических и охранных системах.
Стандарт | Описание |
|---|---|
ISO-7176 21 | Электромагнитная совместимость электрических инвалидных колясок |
GB / T 18029.25-2022 | Функции безопасности, производительности и защиты аккумулятора и зарядного устройства. |
SJ / T 11810-2022 | Структурная и термическая безопасность литий-ионных батарей |
EN 12184 | Безопасность электрических систем для выхода на европейский рынок |
Совет: Всегда учитывайте принципы устойчивого развития и ответственного подхода к выбору поставщиков. Узнайте больше об этом. устойчивость и конфликтные минералы в производстве аккумуляторов.
Часть 2: Компоненты литий-ионного аккумуляторного блока и безопасность
2.1 Отбор и качество клеток
Для обеспечения безопасности и надежности литий-ионного аккумуляторного блока необходимо начинать с высококачественных элементов. В медицинских мобильных приложениях низкое качество элементов может привести к отказам, представляющим опасность для пользователей. При выборе элементов следует соблюдать строгие меры контроля качества:
Процессы обеспечения качества направлены на обеспечение безопасности и надежности медицинских изделий.
Выбирайте поставщиков, соответствующих стандартам ISO 9001 и ISO 13485.
Используйте статистический контроль производственных процессов для мониторинга производства и обеспечения стабильности.
Также следует обратить внимание на процесс сборки. Каждый этап, от сортировки до контроля окружающей среды, влияет на безопасность и характеристики конечного продукта. В таблице ниже приведены наиболее эффективные этапы сборки литий-ионных аккумуляторных батарей для электрических инвалидных колясок:
Шаг | Описание |
|---|---|
профилирование | Оцените качество клеток, чтобы гарантировать использование только лучших. |
Укладка | Расположите электродные листы вместе с разделителями, чтобы сформировать ячейки. |
Очистку: | Перед сборкой удалите все загрязнения со всех компонентов. |
Сварочные работы | Для надежного соединения электродных листов или контактов используйте точечную или лазерную сварку. |
Тестирование | Проведите оценку системы управления батареями (BMS), чтобы подтвердить ее безопасность и надежность. |
Уплотнение | Герметизация ячеек необходима для предотвращения утечек и обеспечения целостности. |
Линия сборки | Интегрируйте отдельные ячейки в блоки или модули для получения конечного продукта. |
Автоматизированные Системы | Используйте автоматизацию для повышения эффективности и снижения количества человеческих ошибок. |
Экологический контроль | Поддерживайте оптимальную влажность и качество воздуха во время таких важных процессов, как нанесение покрытия и наполнение. |
Совет: Всегда документируйте процедуры контроля качества. Это поможет вам соответствовать нормативным требованиям и обеспечит отслеживаемость в случае отзыва продукции или инцидентов.
2.2 Система управления батареями (BMS)
Вам нужен надежный Система управления батареей (BMS) Для защиты вашего литий-ионного аккумуляторного блока и продления срока его службы. Система управления батареей (BMS) выступает в роли «мозга» батареи, контролируя и управляя каждой ячейкой.
В таблице ниже приведены основные функции системы управления батареей (BMS) в литий-ионном аккумуляторном блоке 24 В (7S2P):
Характеристика | Описание |
|---|---|
Защита от перегрузки | Предотвращает зарядку аккумулятора сверх его максимальной емкости. |
Защита от перегрузки | Предотвращает разряд батареи ниже безопасного уровня. |
Автоматическая балансировка | Обеспечивает равномерный заряд всех элементов. |
Протоколы связи | Поддерживает RS485, CanBus, Modbus, UART, BT для системной интеграции. |
Высококачественная система управления зданием (BMS) также обеспечивает:
Защита от сверхтока
Защита от короткого замыкания
В медицинской, робототехнической или промышленной отраслях следует выбирать систему управления зданием (BMS), соответствующую требованиям вашего приложения. Надежные протоколы связи обеспечивают бесшовную интеграцию с системами управления инвалидными колясками и платформами удаленного мониторинга.
2.4 Меры безопасности и защита
Необходимо уделять первостепенное внимание функциям безопасности, чтобы предотвратить такие инциденты, как пожары или взрывы. Наиболее частые инциденты, связанные с безопасностью в электрических инвалидных колясках, происходят из-за теплового разгона, который может привести к катастрофическим поломкам.
Литиевые батареи для электрических инвалидных колясок Сообщалось о случаях возгорания и взрыва литиевых батарей, при этом в 2019 году произошел крупный инцидент, когда литиевая батарея в инвалидном кресле взорвалась на борту самолета, что привело к отмене рейса. Этот инцидент подчеркивает серьезные риски для безопасности, связанные с литиевыми батареями в электрических инвалидных креслах».
Для минимизации этих рисков следует внедрить следующие меры безопасности:
Усовершенствованная конструкция аккумуляторного блока для снижения тепловыделения и распространения тепла.
Усовершенствованная система управления батареями (BMS) для мониторинга напряжения, тока и температуры в режиме реального времени.
Газовые датчики для раннего обнаружения опасных газов в процессе разложения батарей.
Также следует использовать эффективные схемы защиты, в том числе:
Защита от перезаряда: контролирует напряжение батареи и отключает выходной сигнал, если оно превышает 4.4 В.
Защита от переразряда: отключает разряд, если напряжение падает ниже 2.3 В.
Защита от перегрузки по току и короткого замыкания: отключает батарею при чрезмерном потреблении тока или коротком замыкании.
Компактная конструкция позволяет интегрировать литий-ионный аккумулятор в электрические инвалидные коляски без ущерба для безопасности или производительности. Всегда проверяйте функции безопасности в реальных условиях перед использованием.
Часть 3: Тестирование, техническое обслуживание и долговечность
3.1 Процедуры тестирования
Для обеспечения соответствия литий-ионного аккумуляторного блока стандартам безопасности и производительности, используемым в медицине, робототехнике и промышленности, необходимо строго соблюдать протоколы тестирования. Начните с первоначального тестирования емкости и нагрузки, чтобы убедиться, что аккумуляторный блок обеспечивает требуемое напряжение и ток. Используйте отраслевые стандарты, такие как:
Стандарт IEC 62133 для портативных литий-ионных батарей
IEC 60086-4 для первичных литиевых батарей
IEC 61960 для вторичных литиевых элементов
IEC 62281 для обеспечения безопасности на транспорте
Соответствие стандартам UL 1642, UL 2054 и UL 2271 для обеспечения безопасности в легких электромобилях.
Диагностические инструменты помогают выявлять проблемы на ранних стадиях. В таблице ниже приведено краткое описание распространенных инструментов:
Диагностический инструмент | Описание |
|---|---|
Peaxy Predict | Использует аналитику и машинное обучение для прогнозирующего технического обслуживания и проверки состояния оборудования. |
Проверка напряжения холостого хода | Измеряет напряжение без нагрузки для обнаружения дисбаланса элементов или сульфатации. |
Кулон подсчет | Отслеживает циклы зарядки/разрядки для оценки емкости и состояния. |
Бортовая диагностика | Отслеживает состояние батареи устройства в режиме реального времени. |
Совет: Всегда проверяйте изделие на наличие вздутий, трещин или протечек до и после проведения испытаний.
3.2 Мониторинг производительности
Вы можете продлить срок службы вашего литий-ионного аккумулятора, установив ежедневный режим зарядки. Используйте интеллектуальные зарядные устройства, разработанные для вашей модели электрической инвалидной коляски. Регулярно очищайте зарядные порты для поддержания эффективности. Заряжайте аккумулятор после каждого использования и избегайте хранения его разряженным. Если инвалидная коляска не используется, подзаряжайте аккумулятор каждые две недели.
Примечание: Встроенные диагностические и аналитические платформы помогают отслеживать состояние батареи и планировать техническое обслуживание до возникновения проблем.
3.3 Техническое обслуживание и замена
Регулярное техническое обслуживание предотвращает преждевременные поломки. В таблице ниже приведены рекомендуемые интервалы:
Тип пользователя | Интервал обслуживания |
|---|---|
Для обычных пользователей (в помещении, на гладкой поверхности) | Каждые 3-4 месяца |
Пересеченная местность или интенсивное использование | Каждые 2 месяцы |
Перед дальними поездками | Полная проверка |
Храните батарею с уровнем заряда 40–60% в прохладном, сухом месте (20–25°C). Избегайте экстремальных температур и прямых солнечных лучей. Признаками необходимости замены являются вздутие, трещины, шипение, протечки, резкое повышение температуры или дымление. Всегда утилизируйте старые батареи ответственно, поддерживая тем самым устойчивое развитие.
При обнаружении каких-либо повреждений или снижения производительности немедленно замените батарею для обеспечения безопасности и надежности.
Безопасность и надежность обеспечиваются выбором качественных элементов, интеграцией надежной системы управления батареями (BMS) и строгим соблюдением протоколов документации и испытаний.
Всегда используйте сертифицированные зарядные устройства и поддерживайте оптимальную температуру зарядки.
Сотрудничайте с сертифицированными лабораториями и обеспечьте себе соответствие стандартам IATA и UN38.3.
Регулярное техническое обслуживание позволяет максимально продлить срок службы батареи и повысить ее производительность.
FAQ
Какие типы аккумуляторных батарей лучше всего подходят для систем управления электрическими инвалидными колясками?
Вы можете выбрать Литий-ионный, LiFePO4, литий-полимерный или твердое состояние батареи. Технические характеристики см. в таблице ниже.
Химия | номинальное напряжение | Жизненный цикл | Уровень безопасности |
|---|---|---|---|
LiFePO4 | 3.2 В / элемент | 2000+ | Высокий |
Литий-ионная | 3.6 В / элемент | 1000-1500 | Средний |
Литий-полимерный | 3.7 В / элемент | 800-1200 | Средний |
Твердое состояние | 3.8 В / элемент | 2500+ | Очень высоко |
Какие отрасли промышленности больше всего выигрывают от использования литий-ионных аккумуляторных батарей на 24 В (7S2P)?
Вы получаете наибольшую выгоду в основным медицинским, робототехника, безопасность, инфраструктура, бытовая электроника и промышленность сектора.
Как можно заказать литиевый аккумуляторный блок, специально разработанный для вашего применения?
Вы можете запросить индивидуальное решение для аккумуляторных батарей от Large Power.
Свяжитесь с нашими инженерами для бесплатной консультации и разработки индивидуального проекта аккумуляторной батареи.
