Быстрый ответ: Аккумуляторы Samsung INR21700-50GB и 50E представляют собой литий-ионные элементы емкостью приблизительно 5.0 Ач, формата 21700, предназначенные для энергоемких применений. Их характеристики емкости, зарядки, разрядки и срока службы схожи. Модель 50GB имеет увеличенную площадь верхней вентиляционной отверстия, более толстый стальной корпус и дополнительное нижнее вентиляционное отверстие, что обеспечивает более высокую безопасность и лучшую общую экономическую эффективность. Она особенно подходит для мобильных устройств, автоматизированных транспортных средств (AGV), мобильных роботов (AMR), робототехники и больших многоэлементных аккумуляторных батарей. Более легкая модель 50E остается полезной для существующих проверенных конструкций и портативного оборудования, где приоритетными являются вес и целостность конструкции.
Для выбора между элементами питания Samsung SDI INR21700-50GB и INR21700-50E недостаточно просто сравнить их емкость.
Обе ячейки обеспечивают емкость приблизительно 5 Ач и поддерживают аналогичные токи заряда и разряда. Однако, согласно технической стратегии Samsung SDI, 50-гигабайтная ячейка позиционируется как более безопасный и экономически выгодный вариант для мобильных приложений.
Главное отличие заключается не в большей вместимости или мощности, а в улучшенной механической безопасности, конструкции с предохранительным клапаном и общей стоимости проекта.
В данной статье сравниваются электрические характеристики, механическая конструкция, характеристики безопасности, требования к управлению батареями, экономическая эффективность и области применения батарей Samsung 50GB и 50E.
Часть 1: Обзор Samsung INR21700-50GB и 50E
INR21700-50E — это ориентированный на энергосбережение цилиндрический литий-ионный элемент, предназначенный для оборудования, требующего длительного времени работы при умеренных скоростях разряда.
В технической документации Samsung используются как термины «INR21700-50G Версия B», так и «50GB». Предоставленный документ по модели 50G представляет собой черновой вариант спецификации, в то время как в более поздних планах развития и материалах по сравнению конструкций Samsung продукт с улучшенными характеристиками безопасности обозначается как 50GB.
Перед утверждением проекта производственной партии инженеры должны уточнить у уполномоченного поставщика точный номер детали производителя, версию ячейки, производственный завод, разрешение на применение и утвержденные технические характеристики.
В дорожной карте Samsung SDI 50GB описывается как элемент емкостью 5.0 Ач и мощностью 18.15 Вт·ч, разработанный для обеспечения повышенной безопасности в мобильных приложениях. Его основные отличия заключаются в улучшенной механической конструкции, лучшем сбросе давления, более высокой теплопроводности и конкурентоспособной цене для проектов.
Часть 2: Технические характеристики Samsung 50 ГБ против 50E
Приведенное ниже сравнение основано на предоставленных проектах спецификации Samsung SDI INR21700-50G версии B, спецификации INR21700-50E версии 2, сравнении структур 50 Гбит/с и плане развития продуктов Samsung SDI.
| Параметр | 21700 индийских рупий - 50 ГБ / 50 ГБ, версия B | INR21700-50E Версия 2 |
|---|---|---|
| Формат ячейки | 21700 цилиндрический | 21700 цилиндрический |
| Стандартная пропускная способность | Минимум 4,900 мАч | Минимум 4,900 мАч |
| Номинальная разрядная мощность | Примерно 4,750 мАч | Минимум 4,753 мАч |
| Типичный энергетический план | 18.15 Wh | 18.15 Wh |
| Максимальное напряжение заряда | 4.2 V | 4.2 V |
| Стандартный ток заряда | 2,450 мА | 2,450 мА |
| Максимальный зарядный ток | 4,900 мА | 4,900 мА |
| Максимальный непрерывный разряд | 9,800 мА | 9,800 мА |
| Ограничение на ненепрерывный сброс | 14,700 мА | 14,700 мА |
| Напряжение отсечки разряда | 2.5 V | 2.5 V |
| Справочная информация о сроке службы цикла | Не менее 80% после 500 циклов | Не менее 80% после 500 циклов |
| Температура зарядки | 0 ° C до 45 ° C | 0 ° C до 45 ° C |
| Температура нагнетания | -20 60 ° C до ° C | -20 60 ° C до ° C |
| Начальное сопротивление переменного тока | До 18 мОм | 14 ± 5 мОм |
| Максимальная масса клетки | 72.5 гр | 69.5 гр |
Электрические характеристики очень близки. Оба элемента поддерживают непрерывный разряд примерно 2C и должны классифицироваться как высокоэнергетические элементы, а не как специализированные элементы высокой мощности.
50-гигабайтный аккумулятор весит примерно на 3 г больше на каждую ячейку. В батарейном блоке из 100 ячеек это может составить примерно 300 г, не считая различий в держателях, шинах, изоляции и конструкции корпуса.
Однако дополнительный вес способствует существенному повышению структурной безопасности.
Часть 3: Что делает Samsung 50 ГБ более безопасным?
3.1 Увеличенная площадь верхней вентиляционной решетки
В сравнительном документе Samsung указано, что у модели 50GB площадь вентиляционных отверстий при закрытии крышки увеличивается с примерно 25 мм² у 50E2 до 44 мм².
Это означает увеличение примерно на 76%.
Увеличенная площадь вентиляционных отверстий улучшает способность элемента выпускать внутренний газ при повышении давления из-за перезаряда, перегрузки по току, перегрева или внутренних повреждений.
Контролируемая вентиляция не исключает теплового разгона. Однако она может влиять на скорость сброса давления и на то, какие горячие газы покидают камеру.
Компания Samsung SDI также поясняет, что цилиндрические ячейки, разработанные для микромобильности, могут сочетать в себе обычное верхнее устройство прерывания тока с дополнительным нижним вентиляционным отверстием для повышения безопасности.
3.2 Более толстая стальная банка
В модели 50GB толщина боковых стенок увеличивается примерно с 0.22 мм до 0.25 мм, что составляет увеличение примерно на 14%.
Более толстый стальной корпус может повысить устойчивость к деформации и механическим повреждениям. Это особенно актуально для аккумуляторных батарей, подвергающихся воздействию:
- Вибрация дороги
- Повторный шок
- Падения и удары
- Стресс держателя клетки
- Сжатие сборки
- Длительная механическая усталость
Более толстый корпус не заменяет правильно спроектированный батарейный отсек. Защита от ударов на уровне батарейного блока, держатели элементов, расстояние между ними, изоляция и структурная поддержка остаются крайне важными.
3.3 Дополнительное нижнее вентиляционное отверстие
В сравнении с моделью 50E2, у нее отсутствует нижнее вентиляционное отверстие, в то время как у модели 50GB оно есть.
Это создает дополнительный путь сброса давления при ненормальных условиях работы элементов. В большом многоэлементном аккумуляторном блоке направление вентиляционного отверстия может влиять на нагрев соседних элементов, накопление газа и распространение тепла.
Поэтому инженеры, занимающиеся проектированием аккумуляторных батарей, должны учитывать ориентацию обоих вентиляционных отверстий. Держатели, шины, изоляция, клей, пенопласт и стенки корпуса не должны препятствовать предполагаемому пути выхода газа.
3.4 Характеристики распространения тепла
В ходе внутреннего сравнения Samsung были представлены результаты для 50 ГБ образцов, полученные с помощью теста распространения сигнала, запускаемого нагревателем. Поставляемый материал показал успешные результаты для четырех из четырех образцов при мощности нагревателя 100 Вт.
Это демонстрирует ориентированность конструкции на безопасность при выпуске 50-гигабайтного аккумулятора. Это не означает, что каждый 50-гигабайтный аккумулятор автоматически предотвратит распространение тепла.
Поведение на уровне группы по-прежнему зависит от:
- Расстояние между ячейками
- Электрическое соединение
- Тепловые барьеры
- Охлаждение дизайн
- Управление давлением в корпусе
- Состояние заряда ячейки
- Ответ BMS
- Вместимость и конфигурация упаковки
Компания UL Solutions проводит поэтапную оценку распространения тепла на уровне отдельных элементов, модулей и батарейных блоков, поскольку одних только характеристик отдельных элементов недостаточно для определения полного поведения аккумуляторной системы.
Часть 4: Почему Samsung 50 ГБ предлагает лучшую экономическую эффективность
Помимо улучшений в области безопасности, Samsung 50GB предлагает более выгодное соотношение цены и качества для многих современных проектов по созданию аккумуляторных батарей.
Аккумулятор 50GB обеспечивает примерно ту же емкость 5.0 Ач, энергию 18.15 Вт·ч, непрерывный ток разряда 9.8 А и ресурс 500 циклов, что и 50E. Однако он имеет большую площадь верхней вентиляционной отверстия, более толстый корпус элемента и дополнительное нижнее вентиляционное отверстие, при этом разработчикам не приходится переходить на элементы меньшей емкости.
Модель 50GB также имеет конкурентоспособную цену для текущих проектов. В совокупности это делает её более экономически выгодной, чем модель 50E, для многих новых конструкций аккумуляторных батарей.
Его ценность особенно очевидна в аккумуляторных батареях для мобильных устройств и робототехники, содержащих множество плотно расположенных элементов. Повышенная безопасность на уровне отдельных элементов может снизить инженерные риски и поддержать стратегию теплоотдачи батареи.
В комплектацию с 50 ГБ входят:
- Примерно такое же энергопотребление и время работы, как у модели 50E.
- Сопоставимые возможности заряда и разряда
- Более надежная механическая защита
- Усовершенствованная конструкция механизма сброса давления
- Более подходит для мобильных аккумуляторных батарей.
- Конкурентоспособные цены на проекты
- Снижение инженерных рисков, связанных с безопасностью.
- Более высокое общее соотношение производительности и стоимости.
Модель 50E остается полезной для существующих проверенных конструкций, утвержденных платформ и приложений, где важны ее меньший вес или история проверок.
Для новых проектов, не имеющих спецификации с фиксированной ячейкой памяти, как правило, следует сначала оценить вариант с 50 ГБ памяти.
Инженерное примечание: Цены на элементы питания варьируются в зависимости от объема закупки, графика поставок, производственной партии, канала сбыта и условий поставок. Экономическую эффективность следует оценивать, используя утвержденное коммерческое предложение по проекту, а не фиксированную цену за единицу товара, указанную в онлайн-предложении.
Часть 5: Обеспечивает ли 50 ГБ большую мощность, чем 50E?
Не соответствует заявленным характеристикам ячейки.
В обеих ячейках указано:
- 4.9 А максимальный зарядный ток
- 9.8 А максимальный непрерывный ток разряда
- 14.7 Предел не непрерывного сброса
Поэтому 50-гигабайтный аккумулятор не следует автоматически рассматривать как мощную замену элементам питания Samsung, разработанным специально для энергоемких устройств.
Главное его преимущество — улучшенная архитектура безопасности и экономичность, а не более высокий номинальный ток непрерывной работы.
Для оборудования с высокими импульсными нагрузками инженеры должны произвести расчеты:
- Пиковый ток на параллельно соединенную ячейку
- Падение напряжения при минимальном уровне заряда
- Температура клетки во время повторных импульсов
- Сопротивление шин и никелевой полосы
- Номинальный ток разъема
- потери BMS MOSFET
- Накопление тепла на уровне упаковки
Добавление параллельных цепочек или выбор другого семейства ячеек может потребоваться, если нагрузка превышает рекомендуемый рабочий диапазон для отдельной ячейки.
Часть 6: Какие приложения лучше подходят для Samsung 50 ГБ?
6.1 Электровелосипеды и микромобильность
50 ГБ особенно актуальны для электровелосипедов, электросамокатов и других легких электрических транспортных средств.
Эти аккумуляторные батареи содержат множество элементов, расположенных близко к водителю, и часто подвергаются вибрации, воздействию температуры окружающей среды, колебаниям заряда и механическим ударам.
Компания Samsung SDI считает безопасность и конкурентоспособность по цене важнейшими требованиями к батареям для микромобильных устройств. 50-гигабайтная батарея отвечает обоим приоритетам благодаря улучшенной вентиляции, более прочной конструкции корпуса и конкурентоспособной цене для проектов.
Одного лишь выбора элементов недостаточно. Аккумуляторный блок также должен включать в себя соответствующую систему управления батареей (BMS), механический корпус, зарядное устройство, разъемы, тепловую схему и соответствующую оценку продукта.
6.2 Аккумуляторные батареи для AGV и AMR
Автоматизированные транспортные средства и автономные мобильные роботы многократно используются на складах, заводах, в больницах и логистических центрах.
Пакет объемом 50 ГБ подходит в тех случаях, когда приложению требуется:
- Длительное время работы
- Умеренный непрерывный ток
- Частое движение и вибрация
- Крупные многоячеечные конфигурации
- Приоритет отдается контролю распространения тепла.
- Надежные пути сброса давления
- Конкурентоспособная стоимость аккумуляторных батарей
Для роботов с более высокими токами может потребоваться больше параллельных ячеек или другое семейство ячеек.
Large Power развивается индивидуальные решения для аккумуляторных батарей для автоматизированных транспортных средств. с возможностью подбора элементов, механической защитой, интеллектуальной связью, интеграцией зарядки и защитой на уровне всего аккумуляторного блока.
6.3 Сервисные роботы и средства передвижения
Аккумулятор объемом 50 ГБ может использоваться в сервисных роботах, роботах-доставщиках, инспекционных платформах и некоторых видах мобильного оборудования, где батареи расположены в непосредственной близости от пользователей или ценного оборудования.
A специализированное решение для робототехники с аккумуляторными батареями следует координировать выбор ячеек со следующими параметрами:
- ток приводного двигателя
- Регенеративный зарядный ток
- Частота зарядки
- Связь по шине CANBus или RS485
- Аварийное отключение
- Вентиляция корпуса
- стратегия замены упаковки
6.4 Большие многоэлементные аккумуляторные батареи
50-гигабайтный модуль также ценен в больших последовательно-параллельных конфигурациях, где отказ одной ячейки может привести к перегреву многих соседних ячеек.
По мере увеличения общей энергетической ценности упаковки и количества ячеек, преимущество в плане безопасности становится все более актуальным.
Конкурентоспособная цена 50-гигабайтной версии также помогает производителям повысить безопасность на уровне отдельных элементов без чрезмерного увеличения стоимости аккумуляторного блока.
Часть 7: Какие приложения лучше подходят для Samsung 50E?
7.1 Существующие проверенные продукты
Наиболее веской причиной для продолжения использования модели 50E зачастую является преемственность в дизайне.
В существующем продукте уже могут быть следующие характеристики:
- Утвержденные чертежи механического оборудования
- Проверенные параметры сварки
- Установленные пределы BMS
- Проведены испытания на безопасность.
- Сертифицированная совместимость зарядных устройств
- Документация утвержденного поставщика
- Завершенная валидация медицинского или промышленного изделия.
Замена элементов питания может потребовать проведения инженерной проверки, обновления сертификации или повторной проверки устройства. В таких случаях продолжение использования батареи 50E может оказаться более экономичным, чем полная перепроектировка всей аккумуляторной системы.
7.2 Портативное медицинское оборудование
Более лёгкая модель 50E по-прежнему подходит для портативного медицинского и диагностического оборудования, требующего высокой мощности и умеренного тока.
Потенциальные приложения включают в себя:
- Портативные концентраторы кислорода
- Мониторы пациента
- Портативное оборудование для визуализации
- Диагностические анализаторы
- Реабилитационное оборудование
- Медицинские тележки
Меньший вес элементов питания может повысить портативность устройства при использовании большого количества элементов.
Подробнее Large PowerАвтора медицинские аккумуляторные решения.
7.3 Промышленное контрольно-измерительное оборудование
Модель 50E обеспечивает длительное время автономной работы такого оборудования, как:
- Тепловые камеры
- Портативные спектрометры
- инструменты для осмотра трубопроводов
- Счетчики частиц
- Портативные измерительные приборы
- Оборудование для мониторинга окружающей среды
В таких устройствах, как правило, плотность энергии и время работы важнее высокого разрядного тока.
Large Power конструкций индивидуальные решения для промышленных аккумуляторов с прочными корпусами, защитой IP, надежными разъемами, термомониторингом и связью, адаптированной под конкретные задачи.
Часть 8: Требования к системе управления батареями (BMS) для аккумуляторных батарей емкостью 50 ГБ и 50E
Ни один из этих элементов не следует использовать в качестве незащищенного аккумуляторного блока.
Правильно спроектированный Система управления батареями должен обеспечить:
- мониторинг напряжения в клеточных группах
- Защита от перенапряжения при зарядке
- Защита от пониженного напряжения разряда
- Защита от перегрузки по току при зарядке и разрядке
- Защита от короткого замыкания
- Балансировка ячеек
- Контроль температуры
- Оценка уровня заряда
- При необходимости осуществляется регистрация неисправностей.
- При необходимости используется связь по протоколам CANBus, SMBus, UART или RS485.
В технических характеристиках элементов указано, что аккумуляторный блок или система должны контролировать каждый блок элементов и выдавать предупреждения о перегреве, перенапряжении и перегрузке по току.
Рабочие пределы системы управления батареями (BMS) должны оставаться в пределах, указанных производителем элементов. Разработчикам не следует использовать абсолютные максимальные значения в качестве обычных пороговых значений защиты.
При использовании мобильных комплектов система управления зданием (BMS) также должна учитывать:
- Ток ускорения
- Регенеративная зарядка
- Совместимость с зарядным устройством
- Разъединение
- Градиенты температуры
- Дисбаланс клеток
- Ток в режиме ожидания длительного времени
- Поведение при аварийном завершении работы
Часть 9: Конструкция системы безопасности на уровне рюкзака по-прежнему имеет значение.
Улучшения в области безопасности 50-гигабайтной версии не делают разработку аккумуляторных блоков необязательной.
Надежная конструкция упаковки должна обеспечивать согласованность следующих элементов:
- Подлинность клеток и отслеживаемость партий
- Входной контроль и сортировка ячеек
- Расстояние между ячейками и конструкция держателя
- Зазор вентиляционного канала
- Проектирование шин и сварных соединений
- Электрическая изоляция
- Тепловые барьеры
- BMS защита
- Прочность корпуса
- Применимые испытания на безопасность и транспортировку.
Компания UL Solutions отмечает, что оценка батарей может включать электрические, механические, экологические испытания, испытания на устойчивость к механическим воздействиям, пожарную безопасность и распространение тепла на уровне отдельных элементов, модулей и батарейных блоков.
Large PowerАвтора Аккредитованный CNAS центр тестирования Поддерживает стандартизированную верификацию и инженерную проверку для проектов по созданию аккумуляторных батарей на заказ.
Часть 10: Samsung 50 ГБ или 50E – что выбрать?
Выберите Samsung 50GB когда:
- Для нового проекта вам нужен вариант с наилучшим соотношением цены и качества.
- Речь идёт об электровелосипеде, скутере, автоматизированном транспортном средстве (AGV), автономном мобильном роботе (AMR) или сервисном роботе.
- Распространение тепла и механическая безопасность являются основными проблемами.
- В упаковке содержится множество плотно расположенных ячеек.
- Вам потребуется емкость примерно 5 Ач и умеренная разрядная способность.
- Улучшенная вентиляция обеспечивает большую выгоду, чем незначительное увеличение веса.
- Конкурентоспособные цены и снижение инженерных рисков имеют важное значение.
Выберите Самсунг 50Е когда:
- Данный продукт представляет собой уже существующую, проверенную конструкцию, в которой указан параметр 50E.
- Изменение ячеек повлечет за собой существенную повторную сертификацию или подтверждение квалификации.
- Разница в весе примерно в 3 г на клетку имеет решающее значение.
- Совместимость с существующим держателем, процессом сварки, системой управления батареями (BMS) и утвержденной цепочкой поставок важнее, чем замена ячеек.
Выберите другое семейство клеток в следующих случаях:
- Постоянный ток значительно превышает 9.8 А на ячейку.
- Данное приложение требует многократного воздействия мощных импульсов.
- Для зарядки требуется температура ниже 0°C, при этом нагревание батареи не требуется.
- Для реализации проекта требуется значительно более длительный срок службы.
- У ячейки отсутствуют необходимые разрешения на использование приложения или средства отслеживания.
Часть 11: Окончательная инженерная рекомендация
Модели Samsung INR21700-50GB и 50E обладают схожей емкостью, энергопотреблением и силой тока, но модель 50GB предлагает более выгодное сочетание безопасности и экономичности.
Модель 50E остается практичной для существующих продуктов и приложений, работающих при умеренной мощности. Модель 50GB основана на аналогичной электрической платформе, но имеет более толстый корпус, большую площадь верхнего вентиляционного отверстия и дополнительное нижнее вентиляционное отверстие.
Кроме того, он предлагает конкурентоспособные цены на проекты, что делает его привлекательным вариантом для разработки новых многоэлементных аккумуляторных батарей в сфере мобильности, робототехники, промышленного оборудования и других областях.
Для новых проектов, Large Power Как правило, рекомендуется в первую очередь оценивать 50-гигабайтную версию, если ее квалификационный статус, канал поставок и точная производственная модификация соответствуют требованиям приложения.
При принятии окончательного решения следует учитывать не только цену за единицу. Инженеры должны сравнить общую стоимость аккумуляторного блока, требования к системе управления батареей (BMS), тепловую защиту, механическую конструкцию, работы по сертификации, непрерывность поставок и риски на протяжении всего жизненного цикла.
Перед утверждением проекта необходимо подтвердить точную версию ячейки, утвержденного поставщика, производственный завод, конфигурацию блока, ограничения BMS, план сертификации, годовой объем производства и текущую цену.
Контакты Large Power или запросить консультации по изготовлению литий-ионных аккумуляторных батарей на заказ для выбора ячеек, разработки BMS, механической интеграции, прототипирования, тестирования и OEM/ODM-производства.
FAQ
Является ли аккумулятор Samsung INR21700-50GB более мощным, чем 50E?
Нет. В прилагаемых технических характеристиках указаны те же значения максимального непрерывного разрядного тока 9.8 А и предельного разрядного тока в режиме прерывистой зарядки 14.7 А. Главные преимущества модели 50GB — это её безопасная механическая конструкция и экономичность.
В чём основное структурное различие между 50GB и 50E?
В документации по сравнению с 50-гигабайтными версиями указано, что площадь верхнего вентиляционного отверстия увеличена на 76%, толщина боковых стенок корпуса увеличена на 14%, а также добавлено дополнительное нижнее вентиляционное отверстие. Эти изменения улучшают сброс давления и рассеивание тепла.
Samsung 50GB дешевле, чем 50E?
Стоимость проекта зависит от объема, графика поставок, партии, канала поставок и рыночных условий. В текущих условиях закупок по проекту 50 ГБ обеспечивает более высокую общую экономическую эффективность, поскольку сочетает конкурентоспособную цену с повышенной безопасностью и аналогичными электрическими характеристиками.
Можно ли использовать в одном аккумуляторном блоке элементы Samsung 50GB и 50E одновременно?
Нет. Не следует смешивать разные модели, модификации, производственные партии, емкости или группы импеданса в одном аккумуляторном блоке. Используйте согласованные элементы с одинаковой прослеживаемостью и электрическими характеристиками.
Какой элемент лучше подходит для батареи электровелосипеда?
В целом, 50-гигабайтный аккумулятор является более предпочтительным вариантом, поскольку сочетает в себе емкость около 5 Ач с улучшенной вентиляцией, механической безопасностью и конкурентоспособной ценой. Необходимо также оценить ток разряда, сертификацию, конструкцию корпуса, защиту BMS и совместимость с зарядным устройством.
Какой тип батареи лучше подходит для портативного медицинского и промышленного оборудования?
Для новых проектов следует оценить вариант 50GB из-за его преимуществ в плане безопасности и соотношения цены и качества. Вариант 50E остается подходящим для уже проверенных продуктов или оборудования, чувствительного к весу, где замена элементов питания потребует значительных работ по повторной валидации.
Гарантирует ли использование ячеек памяти объемом 50 ГБ получение сертификата UL 2580?
Нет. В сравнительных материалах Samsung обсуждается способность элемента соответствовать требованиям стандарта UL 2580, но этот статус необходимо подтвердить для конкретной версии элемента. Для готового аккумуляторного блока и конечного продукта требуются собственные соответствующие испытания.
