特殊檢測和防爆機器人的客製化電池需求

在危險或特殊環境中部署機器人會面臨重大風險。依賴通用電池解決方案會使您的營運面臨火災和熱失控等故障風險。例如，曾有機器人因電池組和充電裝置故障而起火，事故持續數天，造成重大中斷。

• 2018年，一台機器人因電池故障起火。

• 2019年，一場倉庫火災因電池充電故障持續了四天。

• 2021年，電池缺陷導致了一次大規模召回。

您需要客製化的電池要求，以確保安全性、合規性和可靠性。 客製化鋰電池組 提供先進的保護和量身定制的性能，以滿足特殊定制AGV和檢測機器人的獨特需求。

關鍵要點

• 客製化電池解決方案 提高機器人在危險環境中的安全性和可靠性。客製化電池組以滿足特定的運作需求。

• 遵循ATEX、IECEx和UL等嚴格的認證標準，以確保合規性和安全性。部署電池系統前，請確認所有認證。

• 利用先進技術監測電池性能 電池管理系統 (BMS)這些系統提供即時診斷並防止過熱。

• 實施有效的熱管理策略，避免熱失控等危險。採用隔熱和冷卻技術，維持安全的工作溫度。

• 選擇擁有嚴格品質控制措施的供應商。尋找經過驗證的成熟方案，以確保電池在嚴苛應用環境下的可靠性和安全性。

第一部分：客製化電池要求

1.1 認證標準

你必須嚴格遵守規定。 認證標準 在為特殊檢測和防爆機器人選擇電池時，應考慮這些標準，以確保在危險環境中的安全性和合規性。最受認可的國際標準包括 ATEX、IECEx 和 UL。每項標準都針對電池安全性和性能的特定方面。

認證標準	產品說明
ATEX	用於爆炸性環境中的設備和防護系統必須符合本標準。
IECEx認證	用於爆炸性環境的設備國際標準，確保安全性和合規性。
UL	電池供電電器的安全標準，確保在各種環境下安全運作。

請注意： ExRobotics擁有27項防爆認證，包括ATEX品質保證認證和IECEx認證。 UL 2593是爆炸性環境下電池供電設備的關鍵安全標準。

區域標準也發揮著至關重要的作用：

• 在歐盟，您必須遵守機械和電磁相容性指令，遵循 EN ISO 10218-1 和 EN ISO 10218-2 標準。

• 在北美，ANSI/RIA R15.06 概述了工業機器人和機器人系統的安全要求。

您可以在諸如以下科學出版物中找到更多關於國際認證標準的資訊： 性質.

客製化電池要求 要求您在部署前核實所有認證。此步驟可降低風險，並確保您的機器人符合全球安全標準。

1.2 電壓和容量

選擇合適的鋰離子電池電壓和容量對於實現最佳電池性能至關重要。不同的機器人應用需要特定的電壓和容量範圍。下表比較了專用檢測機器人中最常用的幾種電池化學成分：

電池類型	電壓範圍（V）	容量範圍（mAh）
鋰聚合物 (LiPo)	3.6-3.7（名目值）	1500 – 5200
磷酸鐵鋰 (LiFePO4)	3.2-3.3（名目值）	2100 – 4200
鎳金屬氫化物 (NiMH)	1.2 – 0.9（名目值）	3000 – 5000

您必須根據機器人的運作需求選擇合適的電池組。高能量密度可延長運轉時間，而長循環壽命可確保可靠性。下表顯示了電池容量如何影響效能：

獨特之處	對機器人性能的影響
高能量密度	透過提供更多儲能來延長運轉時間。
循環壽命長	確保運作中電源供應的可靠性和使用壽命。
高電流放電能力	支援高強度運行，性能不下降。
安全設計	防止事故發生，確保在危險環境中安全操作。

電池容量測試有助於驗證您的機器人是否能以所需時長運作。在為您的應用指定客製化電池需求時，您應始終同時考慮電壓和容量。

1.3 放電率和電池管理系統

放電速率是影響電池性能的關鍵因素，尤其對於高性能AGV機器人而言。鋰離子電池必須安全且有效率地提供高電流。下表總結了不同類型電池所需的放電速率：

電池類型	標稱放電電流	最大放電電流
一般要求	≥ 27A	≥ 47A
鋰離子電池（高能量）	30A	50A
鋰聚合物（高安全性）	27A	54A
ROSbot XL (12V)	≥ 5.4A	≥ 9.0A

您需要一個強大的電池管理系統 (BMS) 來監控和控制鋰離子電池。現代 BMS 的進步包括智慧通訊協定、自適應充電以及防塵、防震和防潮的結構設計。這些特性提高了安全性、可靠性和運作效率。您可以造訪以下網址以了解更多關於 BMS 技術的資訊： Large Battery BMS和PCM.

進步	產品說明
智能BMS	透過建立通訊協定和平衡技術，提高安全性、可靠性和運作效率。
自適應充電	調節充電速率，以避免運作過程中出現危險狀況。
結構設計	確保電池組防塵、防震、防潮，並提高在危險環境中的可靠性。
安全測試	原型產品在大量生產前都要經過嚴格的測試，以符合安全標準。

您還必須確保電池通過嚴格的性能測試。這包括海拔模擬、抗震性、衝擊測試和 IP68 防水測試。下表概述了主要的客製化電池測試規程：

測試代碼	產品說明
T1	高度模擬：模擬 15,000 公尺高度下無壓貨艙的低壓環境。
T2	熱測試：將電池分別在 -40°C 和 +75°C 的溫度下保持 6 小時，以測試極端溫度。
T3	振動：測試模擬運輸過程中 7Hz 至 200Hz 的振動，持續時間長達 3 小時。
T4	衝擊：測試模擬在運輸過程中，電池尺寸所受到的給定 G 力衝擊。
T5	外部短路：當帶熔斷器時，在 50°C 下施加短路。外殼溫度不得超過 +170°C。
T6	衝擊試驗：直徑大於 20 毫米的圓柱形電池進行衝擊試驗；所有直徑小於 20 毫米的電池類型進行壓碎試驗。
T7	過度充電：以建議電流的兩倍充電 24 小時（僅限二次電池）。
T8	強制放電：與 T7 相同，使用一次電池和二次電池進行強制放電。

小提示: IP68防水等級對於水下和危險環境下的機器人至關重要。它能確保電池密封，防止水滲入，從而避免短路和過熱問題。這種設計延長了平均故障間隔時間，並支援在海洋環境中安全運行。

為了符合電池安全標準，您務必進行緊急停止測試和其他安全測試。這些步驟可確保您客製化的電池方案符合效能和安全預期。

第二部分：安全特性

2.1 熱管理

在為防爆機器人設計鋰電池組時，必須將熱管理視為首要任務。溫度波動會造成嚴重的安全隱患，並可能導致熱失控或短路等危險。低溫會導致鋰沉積，形成枝晶，增加內部短路的風險。高溫會加速電池老化，並可能引發熱失控，在含有危險物質的環境中構成安全隱患。

有效的熱管理策略有助於維持電池效能和安全。下表比較了防爆機器人最有效的幾種技術：

項目類別	技術/策略
預防	電池管理系統（BMS）、堅固的機械設計、隔熱
早期發現	氣體檢測系統、熱感測器、電壓監測、具有人工智慧的聲學感測器、人工智慧
抑制	專用抑制劑（Novec 1230、FM-200）、防洪系統
遏制	防火電池倉 熱障通風系統

您還應該考慮相變冷卻和液冷。這些技術可以抑制熱失控並降低電池溫度，從而提高防火性能和整體安全性。

提示：務必在電池倉內使用滅火裝置和滅火劑，以最大程度地減少爆炸或火災的危險。

2.2監控系統

在危險環境中，您需要先進的監控系統來追蹤電池健康狀況。即時診斷功能可協助您在安全隱患升級之前發現它們。主要監控功能包括：

• 荷電狀態 (SOC) 和健康狀態 (SOH) 估算

• 熱管理與電池均衡

• 通訊協定（CAN、UART、RS485）

• 即時診斷和故障檢測

工業自動化機器人需要持久耐用、大電流的電池供電，並具備精準的控制能力。醫療機器人必須具備故障安全性能和可靠性，以避免安全隱患。軍用和救援機器人則需要先進的安全功能和超長的電池續航力，才能在危險環境中運作。

您可以了解更多有關 電池管理系統.

2.3 保護機制

您必須遵循嚴格的安全測試標準，以防止爆炸和其他危險。監管機構強制要求在危險環境中使用鋰電池組時必須採取多種保護機制。下表概述了關鍵的安全要求：

測試類型	安全要求
外部短路測試	電池在外部短路時不得起火或破裂。
強制內部短路	電池不得因內部污染而起火或破裂。
過充測試	電池過充時不得起火或破裂。
強制放電測試	反極性充電時，電池不得起火或破裂。
循環壽命測試	電池在多次循環後必須保持最低容量。
擠壓測試	電池在物理變形下不得著火或破裂。

整合式保護系統，例如隔熱屏障和主動冷卻系統，可降低熱失控的風險。您應始終驗證其是否符合 ATEX、IECEx 和 UL 等國際安全標準。這些標準確保您的電池組符合防爆機器人的最高安全要求。更多詳情，請參閱… 性質.

第三部分：特殊客製化AGV應用

客製化電池解決方案在支援各種類型的AGV機器人應對嚴苛環境方面發揮著至關重要的作用。您需要為每種應用選擇合適的電池技術，以確保安全性、可靠性和合規性。讓我們一起來探討一下，特製的AGV電池組如何滿足消防、醫療、水下和工業機器人的獨特需求。

3.1 消防和醫療機器人

在消防和緊急醫療環境中部署AGV機器人時，您需要滿足嚴格的要求。消防機器人必須在高溫區域運行，並能承受火災、煙霧和水的侵蝕。您需要配備能夠提供穩定電力並防止熱失控的電池組，即使在高強度滅火任務中也能正常運作。

醫療機器人，特別是那些用於手術或急救的醫療機器人，需要 高精度電池解決方案您將受益於 定制鋰電池 包裝上寫著：

• 確保手術機器人獲得可靠的電力供應，並降低關鍵手術過程中發生火災的風險。

• 提高營運效率，最大限度地減少緊急情況下的停機時間。

• 使用固態電池可提高安全性，降低火災隱患並延長使用壽命。

• Defibtech DBP-2800 型號的除顫器電池壽命長達 7 年，優於電池壽命僅 4 年的舊型號。

提示：磷酸鐵鋰電池的客製化提供了更高的熱穩定性和安全性，使其成為消防和醫療AGV機器人的理想選擇。

3.2 水下和勘測機器人

水下AGV機器人需要能夠承受壓力、防火且續航時間長的電池系統。這些機器人中使用的電池化學成分有多種：

電池化學	能量密度	功率密度	特徵：
鉛酸	低	高	價格低廉，循環壽命長，適用於短時高功率應用。
鎳鎘 (NiCd)	高於鉛酸	低於鉛酸	價格更高，使用壽命更長，溫度範圍更廣。
鎳氫 (NiMH)	高於鎳鎘	低於鎳鎘	價格更高，使用壽命更長，更環保。
鋰離子（Li-ion）	最高	最高	最主要的缺點是價格昂貴，安全隱患在於其高反應性和火災風險。

電池客製化可提升作業深度和持續時間，讓您從中受益。如今，各大製造商正與海洋科技公司合作，共同打造混合電池系統。這些創新使得像 HUGIN Endurance 這樣的 AGV 機器人能夠在深海作業。 6000米，最多可跑15天 無需充電，採用耐壓鋰電池。這項技術進步為水下基礎設施的檢測和維護開闢了新的可能性。

有關可持續電池解決方案的更多信息，請訪問 我們的可持續發展方法.

3.3 工業與防爆機器人

工業防爆型AGV機器人必須在火災和爆炸風險實實在在的危險區域安全運作。您將面臨運行時間短、熱風險和空間限制等挑戰。下表列出了主要挑戰：

挑戰	產品說明
安全指引	預防工業環境中的火災和爆炸。
熱管理	控制熱量以避免火災隱患和性能損失。
監管合規	符合工業AGV機器人的嚴格安全標準。

• 運轉時間短會限制運轉效率。

• 高頻放電會因過熱而增加火災風險。

• 緊湊型設計限制了電池尺寸，從而影響了電池容量和重量。

你可以透過以下方式應對這些挑戰 客製化鋰電池組特別是磷酸鐵鋰電池，它們具有更高的安全性和更好的散熱性能。這些解決方案有助於您的客製化AGV機器人滿足監管要求，並在最嚴苛的環境下可靠運作。

第四部分：製造商評估

4.1 供應商資質

在為危險環境機器人採購鋰電池組時，必須仔細評估供應商。並非所有供應商都符合防爆和偵測機器人所需的嚴格標準。您應該檢查供應商是否遵循公認的危險場所分類系統。下表比較了主要的分類系統：

系統	分類類型	產品說明
危險液體	班級和部門	根據是否有氣體、粉塵或纖維來判斷。
IECEx認證	基於區域	按危險等級劃分的數值區域。
ATEX	基於區域	需要根據地點進行評估。

您也應該確認供應商遵守道德採購政策。負責任的供應商將會公佈… 衝突礦物聲明 展現供應鏈的透明度。這一步驟有助於避免法律和聲譽風險。

4.2質量控制

您需要嚴格的品質控制來確保電池的可靠性和安全性。有效的品質控制措施有助於避免在危險環境中發生故障。下表列出了最有效的實踐方法：

品質控制措施	產品說明
控制和檢查計劃	規劃並優化品質檢驗管理。
根本原因分析	使用標準化工具解決問題並防止再次發生。
品質行動管理	按時採取糾正措施並妥善處理升級事件。
審計與評估	通過去除冗餘環節來簡化流程。
嚴格的檢驗技術	對電池進行環境、熱性能和電氣性能測試。
自動化提高效率	採用先進的製造系統來減少誤差。
先進技術整合	應用視覺人工智慧進行即時檢測和監控。
利用數據分析實現持續改進	分析趨勢，找出瓶頸並改善流程。

您必須注意電池製造過程中常見的品質控制缺陷。這些缺陷包括：

1. 組裝過程中灰塵或濕氣造成的污染。

2. 電極錯位會降低性能。

3. 電極厚度變化會影響使用壽命。

4. 密封失效導致洩漏或空氣暴露。

5. 電池間容量不匹配，導致不平衡。

選擇擁有成熟品質系統和定期審核的供應商可以降低這些風險。

4.3 支援和維護

您的鋰電池組需要可靠的支援和維護。優秀的供應商會提供技術支援、快速回應和清晰的文件。您應該關注以下方面：

• 為您的員工提供電池安全操作訓練。

• 定期維護和性能檢查。

• 備件供應和保固服務。

• 電池管理系統的遠端診斷和軟體更新。

提示：選擇能夠提供持續支援和透明溝通的供應商。這可以確保您的機器人在整個使用壽命期間安全且有效率地運作。

客製化鋰電池組為您的機器人提供在危險環境中所需的安全性、可靠性和合規性。您將受益於針對特定應用場景的解決方案，這些方案可滿足獨特的運作需求。為了最大限度地提高電池性能和使用壽命，請遵循以下最佳實踐：

1. 使用推薦的充電器並避免過度充電。

2. 將電池電量保持在 40%～60% 之間，並存放在陰涼乾燥處。

3. 定期檢查電池是否有損壞或膨脹。

4. 利用智慧系統監測電池健康狀況。

在選擇供應商和維護電池系統時，應優先考慮合規性、可靠性和技術盡職調查。

常見問題

在危險環境中，鋰電池組需要哪些認證？

鋰電池組需要獲得 ATEX、IECEx 和 UL 認證。這些標準確保在易爆或危險場所的安全性和合規性。部署前務必核實認證情況。

如何為機器人選擇合適的鋰電池化學成分？

您應該根據電壓、容量和安全性來比較電池化學成分。下表列出了主要區別：

化學	電壓（V）	容量（毫安時）	安全等級
磷酸鐵鋰	3.2-3.3	2100-4200	高
鋰電	3.6-3.7	1500-5200	中度
鎳氫電池	1.2-0.9	3000-5000	中度

為什麼電池管理系統（BMS）對AGV機器人很重要？

電池管理系統 (BMS) 可監控電池健康狀況、平衡電芯並防止過熱。它能提供即時診斷訊息，並提升安全性。該系統有助於避免故障並延長電池壽命。

哪些維護措施有助於最大限度地延長鋰電池組的使用壽命？

您應定期檢查電池，將其電量保持在 40% 至 60% 之間存放，並使用建議的充電器。定期維護和遠端診斷也有助於預防故障並確保安全運行。

如何確保鋰電池組符合品質標準？

您必須選擇擁有嚴格品質控制系統的供應商。要關注其根本原因分析、審核流程和先進的檢測技術。可靠的供應商會提供相關文件和支持，以確保持續遵守。