高出力の電子機器には大容量のバッテリー以上のものが必要です. 電動工具, ドローン, ロボット, 高出力懐中電灯, 産業用モーターや無線機器は起動時に高電流を消費する可能性があります, 加速またはピーク動作. バッテリーがこの電流を供給できない場合, デバイスの電圧降下が発生する可能性があります, 生産量の減少, 過熱または予期しないシャットダウン.
高放電リチウム電池は、強力な電流供給を必要とする用途向けに設計されています。. より高い連続電流を供給できます, 短期間のピーク電流または要求の厳しい負荷下でのパフォーマンスの向上. しかし, 高放電バッテリーを選択するには、最大容量の数字を探すだけでは不十分です.
容量, 現在, 電圧, 温度, 内部抵抗, 保護とパック構成を一緒に考慮する必要があります. 非常に大容量のバッテリーは、大電流を必要とするデバイスには適さない場合があります. 同様に, アプリケーションの電力需要が低くても継続的な場合、高放電セルは最長の実行時間を提供できない可能性があります。.
Keeppower は充電式リチウム電池を提供します, 保護されたバッテリー, 高放電セル, ポータブルおよび産業用途向けの大容量バッテリーとカスタマイズされたバッテリーパック. 製品カテゴリーは円筒形セルをカバー, バッテリーパック, 充電器と付属品.
このガイドでは、高放電リチウム電池の仕組みと、要求の厳しい電子機器に適したソリューションを選択する方法について説明します。.
目次
- 高放電リチウム電池とは?
- 容量と放電電流
- 連続電流とピーク電流
- 内部抵抗が重要な理由
- 高放電バッテリーの用途
- 18650 そして 21700 大電流バッテリー
- バッテリーパックの構成
- 熱管理と安全性
- 高放電バッテリーの選び方
- よくある質問
高放電リチウム電池とは?
高放電リチウム電池は、許容可能な電圧を維持しながら比較的大量の電流を供給するように設計されています。, 温度と安定性.
バッテリーの放電能力は、多くの場合、アンペアまたは C レートを使用して説明されます。. C レートは、放電電流とバッテリー容量を比較します。.
例えば, の容量を持つバッテリー 3 ああ、退院しました 3 Aは約1℃で動作しています. 同じバッテリーが次の時点で放電した場合 15 あ, 放電率は約5Cです.
高放電セルは、過度の電圧降下や過熱を引き起こすことなく、より大きな電流をサポートできるように設計されています。. その性能は電極の設計に依存します, 内部抵抗, 化学, 集電装置, セパレーター, 熱特性と製造品質.
お客様は Keeppower をレビューできます 高放電バッテリーカテゴリー 高電流アプリケーション向けのバッテリーオプションを検討するため.
容量と放電電流
容量と放電電流はさまざまなバッテリー特性を表します.
容量はバッテリーがどれだけの電荷を蓄えることができるかを示します. 通常、ミリアンペア時またはアンペア時で表されます。.
放電電流は、バッテリーが蓄積されたエネルギーをどれだけ早く供給できるかを示します。.
大容量バッテリーは長い稼働時間を提供しますが、強力なモーターに必要な電流を供給できない可能性があります。. 高放電バッテリーは強い電流を供給できますが、長時間稼働するセルよりも容量が低くなります。.
適切なバッテリーは負荷プロファイルによって異なります:
- センサーは長時間にわたって低電流を必要とする場合があります.
- 懐中電灯は継続的に適度な電流を必要とする場合があります.
- 電動工具は起動時に大電流を必要とする場合があります.
- ドローンは加速中に大電流を必要とする場合があります.
- ロボットは複数のモーターから繰り返し電流ピークを必要とする場合があります.
設計チームは、バッテリーを選択する前に、エネルギー要件と電流要件の両方を計算する必要があります。.
Keeppower も提供します 大容量セル 最大電流よりも長い実行時間が重要なアプリケーション向け.
連続電流とピーク電流
連続電流とは、指定された条件下でバッテリーが長期間供給できる電流です。.
ピーク電流は、モーターの起動時に発生する可能性のある短時間の電流です。, 加速度, 伝達または負荷の急激な変化.
高放電バッテリーを選択するときは、両方の値を考慮する必要があります.
例えば, ロボット装置が絵を描くかもしれない 5 通常動作時はAですが、 20 A 複数のモーターが同時に始動する場合. をサポートするバッテリー 5 継続的だが処理できない 20 ピークによりデバイスがリセットまたはシャットダウンされる可能性があります.
重要な質問には次のものが含まれます:
- 平均動作電流はどれくらいですか?
- 最大連続電流はどれくらいですか?
- ピーク電流とは何ですか?
- ピークはどれくらい続きますか?
- ピークはどのくらいの頻度で発生しますか?
- ピーク時のバッテリー温度は何度ですか?
- 保護回路が電流を制限していますか?
電流定格を確認するにはメーカーのデータシートを使用する必要があります. メーカーが異なれば、使用するテスト条件も異なる場合があります, したがって、直接比較するには注意深く読む必要があります.
内部抵抗が重要な理由
内部抵抗は電圧降下と発熱に影響します.
バッテリーに電流が流れると, 内部抵抗により電圧降下が発生する. この関係は次のように単純化できます。:
電圧降下は電流と内部抵抗の積に等しい.
大電流時, 内部抵抗がわずかに増加しただけでも、顕著な電圧低下が発生する可能性があります。. バッテリーが完全に充電されているように見える場合があります, ただし、負荷が増加するとデバイスの電圧が急激に低下する可能性があります.
内部抵抗も熱を発生します. 発生する熱は電流の二乗に比例して増加します, つまり、電流を 2 倍にすると、同様の条件下で約 4 倍の抵抗加熱が発生する可能性があります。.
内部抵抗は次の影響を受けます。:
- 細胞化学
- 電極設計
- 温度
- 充電状態
- 年
- 製造の一貫性
- 機械的接続
- 溶接とコネクタ
したがって、高放電バッテリーは完全なシステムとして評価される必要があります。. セルのパフォーマンスが優れている可能性があります, ただしサイズが小さいワイヤー, コネクターの不良や溶接が弱いと、最終的な電流が制限される可能性があります。.
高放電バッテリーの用途
高放電リチウム電池は多くの要求の厳しい用途で使用されています.
電動工具
ドリル, インパクトドライバー, のこぎりやその他のツールは、高い起動電流と加速電流を生成する可能性があります. バッテリーは過度の発熱を伴うことなく、繰り返される電流ピークに対応する必要があります。.
FPV ドローンと UAV
ドローンは離陸時に大電流を必要とします, 加速と素早い動き. また、バッテリーの質量が増えると飛行効率が低下するため、バッテリーは電流容量と重量のバランスをとる必要があります。.
Keeppower が提供する FPV ドローンおよび UAV 用のカスタム バッテリー パック.
ロボット工学
移動ロボット, ロボットアームと自律プラットフォームは複数のモーターを使用する場合があります, アクチュエーターと通信システム. バッテリーパックは同時電流需要をサポートする必要があります.
高出力懐中電灯
高出力照明製品は、1 つまたは複数のセルから強い電流を引き出す可能性があります. バッテリーは安定した電圧を維持し、コンパクトな筐体内の熱を管理する必要があります。.
電動モビリティ製品
小型電気自動車, スクーターやその他のモビリティ システムでは、高い連続電流と繰り返しの加速ピークが必要になる場合があります。.
産業機器
産業機器, モーター, ポンプとアクチュエータは、過酷な動作環境において信頼性の高い電流供給を必要とする場合があります.
ワイヤレス送信機
通信デバイスは、送信中に短時間の高電流を流す可能性があります。. バッテリー電圧の安定性は信号の信頼性に影響を与える可能性があります.
18650 そして 21700 大電流バッテリー
両方 18650 そして 21700 高放電用途で使用できるフォーマット, しかし、彼らは異なる身体的特徴を持っています.
の 18650 バッテリーは約 18 直径ミリメートルと 65 ミリメートルの長さ. コンパクトで、ホルダーとアクセサリの幅広いエコシステムによってサポートされています.
の 21700 バッテリーは約 21 直径ミリメートルと 70 ミリメートルの長さ. 体積が大きいほど、より高い容量または電流能力が得られる可能性があります, セルの設計に応じて.
| 設計要素 | 18650 | 21700 |
|---|---|---|
| 物理的なサイズ | より小さい | より大きな |
| セルあたりの重量 | より低い | より高い |
| 潜在的な容量 | 中程度から高程度 | 高い |
| エネルギーをパックする | フレキシブル | 多くの場合、セルあたりの値が高くなります |
| スペース要件 | よりコンパクトに | より多くのスペースが必要です |
| 共用 | ポータブル電子機器とツール | ハイパワーかつ長時間稼働の機器 |
最適な形式は製品の筐体によって異なります, エネルギー必要量, 現在の需要と目標重量.
キープパワーの クラシックな保護バッテリーシリーズ さまざまなサイズの円筒形が含まれます, その一方で 21700 バッテリー製品 追加のエネルギーまたは電流能力が必要な機器用に検討可能.
バッテリーパックの構成
高出力機器では多くの場合、複数のセルを直列に接続する必要があります, 並列または直並列構成.
直列接続すると電圧が上がります. 並列接続により容量と電流能力が増加します.
例えば:
- 2S1P は 2 つのセルを直列にして電圧を増加します.
- 2S2P は電圧と容量を増加します.
- 4S2P は、各直列グループに 2 つの並列セルを含む高電圧パックを作成します.
- 6S3P は要求の厳しい機器に高電圧と大容量を提供できます.
パック設計では考慮する必要があります:
- セルマッチング
- 電流共有
- 保護回路定格
- ワイヤーゲージ
- コネクタ定格
- 発熱
- セルバランシング
- 機械的サポート
- 充電方法
OEM機器向け, 通常、ランダムなセルを組み立てるよりもカスタム パックの方が適しています。. Keeppower が提供する カスタマイズされたバッテリーパック 産業機器用, ロボット, ドローン, ツールやその他のアプリケーション.
熱管理と安全性
大電流は発熱します. 熱が逃げられない場合, バッテリーの温度が上昇し、性能や寿命が短くなる可能性があります.
熱管理には以下が含まれます：:
- 熱伝導性材料
- 換気
- 温度センサー
- 外部熱からの断熱
- セル間隔
- 保護筐体
- 電流制限
- 温度に基づくシャットダウン
- 適切な電線とコネクタの選択
バッテリーパックは予想される最悪の負荷の下でテストする必要があります, 平均的な動作条件下だけでなく.
安全機能には以下が含まれる場合があります:
- 過充電保護
- 過放電保護
- 過電流保護
- 短絡保護
- 過熱保護
- セルバランシング
- ヒューズ保護
- 温度監視
保護回路が厳しすぎると、通常の動作が中断される可能性があります. 保護回路が弱すぎると、異常時にバッテリーを保護できない可能性があります。. したがって、保護設計はセルとアプリケーションに適合する必要があります。.
高放電バッテリーの選び方
高電流リチウム電池を選択する場合は、次のプロセスを使用してください。.
ステップ 1: 負荷プロファイルを測定する
平均電流を記録する, 連続電流, ピーク電流とピーク持続時間. モーター始動を含む, 無線伝送およびその他の短期間の負荷.
ステップ 2: 電圧範囲を定義する
公称電圧と、機器が許容する最小および最大電圧を決定します。.
ステップ 3: 必要な容量の見積もり
エネルギー損失を含めて、必要な動作時間を計算します。, バッテリーの劣化と温度の影響.
ステップ 4: セルの形式を選択します
比較する 18650, 21700 利用可能なスペースに応じたその他の形式, 重量とパック構成.
ステップ 5: 電流定格を確認する
実際の温度と充電状態での連続電流定格とピーク電流定格を確認します。.
ステップ 6: 熱性能を評価する
最大負荷時の発熱の推定. 筐体が熱を放散できるかどうかを確認する.
ステップ 7: 保護を選択してください
適切な PCM またはバッテリー管理システムを選択してください. 電流定格が負荷に適していることを確認してください.
ステップ 8: コネクタと配線の確認
コネクタ, ケーブルと溶接部は、過度の電圧降下や加熱なしに必要な電流をサポートする必要があります。.
ステップ 9: 完全なパックをテストする
試験電圧の安定性, 温度, ランタイム, ピーク電流, 充電と保護動作.
ステップ 10: エンジニアリングサポートをリクエストする
特殊な用途の場合, バッテリーメーカーに詳細な要件を提供し、量産前にサンプルパックをリクエストします.
よくある質問
高放電バッテリーと高容量バッテリーの違いは何ですか?
高放電バッテリーはより強力な電流供給のために最適化されています. 大容量バッテリーは、より多くのエネルギーを蓄え、稼働時間を延長するために最適化されています。. 一部のバッテリーは両方の機能を備えています, しかし、それらは自動的に同じになるわけではありません.
高放電リチウム電池は電動工具に適していますか?
はい. 高放電バッテリーはドリルでよく使用されます, のこぎり, インパクトドライバーおよび起動電流または動作電流が大きいその他の機器.
です 21700 バッテリーは常にバッテリーよりも強力です 18650 バッテリー?
いいえ. セルの物理的なサイズによって正確な電流定格が決まるわけではありません. データシートで容量を確認する必要があります, 連続電流とピーク性能.
保護されたバッテリーを高電流アプリケーションで使用できますか?
保護回路が必要な電流の定格を満たしている場合に使用できます。. 電流制限が低い保護回路により、通常動作中に機器が中断される可能性があります.
高負荷になるとバッテリー電圧が低下するのはなぜですか?
電圧降下は内部抵抗の影響を受ける, 現在, 温度, 充電状態, 配線, コネクタと保護コンポーネント.
高放電バッテリーはドローンに適していますか?
離陸時や加速時に強い電流が必要なドローンに適しています。. 重さ, 電圧, 容量とコネクタの互換性も考慮する必要があります.
Keeppower は高電流バッテリー パックをカスタマイズできます?
Keeppower は、さまざまな用途に合わせてカスタマイズされたバッテリー パックを提供します. 設計にはセル構成を含めることができます, コネクタ, 保護, 配線と寸法.
高放電バッテリーの見積もりに必要な情報は何ですか?
公称電圧を提供する, 容量, 連続電流, ピーク電流, ピーク持続時間, 寸法, コネクタ, 動作温度, チャージ方法と数量の目安.
結論
高放電リチウム電池は、強力で安定した電流供給を必要とする機器に不可欠です. 電動工具, ドローン, ロボット, 高出力の照明や産業システムはすべて、過度の電圧降下や過熱を引き起こすことなく電流ピークを処理できるバッテリーに依存しています。.
完全な負荷プロファイルを評価して、正しいバッテリーを選択する必要があります。. 容量, 電圧, 内部抵抗, 熱挙動, 保護, 配線とコネクタはすべて最終的なパフォーマンスに影響します.
Keeppower は高放電バッテリーを提供します, 大容量セル, 保護された円筒形電池, 18650 そして 21700 製品, カスタマイズされたバッテリーパックと関連アクセサリ. 適切なセルと慎重に設計されたバッテリー管理および熱システムを組み合わせることで、, メーカーはより安全で信頼性の高い高出力製品を開発できる.