Medische apparaten zijn afhankelijk van betrouwbare stroom. Of de apparatuur een draagbare monitor is, infuussysteem, diagnostisch instrument, door de patiënt gedragen sensor of noodapparaat, de batterij moet gedurende de gehele gebruikscyclus stabiele prestaties leveren.
Een batterijstoring in een gewoon consumentenproduct kan voor ongemak zorgen. In medische apparatuur, het kan de monitoring onderbreken, de behandeling vertragen of een ernstig operationeel probleem veroorzaken. Om deze reden, Bij de keuze van de batterij moet met meer rekening worden gehouden dan alleen capaciteit en spanning. Ingenieurs moeten de veiligheid evalueren, bescherming, opladen, temperatuur, mechanisch ontwerp, levensduur en wettelijke vereisten.
Een batterijpakket voor een medisch apparaat moet ook in de productbehuizing passen en correct communiceren met het laad- of besturingssysteem. In veel gevallen, een standaard cilindrische cel is slechts een onderdeel van een grotere energieoplossing. Voor het uiteindelijke pakket zijn mogelijk meerdere cellen nodig, een beveiligingscircuit, een brandstofmeter, temperatuur sensoren, een aangepaste connector, isolatie en mechanische versterking.
Keeppower levert oplaadbare lithiumbatterijen, beschermde cellen, batterijen met hoge capaciteit, op maat gemaakte batterijpakketten en accessoires voor verschillende apparatuurtoepassingen. Het productportfolio kan zowel de standaardbatterijselectie als toepassingsspecifieke OEM-ontwikkeling ondersteunen.
In deze handleiding wordt uitgelegd hoe u een geschikt accupakket voor medische apparaten kiest.
Inhoudsopgave
- Waarom batterijselectie belangrijk is in medische apparaten
- Belangrijkste vereisten voor een batterij voor een medisch apparaat
- Capaciteit en bedrijfstijd
- Configuratie van spanning en batterijpakket
- Bescherming en batterijbeheer
- Selectie van Li-ion- en LiFePO4-chemie
- Temperatuur- en milieuprestaties
- Opladen en onderhoud
- Mechanisch ontwerp en connectoren
- Ontwikkeling van aangepaste batterijpakketten
- Veelgestelde vragen
Waarom batterijselectie belangrijk is in medische apparaten
Medische apparatuur werkt vaak in omgevingen waar stroomonderbreking onaanvaardbaar is. Sommige apparaten worden in ziekenhuizen gebruikt, terwijl andere in ambulances worden gebruikt, klinieken, laboratoria, huizen of noodsituaties buitenshuis.
De batterij van een medisch apparaat moet betrouwbaar presteren tijdens:
- Normale werking
- Ziekenvervoer
- Noodback-up
- Herhaaldelijk opladen
- Lange periodes van standby
- Vervanging van de batterij
- Temperatuurveranderingen
- Mechanische beweging
- Regelmatig reinigen en hanteren
Draagbare apparatuur vereist ook een zorgvuldige balans tussen batterijcapaciteit en gewicht. Een grote batterij kan de gebruiksduur verlengen, maar maakt het apparaat lastig mee te nemen. Een kleinere batterij kan het gewicht verminderen, maar moet vaker worden opgeladen.
De batterij moet daarom worden ontworpen als onderdeel van het volledige medische apparaat en niet worden geselecteerd aan het einde van het productontwikkelingsproces.
Belangrijkste vereisten voor een batterij voor een medisch apparaat
Een geschikt batterijpakket voor medische apparaten moet worden beoordeeld op basis van verschillende technische vereisten.
| Vereiste | Waarom het ertoe doet |
|---|---|
| Spanning | Moet overeenkomen met het elektronische systeem |
| Capaciteit | Bepaalt de verwachte bedrijfstijd |
| Ontlaadstroom | Ondersteunt de normale en piekstroomvraag |
| Bescherming | Helpt onveilige bedrijfsomstandigheden te voorkomen |
| Cyclus leven | Heeft invloed op de vervangingsfrequentie |
| Temperatuurbereik | Bepaalt de betrouwbaarheid in echte omgevingen |
| Grootte en gewicht | Beïnvloedt de draagbaarheid van producten |
| Connector | Moet overeenkomen met het apparaat en de oplader |
| Oplaadmethode | Regelt de veiligheid en bruikbaarheid van de batterij |
| Certificering | Ondersteunt regelgeving en marktvereisten |
Voordat u een batterijofferte aanvraagt, moet er een volledige specificatie worden opgesteld. Dit helpt de batterijfabrikant een geschikte cel aan te bevelen, configuratie- en beveiligingssysteem.
Klanten kunnen beginnen met het beoordelen van de Keeppower-productcentrum om de beschikbare batterijformaten en productcategorieën te begrijpen.
Capaciteit en bedrijfstijd
Capaciteit wordt gewoonlijk uitgedrukt in milliampère-uur of ampère-uur. Het geeft aan hoeveel lading de batterij theoretisch kan leveren.
Voor een medisch hulpmiddel, de vereiste capaciteit moet worden berekend op basis van het stroomverbruik en de verwachte bedrijfstijd. Een eenvoudige schatting kan worden gemaakt met behulp van de volgende relatie:
De gebruiksduur is gelijk aan de bruikbare batterij-energie gedeeld door het gemiddelde energieverbruik van het apparaat.
In de praktijk, bij de berekening moet ook rekening worden gehouden met de conversie-efficiëntie, veroudering van de batterij, ontladingsomstandigheden, stand-bystroom en reservecapaciteit.
Medische apparaten kunnen verschillende energiemodi hebben, inbegrepen:
- Continue monitoring
- Korte periodes van hoog vermogen
- Stand-by met laag energieverbruik
- Draadloze communicatie
- Schermbediening
- Gegevensopslag
- Alarmbediening
- Pomp- of motoractivering
De gemiddelde stroom kan laag lijken, maar het apparaat kan nog steeds een hoge piekstroom nodig hebben als het een pomp is, ventiel, motor of draadloze zender start.
KeepPower's batterijproducten met hoge capaciteit kan worden overwogen voor apparaten die een langere looptijd vereisen. Echter, de cel met de hoogste capaciteit is niet altijd de juiste keuze. De capaciteit moet samen met de huidige capaciteit worden geëvalueerd, maat, gewicht en thermische prestaties.
Configuratie van spanning en batterijpakket
De batterijspanning moet overeenkomen met het elektrische ontwerp van het medische apparaat. Een enkele lithium-ioncel levert doorgaans een nominale spanning rond 3.6 V of 3.7 V, terwijl er gewoonlijk een LiFePO4-cel in de buurt is 3.2 V.
Als een apparaat een hogere spanning vereist, cellen kunnen in serie worden geschakeld. Bijvoorbeeld, een 2S-configuratie gebruikt twee cellen in serie, terwijl een 3S-configuratie drie cellen in serie gebruikt.
Parallelle verbindingen vergroten de capaciteit en het stroomvermogen. Een 2P-configuratie maakt gebruik van twee parallel geschakelde cellen. Serie-parallelle arrangementen combineren beide functies.
Veel voorkomende pakketconfiguraties zijn onder meer:
- 1S1P
- 2S1P
- 2S2P
- 3S1P
- 3S2P
- 4S2P
De pakketconfiguratie heeft invloed op de keuze van de oplader, ontwerp van beveiligingscircuit, balanceringseisen en uiteindelijke afmetingen.
Voor medische apparaten, alle cellen in de verpakking moeten zorgvuldig op elkaar worden afgestemd. Verschillen in capaciteit, interne weerstand en laadtoestand kunnen de prestaties en levensduur van het pakket beïnvloeden.
Keeppower biedt aangepaste Li-ion 18650 batterijpakketten En aangepaste Li-ion 21700 batterijpakketten voor verschillende spannings- en capaciteitsvereisten.
Bescherming en batterijbeheer
Batterijbescherming is essentieel in medische toepassingen. Een beveiligingscircuitmodule kan helpen bij het bewaken en controleren van de bedrijfsomstandigheden van de batterij.
Belangrijke beveiligingsfuncties kunnen zijn::
- Bescherming tegen overbelasting
- Bescherming tegen overontlading
- Overstroombeveiliging
- Kortsluitbeveiliging
- Bescherming tegen oververhitting
- Celbalancering
- Bescherming tegen opladen bij te lage temperatuur
- Bewaking van de laadstatus
Voor een meercellig accupakket, balanceren is bijzonder belangrijk. Zonder balanceren, één cel kan eerder een hoge spanning bereiken dan de andere, het creëren van ongelijkmatige spanning binnen de roedel.
Ook een batterijmanagementsysteem kan hierover informatie verschaffen:
- Resterende capaciteit
- Accuspanning
- Laadstroom
- Ontlaadstroom
- Temperatuur
- Aantal cycli
- Batterijstatus
- Storingsomstandigheden
De fabrikant van medische hulpmiddelen moet definiëren welke beschermings- en communicatiefuncties nodig zijn. Sommige producten hebben alleen basisbescherming nodig, terwijl geavanceerde apparaten mogelijk communicatie via een speciale interface vereisen.
KeepPower's categorie batterijaccessoires bevat PCM-componenten, connectoren, batterij gevallen, afstandhouders, USB-adapters en USB-kabels die batterij-integratie kunnen ondersteunen.
Selectie van Li-ion- en LiFePO4-chemie
Zowel conventionele Li-ion- als LiFePO4-batterijen kunnen in medische apparatuur worden gebruikt, maar ze bieden verschillende voordelen.
Conventionele Li-ion-batterijen bieden doorgaans een hogere energiedichtheid. Dit maakt ze aantrekkelijk voor draagbare apparaten waarbij gewicht en grootte belangrijk zijn. Ze zijn overal verkrijgbaar in 18650, 21700 en andere cilindrische formaten.
LiFePO4-batterijen bieden over het algemeen een sterke thermische stabiliteit en een lange levensduur. Ze kunnen geschikt zijn voor apparatuur die regelmatig moet worden opgeladen, lange levensduur of stabiele prestaties gedurende vele cycli.
| Selectieprioriteit | Potentieel geschikte chemie |
|---|---|
| Laagste gewicht | Conventionele Li-ion |
| Compact formaat | Conventionele Li-ion |
| Lange levensduur | LiFePO4 |
| Regelmatig dagelijks fietsen | LiFePO4 |
| Hoge energiedichtheid | Conventionele Li-ion |
| Sterke thermische stabiliteit | LiFePO4 |
| Bestaand 3.7 V-systeem | Conventionele Li-ion |
| Bestaand 3.2 V-systeem | LiFePO4 |
Bij de uiteindelijke keuze moet rekening worden gehouden met de oplader van het apparaat, bedrijfsspanning en wettelijke vereisten. Een LiFePO4-accu kan niet zomaar een conventionele Li-ion-accu vervangen zonder het elektrische ontwerp te controleren.
Voor veiligheidsgerichte producten, bekijk de beschikbare LiFePO4-batterijpakketten en vergelijk hun specificaties met de vereisten van het medische apparaat.
Temperatuur- en milieuprestaties
Temperatuur heeft invloed op de batterijcapaciteit, laadsnelheid, interne weerstand en levensduur.
Medische apparaten kunnen in verschillende omgevingen worden gebruikt, inbegrepen:
- Ziekenhuis kamers
- Ziekenwagens
- Operatiekamers
- Klinieken
- Laboratoria
- Patiëntenhuizen
- Noodsituaties buitenshuis
- Gekoeld transport
- Opslagruimtes met hoge temperaturen
De batterijspecificatie moet het toegestane laad- en ontlaadtemperatuurbereik identificeren. Het opladen van een lithiumbatterij bij een ongeschikte lage temperatuur kan de cel beschadigen. Gebruik bij hoge temperaturen kan veroudering versnellen en de levensduur verkorten.
Mogelijk is er ook een batterij voor een medisch apparaat nodig:
- Temperatuur sensoren
- Thermische isolatie
- Warmteafvoer
- Waterdichting
- Trillingsbestendigheid
- Bescherming tegen schokken
- Vlambestendige materialen
- Veilige interne montage
Voor koude omgevingen, fabrikanten kunnen beoordelen batterijoplossingen voor lage temperaturen en bespreek de verwachte laad- en ontlaadomstandigheden.
Opladen en onderhoud
Het laadsysteem moet compatibel zijn met de geselecteerde accuchemie en pakketspanning.
Een medisch hulpmiddel kan worden gebruikt:
- Externe bureauladers
- Dockingstations
- USB-opladen
- AC-adapters
- Voertuig opladen
- Interne laadcircuits
- Reservelaadsystemen
De lader moet de stroom en spanning correct regelen. Het moet ook overladen voorkomen en indien nodig reageren op batterijtemperatuur of beveiligingssignalen.
Sommige draagbare apparaten profiteren van geïntegreerd opladen via USB. Keeppower biedt USB-beveiligde batterijproducten met USB Type-C en Micro USB-interfaces.
Ook onderhoudsplanning is belangrijk. Fabrikanten van medische hulpmiddelen moeten definiëren:
- Aanbevolen oplaadprocedure
- Laadstatus van opslag
- Inspectie-intervallen van de batterij
- Vervangingscriteria
- Maximale opslagduur
- Verwijderings- en recyclingproces
- Gebruikerswaarschuwingen en instructies
Duidelijke instructies helpen misbruik te verminderen en de levensduur van de batterij te verbeteren.
Mechanisch ontwerp en connectoren
Een batterijpakket moet veilig in het medische apparaat passen. Mechanisch ontwerp heeft invloed op de veiligheid, betrouwbaarheid en gebruikerservaring.
Belangrijke mechanische parameters zijn onder meer:
- Maximale lengte
- Maximale breedte
- Maximale hoogte
- Celoriëntatie
- Connectorpositie
- Kabel lengte
- Bevestigingspunten
- Isolatie dikte
- Materiaal behuizing
- Toegang voor vervanging
De connector moet worden geselecteerd op basis van de stroom, spanning, maat, vergrendelingsmechanisme en verwachte paringscycli. Voor medische apparatuur is mogelijk een connector nodig die niet verkeerd kan worden ingebracht.
Het batterijpakket moet ook overmatige bewegingen in de behuizing vermijden. Trillingen en herhaalde schokken kunnen de draden beschadigen, laswerk of isolatie.
Voor projecten op maat, de fabrikant moet een tekening of driedimensionaal model ontvangen waarop de beschikbare ruimte wordt aangegeven. Foto's en handmetingen kunnen helpen tijdens de eerste discussies, maar de uiteindelijke productie moet gebaseerd zijn op gecontroleerde technische tekeningen.
Ontwikkeling van aangepaste batterijpakketten
Een op maat gemaakt batterijpakket is vaak nodig wanneer een medisch apparaat een unieke vormfactor of specifieke elektrische vereisten heeft.
Een typisch ontwikkelingsproces omvat:
- Definieer spanning en capaciteit.
- Meet de beschikbare installatieruimte.
- Identificeer continue en piekstroom.
- Selecteer de batterijchemie.
- Kies celformaat.
- Ontwerpseries en parallelle configuratie.
- Selecteer beveiligings- en communicatiefuncties.
- Controleer de connector- en kabelvereisten.
- Controleer de temperatuur en mechanische omstandigheden.
- Bouw monsters om te testen.
- Compleet elektrisch, mechanische en veiligheidsverificatie.
- Productiedocumentatie voorbereiden.
Keeppower vermeldt via haar op maat gemaakte batterijpakketten voor medische apparaten en andere gespecialiseerde toepassingen aangepaste batterijpakketcategorie.
Bij het aanvragen van een offerte, zoveel mogelijk informatie verstrekken. Nuttige informatie omvat de apparaatnaam, spanning, capaciteit, huidig, afmetingen, aansluiting, oplaadmethode, bedrijfstemperatuur en verwachte hoeveelheid.
Veelgestelde vragen
Welk type batterij wordt vaak gebruikt in draagbare medische apparaten?
Oplaadbare lithiumbatterijen worden veel gebruikt omdat ze een hoge energiedichtheid bieden, laag gewicht en flexibele pakketconfiguraties. De juiste chemie is afhankelijk van het ontwerp van het apparaat.
Moet een medisch batterijpakket bescherming bieden??
Ja. Een medisch batterijpakket moet, afhankelijk van de toepassing, geschikte beschermings- en bewakingsfuncties bevatten. Hierbij kan sprake zijn van overbelasting, overdaad, overstroom, kortsluit- en temperatuurbeveiliging.
Is LiFePO4 geschikt voor medische apparatuur?
LiFePO4 kan geschikt zijn bij een lange levensduur, thermische stabiliteit en veiligheid zijn belangrijk. Het apparaat moet zijn ontworpen voor de spannings- en oplaadvereisten.
Hoe bereken ik de benodigde batterijcapaciteit?
Schat het gemiddelde energieverbruik en de vereiste bedrijfstijd, neem dan conversieverliezen mee, veroudering, reservecapaciteit en de verwachte lozingsomstandigheden.
Kan een standaard zijn 18650 batterij in een medisch apparaat worden gebruikt?
Het kan worden gebruikt als het elektrisch is, mechanisch, stroom- en beveiligingsvereisten passen bij het apparaat. Een standaardcel mag niet alleen worden gekozen omdat deze fysiek past.
Kan Keeppower de connector en de verpakkingsvorm aanpassen?
Op maat gemaakte accupakketten kunnen met verschillende configuraties worden ontworpen, connectoren, bedrading en afmetingen. Verstrek de technische tekening en elektrische vereisten voor evaluatie.
Welke informatie is nodig voor een batterijofferte?
Zorg voor spanning, capaciteit, huidig, afmetingen, aansluiting, oplaadmethode, temperatuur bereik, beschermingsvereisten en geschatte bestelhoeveelheid.
Hoe kan ik contact opnemen met Keeppower over een medisch batterijproject?
U kunt contact opnemen met Keeppower via haar officiële contactpagina en dien de technische vereisten van het project in.
Conclusie
Het selecteren van een batterijpakket voor medische apparaten vereist een volledige evaluatie van de elektrische apparatuur, mechanisch, milieu- en veiligheidseisen. Capaciteit alleen kan niet bepalen of een accu geschikt is.
Het ontwerpteam moet de spanning bevestigen, capaciteit, huidig, opladen, bescherming, temperatuur bereik, cyclus leven, aansluiting, ruimte in de behuizing en wettelijke vereisten voordat u een cel of pakket kiest.
Conventionele Li-ion-batterijen kunnen geschikt zijn voor compacte draagbare apparatuur die een hoge energiedichtheid vereist. LiFePO4 kan aantrekkelijk zijn voor toepassingen die prioriteit geven aan thermische stabiliteit en een lange levensduur. Wanneer standaardcellen niet aan de ontwerpeisen kunnen voldoen, een op maat gemaakt accupakket biedt een meer gecontroleerde en betrouwbare oplossing.
Keeppower biedt beschermde batterijen, cellen met hoge capaciteit, batterijen met hoge ontlading, LiFePO4-pakketten, op maat gemaakte batterijpakketten, oplaadproducten en batterijaccessoires. Dankzij de brede productstructuur kunnen fabrikanten van medische apparatuur standaardoplossingen vergelijken en een batterijsysteem ontwikkelen dat past bij het daadwerkelijke product.
