Аккумуляторный блок робота следует проектировать с учетом профиля миссии, а не выбирать только на основе целевой емкости.. Моторы, приводы, компьютеры, датчики, радиоприемники, освещение, и полезные нагрузки создают разные схемы тока. Запускать, ускорение, восстановление срыва, восхождение, манипуляция, и передача может производить пики мощности, намного превышающие среднюю мощность. Надежная спецификация записывает каждый режим, его продолжительность, и как часто это происходит.
Блок также должен соответствовать архитектуре напряжения робота., мишень с центром тяжести, ограждение, процесс зарядки, воздействие окружающей среды, стратегия обслуживания, и коммуникации. Эти ограничения определяют химический состав клеток., формат, Конфигурация S/P, Функции BMS, выбор разъема, и план проверки.
Начните с профиля миссии робота.
Напряжение должно поддерживать контроллеры двигателей и преобразователи постоянного/постоянного тока во всем рабочем диапазоне блока., не только номинальное напряжение. Подсчет серий определяет максимальный заряд и минимальное рабочее напряжение.. Параллельный подсчет поддерживает энергию и ток, но добавляет ячейки, масса, энергия повреждения, и время зарядки.
BMS может контролировать напряжение группы ячеек., текущий, и температура; предоставлять завышенную цену, Перепроката, сверхток, короткое замыкание, и функции балансировки; и передавать государственную информацию. Требуемый набор функций зависит от риска, связанного с роботом., размер упаковки, исправность, и интеграция зарядного устройства. Также могут потребоваться механические предохранители и отключение на уровне системы..
Характеристики, важные для реального устройства
Определить номинальное и максимальное напряжение, постоянный и рекуперативный ток, пики запуска и остановки, полезная энергия, целевое время выполнения, максимальная масса и объем, время зарядки, циклы разъема, входные ожидания, вибрация, шок, рабочая температура, температура хранения, и протокол связи.
Регенеративные нагрузки заслуживают особого внимания, поскольку двигатели могут возвращать энергию в аккумулятор.. Архитектура BMS и зарядного устройства должна выдерживать или контролировать этот ток., особенно при почти полной зарядке. Для контроллеров с высокой емкостью могут потребоваться меры по предварительной зарядке разъема или защите от искр..
| Ввод дизайна | Почему это важно | Валидация |
|---|---|---|
| Профиль нагрузки миссии | Устанавливает энергию и пиковый ток | Инструментальный запуск робота |
| Окно напряжения | Защищает контроллеры и преобразователи | Тест полной/пустой упаковки |
| Среда | Уплотнение приводов и температурный расчет | Вход, вибрация, тепловые испытания |
| Модель обслуживания | Влияет на разъем и корпус | Циклическое тестирование и тестирование на неправильное использование |
Как сделать правильный выбор
Выберите ячейки после измерения или оценки профиля миссии.. Высокоэнергетические элементы способствуют времени автономной работы; Ячейки высокой мощности способствуют ускорению и пикам. Лучший выбор может сочетать достаточную мощность с большим количеством параллельных соединений., или используйте такой формат, как 21700 когда механическая конструкция поддерживает это.
Решите, является ли рюкзак съемным., с возможностью горячей замены, пригодный для эксплуатации в полевых условиях, или стационарно установлен. Для съемных блоков необходимы надежные, безопасные для пользователя разъемы., удержание, маркировка, и обработка зарядового состояния. Постоянно установленным пакетам необходим сервисный доступ, изоляция, и планирование конца жизни.
Распространенные ошибки, которых следует избегать
Средний ток сам по себе является плохим расчетным параметром.. Заглох двигателя, блокировка колеса, конечные точки привода, а радиовсплески могут отключить защиту или обрушить напряжение. Еще одна ошибка — размещение датчиков температуры там, где они измеряют воздух или корпус, вместо репрезентативных ячеек и горячих межсоединений..
Не относитесь к корпусу как к коробке.. Он контролирует сжатие, расстояние между ячейками, защита от ударов, теплопередача, уплотнение, вентиляция, защита от натяжения кабеля, и центр тяжести. Гидроизоляция без учета термической и давящей стратегии может создать новые виды отказов..
Рекомендации по применению и OEM
Мобильные роботы отдают приоритет массовости, время выполнения, пики тяги, и скорость обмена. Подводные или инспекционные роботы повышают требования к герметизации и давлению.. Складским роботам может потребоваться длительный срок службы и возможность зарядки.. Сервисные роботы могут сделать акцент на бесшумной работе, безопасная для пользователя замена, и документация о соответствии.
Тестирование прототипа должно фиксировать напряжение, текущий, температура ячейки, температура разъема, состояние заряда, и аварийные события во время реальных миссий. Минимальная температура испытания, максимальная окружающая среда, изношенная механика, максимальная полезная нагрузка, заблокированное движение, потеря связи, и цикл зарядки. Обновите бюджет мощности с помощью измеренных результатов.
Рабочий пример
Робот усредняет 120 W для двухчасовой миссии, но достигает максимума 600 W в течение трех секунд во время подъема. Простой 240 При расчете Wh игнорируются потери конверсии, бронировать, старение, и пиковый ток. Команда инженеров могла бы нацелиться на существенно большее номинальное энергопотребление., затем убедитесь, что ячейки, БМС, сварные швы, разъем, и проводка может неоднократно доставлять 600 Пик W при низком уровне заряда и минимальной температуре.
Безопасность, проверка, и закупочная дисциплина
Выбор батареи никогда не должен основываться только на наибольшем значении емкости.. Подтвердите разрешенный изготовителем устройства химический состав., номинальное напряжение, максимальное напряжение заряда, полярность, терминальный стиль, физическая оболочка, требования к непрерывному и пиковому току. Ячейка, которая подходит механически, все же может быть электрически неправильной.. Для аккумуляторов роботов, Самый безопасный подход — рассматривать руководство по оборудованию и паспорт батареи как согласованную пару, а не предполагать, что два элемента с одинаковыми названиями являются взаимозаменяемыми..
Купите у отслеживаемого поставщика и просмотрите текущую спецификацию., детали защиты, тестовая документация, и транспортную информацию для конкретной модели. Держите клетки подальше от незакрепленных металлических предметов., вода, сокрушительный, прокол, чрезмерная жара, и несанкционированная модификация. Прекратите использовать батарею, которая становится необычно горячей., вздутый, помятый, разъеденный, утечка, или механически повреждены. Используйте совместимое зарядное устройство и никогда не превышайте указанный ток или напряжение заряда.. Эти методы обеспечивают надежную работу, но не заменяют инструкции, прилагаемые к устройству., зарядное устройство, или аккумулятор.
Практический процесс выбора
- Начни с нагрузки. Запись номинального напряжения, рабочий ток, пиковый ток, цель времени выполнения, и рабочий цикл.
- Проверьте отсек. Измерьте полезный диаметр, длина, зазор разъема, тип терминала, и сжатие пружины.
- Выберите архитектуру безопасности. Решите, ожидает ли приложение защищенную ячейку, незащищенная ячейка, управляемая хостом, или полный пакет с BMS или PCM.
- Матчевая зарядка. Проверка химии, максимальное напряжение заряда, зарядный ток, метод завершения, и температурные пределы.
- Проверьте реальную систему. Прежде чем утверждать производство, протестируйте типичные батареи в конечном устройстве в ожидаемом диапазоне температур и нагрузок..
Этот рабочий процесс особенно важен для OEM-программ.. Поведение батареи зависит от взаимодействия химического состава клеток., защитная электроника, механическая упаковка, прошивка, зарядка, и пользовательская среда. Ранняя проверка обходится дешевле, чем перепроектирование аккумуляторного отсека или силового каскада после завершения оснастки..
Часто задаваемые вопросы
Как определить размер аккумуляторной батареи робота?
Создайте бюджет мощности миссии, основанный на времени., добавить потерю конверсии, резерв и запас по старости, затем проверьте пиковый ток и напряжение.
Должен ли робот использовать 18650 или 21700 клетки?
Любой может работать; сравнить энергию, власть, упаковка, термическое поведение, непрерывность поставок, и упаковать геометрию.
Какие функции BMS важны?
Напряжение, текущий, температура, отрезать, балансировка, и связь может потребоваться в зависимости от риска упаковки и системы..
Как следует обращаться с рекуперативным торможением?
Определите возвращаемый ток и убедитесь, что пакет, БМС, и контроллер может принять или ограничить его в зависимости от уровня заряда и температуры.
Связанные ресурсы Keeppower
- Робот, Аккумуляторные решения для ROV и AUV
- Индивидуальные аккумуляторные блоки
- Защищено 21700 батарейки
- Защищено 18650 батарейки
- Высокоразрядные аккумуляторы
- Защитные платы и аксессуары
- Зарядные устройства и пауэрбанки
- Связаться с Keeppower
Заключение
Проектирование аккумуляторной батареи робота начинается с измерения нагрузки и заканчивается проверкой всей системы.. Напряжение соответствия, энергия, непрерывный и пиковый ток, зарядка, БМС, разъемы, ограждение, температура, и стратегия обслуживания. Пакет, который выглядит адекватно в электронной таблице средней мощности, все равно может выйти из строя во время запуска., ларек, регенерация, холодная работа, или обработка полей.
Нужна помощь в подборе аккумулятора к устройству или в разработке OEM-решения.? Связаться с Keeppower с напряжением, текущий, время выполнения, размеры, разъем, метод зарядки, и экологические требования вашего проекта.
