如何为医疗设备选择合适的电池组

医疗设备依赖可靠的电源. 设备是否为便携式显示器, 输液系统, 诊断仪, 患者佩戴的传感器或紧急装置, 电池必须在整个工作周期内提供稳定的性能.

普通消费产品的电池故障可能会造成不便. 在医疗设备方面, 它可以中断监控, 延误治疗或造成严重的操作问题. 为此原因, 电池选择必须考虑的不仅仅是容量和电压. 工程师必须评估安全性, 保护, 收费, 温度, 机械设计, 使用寿命和法规要求.

医疗设备电池组还必须适合产品外壳并与充电或控制系统正确通信. 在很多情况下, 标准圆柱形电池只是更大电源解决方案的一部分. 最终的电池组可能需要多个电池, 保护电路, 燃油表, 温度传感器, 定制连接器, 绝缘和机械加固.

Keeppower提供可充电锂电池, 受保护的细胞, 高容量电池, 适用于不同设备应用的定制电池组和配件. 其产品组合可支持标准电池选择和特定应用的 OEM 开发.

本指南解释了如何为医疗设备选择合适的电池组.

目录

1. 为什么电池选择在医疗设备中很重要
2. 医疗设备电池的主要要求
3. 容量和运行时间
4. 电压和电池组配置
5. 保护和电池管理
6. 锂离子和 LiFePO4 化学成分选择
7. 温度和环境性能
8. 充电与维护
9. 机械设计和连接器
10. 定制电池组开发
11. 常见问题解答

为什么电池选择在医疗设备中很重要

医疗设备通常在无法接受电源中断的环境中运行. 一些设备用于医院, 而其他则用于救护车, 诊所, 实验室, 家庭或户外紧急情况.

医疗设备电池必须在工作期间可靠地工作:

• 正常运行
• 病人运输
• 紧急备份
• 重复充电
• 长时间待机
• 更换电池
• 温度变化
• 机械机芯
• 经常清洁和处理

便携式设备还需要在电池容量和重量之间仔细平衡. 大电池可能会延长运行时间，但会使设备难以携带. 较小的电池可能会减轻重量，但需要更频繁的充电.

因此，电池应被设计为完整医疗设备的一部分，而不是在产品开发过程结束时进行选择.

医疗设备电池的主要要求

合适的医疗设备电池组应根据多项技术要求进行评估.

在索取电池报价之前应准备完整的规格. 这有助于电池制造商推荐合适的电池, 配置和保护系统.

客户可以首先查看 基普动力产品中心 了解可用的电池格式和产品类别.

容量和运行时间

容量通常以毫安时或安时表示. 它表示电池理论上可以提供多少电量.

对于医疗器械, 所需容量应根据功耗和预期运行时间计算. 可以使用以下关系进行简单的估计:

工作时间等于可用电池能量除以平均设备功耗.

在实践中, 计算还必须考虑转换效率, 电池老化, 放电条件, 待机电流和备用容量.

医疗设备可能有不同的电源模式, 包括:

• 持续监控
• 短时间高功率
• 低功耗待机
• 无线通讯
• 画面操作
• 数据存储
• 报警操作
• 泵或电机启动

平均电流可能显得较低, 但当泵浦时，该装置可能仍然需要高峰值电流, 阀门, 电机或无线发射器启动.

基普的 高容量电池产品 可以考虑用于需要延长运行时间的设备. 然而, 最高容量的电池并不总是正确的选择. 能力应与当前能力一起评估, 尺寸, 重量和热性能.

电压和电池组配置

电池电压必须符合医疗设备的电气设计. 单个锂离子电池通常提供的标称电压约为 3.6 V或 3.7 V, 而 LiFePO4 电池常见 3.2 V.

如果设备需要更高的电压, 电池可以串联. 例如, 2S 配置使用两个串联电池, 而 3S 配置则使用三个串联电池.

并联连接增加了容量和电流能力. 2P 配置使用两个并联的电池. 串并联布置结合了两种功能.

常见的包配置包括:

• 1S1P
• 2S1P
• 2点对点
• 3S1P
• 3点对点
• 4点对点

电池组配置影响充电器选择, 保护电路设计, 平衡要求和最终尺寸.

用于医疗器械, 电池组内的所有电池都应仔细匹配. 容量差异, 内阻和充电状态会影响电池组性能和使用寿命.

Keeppower提供 定制锂离子电池 18650 电池组 和 定制锂离子电池 21700 电池组 满足不同电压和容量的要求.

保护和电池管理

电池保护在医疗应用中至关重要. 保护电路模块可以帮助监控和控制电池工作状况.

重要的保护功能可能包括:

• 过充保护
• 过放保护
• 过流保护
• 短路保护
• 过温保护
• 电池平衡
• 低温充电保护
• 充电状态监控

对于多节电池组, 平衡尤为重要. 不带平衡, 一个电池可能会先于其他电池达到高电压, 在包装内产生不均匀的压力.

电池管理系统还可以提供以下信息：:

• 剩余容量
• 电池电压
• 充电电流
• 放电电流
• 温度
• 周期计数
• 电池健康状况
• 故障情况

医疗设备制造商应定义需要哪些保护和通信功能. 有些产品只需要基本的保护, 而高级设备可能需要通过专用接口进行通信.

基普的 电池配件类 包括 PCM 组件, 连接器, 电池盒, 垫片, 可支持电池集成的 USB 适配器和 USB 电缆.

锂离子和 LiFePO4 化学成分选择

传统的锂离子电池和磷酸铁锂电池均可用于医疗设备, 但它们具有不同的优点.

传统的锂离子电池通常提供更高的能量密度. 这使得它们对于重量和尺寸很重要的便携式设备具有吸引力. 它们广泛应用于 18650, 21700 和其他圆柱形格式.

LiFePO4电池通常具有较强的热稳定性和较长的循环寿命. 它们可能适合需要频繁充电的设备, 使用寿命长或多次循环性能稳定.

最终选择必须考虑设备的充电器, 工作电压和监管要求. 如果不检查电气设计，LiFePO4 电池不能简单地取代传统的锂离子电池.

对于注重安全的产品, 审查可用的 磷酸铁锂电池组 并将其规格与医疗设备的要求进行比较.

温度和环境性能

温度影响电池容量, 充电速度, 内阻和使用寿命.

医疗设备可能在不同的环境中使用, 包括:

• 医院病房
• 救护车
• 手术室
• 诊所
• 实验室
• 病人之家
• 户外紧急环境
• 冷藏运输
• 高温储存区

电池规格应标明允许的充电和放电温度范围. 在不合适的低温下给锂电池充电可能会损坏电池. 高温运行会加速老化，降低使用寿命.

医疗设备电池可能还需要:

• 温度传感器
• 隔热
• 散热
• 防水
• 抗振性
• 防震保护
• 阻燃材料
• 安全的内部安装

适用于寒冷环境, 厂家可以审核 低温电池解决方案 并讨论预期的充电和放电条件.

充电与维护

充电系统必须与所选电池化学成分和电池组电压兼容.

医疗设备可以使用:

• 外接桌面充电器
• 扩展坞
• USB充电
• 交流适配器
• 车辆充电
• 内部充电电路
• 备用充电系统

充电器应正确控制电流和电压. 它还应防止过度充电，并在需要时响应电池温度或保护信号.

一些便携式设备受益于集成 USB 充电. Keeppower提供 USB保护电池产品 具有 USB Type-C 和 Micro USB 接口.

维护计划也很重要. 医疗器械制造商应定义:

• 推荐充电流程
• 存储荷电状态
• 电池检查间隔
• 更换标准
• 最长存储时间
• 处置和回收过程
• 用户警告和说明

清晰的说明有助于减少误操作并延长电池使用寿命.

机械设计和连接器

电池组必须牢固地安装在医疗设备内. 机械设计影响安全, 可靠性和用户体验.

重要的机械参数包括:

• 最大长度
• 最大宽度
• 最大高度
• 细胞方向
• 连接器位置
• 电缆长度
• 安装点
• 绝缘厚度
• 表壳材质
• 更换的访问权限

应根据电流选择连接器, 电压, 尺寸, 锁定机制和预期的插拔周期. 医疗设备可能需要无法正确插入的连接器.

电池组还应避免在外壳内过度移动. 振动和反复冲击会损坏电线, 焊接或绝缘.

对于定制项目, 制造商应收到显示可用空间的图纸或三维模型. 照片和手部测量可以在早期讨论中提供帮助, 但最终生产应基于受控工程图纸.

定制电池组开发

当医疗设备具有独特的外形尺寸或特定的电气要求时，通常需要定制电池组.

典型的开发流程包括:

1. 定义电压和容量.
2. 测量可用安装空间.
3. 识别连续电流和峰值电流.
4. 选择电池化学成分.
5. 选择单元格格式.
6. 设计串联和并联配置.
7. 选择保护和通讯功能.
8. 确认连接器和电缆要求.
9. 检查温度和机械条件.
10. 构建测试样本.
11. 电气齐全, 机械和安全验证.
12. 准备生产文件.

Keeppower 通过其网站列出了用于医疗设备和其他专业应用的定制电池组 定制电池组类别.

索取报价时, 提供尽可能多的信息. 有用的信息包括设备名称, 电压, 容量, 当前的, 方面, 连接器, 充电方式, 工作温度和预期数量.

常见问题解答

便携式医疗设备常用什么类型的电池?

可充电锂电池因其能量密度高而被广泛使用, 重量轻且包装配置灵活. 正确的化学反应取决于设备设计.

医用电池组是否应该包括保护装置?

是的. 医用电池组应根据应用包括适当的保护和监控功能. 这些可能包括过度充电, 过度关闭, 过电流, 短路和温度保护.

磷酸铁锂适合做医疗器械吗?

LiFePO4 适合长循环寿命, 热稳定性和安全性很重要. 该设备必须根据其电压和充电要求进行设计.

如何计算所需的电池容量?

估计平均功耗和所需的运行时间, 然后包括转换损失, 老化, 储备容量和预期排放条件.

可以一个标准吗 18650 电池用于医疗设备?

当其电气, 机械的, 电流和保护要求与设备匹配. 标准电池不应仅仅因为其物理尺寸合适而被选择.

Keeppower可以定制连接器和Pack形状?

定制电池组可以设计不同的配置, 连接器, 接线和尺寸. 提供评估的技术图纸和电气要求.

电池报价需要哪些信息?

提供电压, 容量, 当前的, 方面, 连接器, 充电方式, 温度范围, 防护要求和预计订单数量.

关于医用电池项目如何联系Keeppower?

您可以通过其联系 Keeppower 官方联系页面 并提交项目技术要求.

结论

为医疗设备选择电池组需要对电气进行完整的评估, 机械的, 环境和安全要求. 仅凭容量并不能判断电池是否合适.

设计团队应确认电压, 容量, 当前的, 收费, 保护, 温度范围, 循环生活, 连接器, 选择电池或电池组之前的外壳空间和法规要求.

传统锂离子电池可能适用于需要高能量密度的紧凑型便携式设备. LiFePO4 对于优先考虑热稳定性和长循环寿命的应用可能很有吸引力. 当标准电池不能满足设计要求时, 定制电池组提供更可控、更可靠的解决方案.

Keeppower 提供受保护的电池, 高容量电池, 高放电电池, 磷酸铁锂电池组, 定制电池组, 充电产品及电池配件. 其广泛的产品结构使医疗设备制造商能够比较标准解决方案并开发适合实际产品的电池系统.