OEM/ODM herausnehmbare wiederaufladbare Batteriepacks für Gartenwerkzeuge und Sensoren

Da die Garten-, Landschafts- und Umweltüberwachungsbranche zunehmend Außengeräte und drahtlose Sensorsysteme integrieren, entwickeln sich die Anforderungen an Stromversorgungssysteme weiter.

Pack-Systeme für herausnehmbare, wiederaufladbare Batterien bieten Modularität, schnelle Neukonfiguration und einfache Wartung – was im Grunde die Notwendigkeit eines Batteriemanagements für Hersteller moderner Outdoor-Geräte überflüssig macht.

OEMs entwerfen batteriebetriebene Gartengeräte; Bodenüberwachungssensoren; Wetterstationen; und andere IoT-Geräte für den Außeneinsatz können durch die Verwendung eines herausnehmbaren Lithium-Batteriepakets einen verbesserten Systemkomfort und -wartbarkeit mit höherer Effizienz während des gesamten Produktlebenszyklus bieten.

Dieser Artikel beschreibt das Design von Systemen mit herausnehmbaren Batteriepacks, die Überlegungen für 12V-Lithium-Ionen-Systeme und die anpassbaren Optionen für industrielle OEM/ODM-Anwendungen.

Was ist ein herausnehmbarer wiederaufladbarer Akku?

Wie der Titel schon andeutet, verfügt ein herausnehmbares, wiederaufladbares Batteriepack über ein modulares System, das einen einfachen Austausch und eine Anpassung ermöglicht.

Im Gegensatz zu versiegelten Batteriesystemen ermöglichen herausnehmbare Packs:

• Flexibilität, um Systeme neu zu organisieren und Komponenten hinzuzufügen, ohne sie zu zerlegen.

• Laden wird über ein dediziertes System abseits der Batterie geladen.

• Ersatzsystem, das die Unannehmlichkeiten für den Nutzer minimiert.

Solche Systeme finden sich typischerweise in batteriebetriebenen Werkzeugen und Geräten, die im Feld eingesetzt werden, wo ein kontinuierlicher Betrieb notwendig ist.

Für modulare Systeme, die außerhalb der elektrischen Infrastruktur im Einsatz sind, trägt es dazu bei, die Nutzungsdauer der Batterie vor Ort zu verringern und die ordnungsgemäße Entsorgung sicherzustellen.

Vorteile des entfernbaren Batteriedesigns in Gartenwerkzeugen und Außensensoren

Stromausfälle, extremes Wetter und hohe Schwankungen in der Luftfeuchtigkeit verbinden sich mit Staub und schaffen ungünstige Bedingungen für den Einsatz von Geräten im Freien.

Entfernbares BatteriedesignHilft, einige Herausforderungen beim Design externer Geräte zu mildern und bietet folgende Vorteile.

1. Kontinuierliche Nutzung und schneller Austausch

Nutzer können mehrere Batteriepacks mitnehmen. Im Fall von Sprühgeräten, Trimmern und Gebläsen kann die ununterbrochene Nutzung eines Werkzeugs äußerst nützlich sein.

2. Ununterbrochene Nutzung und Speicherflexibilität

Batterien können in Innenräumen gelagert und geschützt werden, um die Witterungseinflüsse zu minimieren, das Wetter zu beeinträchtigen und den Verfall zu minimieren.

3. Verstellbares Design

Dieses System kann seine Energiespeicher- und Betriebszeiten mit derselben Ausrüstung variieren, um unterschiedliche Benutzeranforderungen zu erfüllen.

4. Verbessertes Recycling und Lebenszyklus-Minderung

Die Trennung der Batterie vom restlichen Produkt hilft, die Auswirkungen des Lebenszyklus des Produkts abzumildern und das Recycling des Produkts zu verbessern.

12V-Lithium-Ionen-Batteriearchitektur für den Außeneinsatz

Die meisten Gartengeräte und Sensorsysteme sind mit einer 12V-Gleichstrom-Architektur konstruiert. Daher ist eine 3S-Konfiguration von Lithium-Ionen am gebräuchlichsten.

Das herausnehmbare Batteriepaket ist typischerweise mit 18.650 Lithiumzellen (18 mm × 65 mm) konstruiert, die am häufigsten gebräuchlichen, aufgrund ihrer Sicherheit, Versorgung und Energiedichte.

Elektrische Struktur

Eine elektrische Architektur für diese Konfiguration umfasst:

• 3S (3 Zellen in Serie)

• Nennspannung: 11,1 V

• Vollgeladene Spannung 12,6 V

• Entladespannungsbereich ~ 9,0V – 12,6V (je nach System)

Dieser Spannungsbereich ist für die meisten 12V-Antriebe, Sensoren und Steuerelektronik anwendbar.

Hauptmerkmale des 12V 18650 abnehmbaren Batteriepacks

1. Stabile Ausgangsleistung

In Außenanwendungen hat eine 3S-Lithiumkonfiguration eine konstante Ausgangsspannung unter intermittierenden und kontinuierlichen Lastbedingungen.

2. Zykluslaufzeit (Anwendungsabhängig)

Lithium-Ionen 18650 sind für ~500–1000 Zyklen unter normalem Gebrauch ausgelegt (≤1°C Lade/Entladung, gutes Wärmemanagement).

Die tatsächliche Lebensdauer des Zyklus hängt stark von der Entladungstiefe, der Temperatur und dem Ladeprofil ab.

3. Kompakte modulare Struktur

Das 18650-Format ist sehr flexibel für die strukturelle Integration in Handwerkzeuge, Sensorgehäuse und tragbare Feldgeräte.

4. Schutz des Batteriemanagementsystems (BMS)

Typische Schutzschaltung bietet:

• Überladungsschutz

• Überentladungsschutz

• Überstromschutz

• Kurzschlussschutz

• Zellbalancierung (für Mehrreihenkonfigurationen)

OEM- und ODM-Anpassung durch Gloflux

Während viele Märkte standardisierte Batteriepacks anbieten, erfüllen diese Lösungen nicht die mechanischen, elektrischen und ästhetischen Anforderungen Ihrer Industrieprodukte.

Gloflux bietet maßgeschneiderte Lösungen für austauschbare Lithiumbatterien durch OEM/ODM-Entwicklung an.

Einige mögliche Lösungen sind wie folgt:

1. Elektrisches Design

• Alternativen zum Design von Batteriepacks für 2000 bis 5000 mAh

• Zelltyp auswählen

• Zustandsentladungsstrom für motorisierte Werkzeuge

2. Mechanische Schnittstelle

• Zustandsbevorzugter Steckertyp (DC, XT usw. oder benutzerdefiniert)

• Staatskabellänge und Kabelverlegung

• Den Verriegelungsmechanismus zu aktivieren

3. Batteriemanagementsystem

• Stellen Sie die Spannungsabschaltwerte ein

• Setzen Sie die Stromgrenze auf das Lastprofil

• Wählen Sie das Kommunikationsprotokoll (verfügbar für smarte Batteriesysteme)

4. Struktur- und Markendesign

• Das Gehäuse an ein bestimmtes Gerät anzupassen

• Individuelles Design und Branding mit Compliance-Raum

• Individuelles Design mit Auswahl an Farbe und Gehäuse

Dieser Ansatz ermöglicht es, dass das Batteriepack ein individuell integriertes Leistungsmodul ist, das auf das spezifische Kundenprodukt zugeschnitten ist.

Beispiel für eine technische Spezifikation (12V 18650 3S-Pack)

Parameter	Spezifikation	Typischer/Industriestandard
Konfiguration	3S1P	Drei Zellen in Reihe
Zelltyp	18650 Li-ion	Standardzylindrische Lithium-Ionen-Zelle
Nominalspannung	11,1V	Standard-3S-Lithiumsystem
Volle Ladungsspannung	12,6V	CC/CV-Ladebegrenzung
Kapazitätsbereich	2500–3500mAh (typisch)	Je nach Zellauswahl
BMS-Schutz	Enthalten	Unverzichtbar für Sicherheit und Langlebigkeit
Anwendung	Outdoor-Werkzeuge und Sensorsysteme	Gartengeräte, IoT-Geräte

Hinweis:Die Kapazität von 3500 mAh bezieht sich auf Hochkapazitätszellen, die mit den 18.650 Lithiumzellen gleichzeitig sind. Die tatsächliche Kapazität des Packs hängt von der parallelen Konfiguration ab (3S1P vs. 3S2P).

Wesentliche Elemente des Designs

Mechanisches Design:

• Batteriepacks benötigen ein mechanisches Schloss, um eine Ablösung durch Vibrationen zu vermeiden. Dies ist für motorgetriebene Werkzeuge unerlässlich.

Umgebungs-Schnittstellendesign:

• Eintrittsschutz, zumindest bei Staub und Feuchtigkeit, sollte an Kontaktpunkten erreicht werden, zum Beispiel durch Dichtung oder Dichtungsdesign.

Design der Elektrifizierungsschnittstelle:

• Um eine gute Zykluszeit zu erhalten und vorzeitige Alterung des Packs zu vermeiden, muss CC/CV entweder im externen Ladegerät oder in der Schaltung des Bauteils implementiert werden.

Design der Benutzer-Feedback-Schnittstelle:

• Design der Benutzer-Feedback-Oberfläche: Um das Nutzererlebnis zu verbessern, sollte das Rucksack LED-Anzeigen oder Tankanzeigesysteme enthalten. Dies hilft, eine unerwartete Fahrt des Rudels im Einsatz zu vermeiden.

Übliche Anwendungen

Herausnehmbare 12V-Lithiumbatteriesysteme sind häufig in:

• Drahtlose Gartengeräte (Scheren, Trimmer, Sprühgeräte)

• Umweltmessgeräte (Bodenfeuchtigkeit, Klimamessung)

• Outdoor-IoT-Datenerfassungs- und Kommunikationsgeräte

• Mobile LED-Beleuchtung

• Hilfsstromversorgung für Niederspannungsanlagen im Außenbereich

Wartung und Lebensdauer der Batterie

Um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern:

• Vermeiden Sie es, die Batterie unter die empfohlene Spannung von 3,0V pro Zelle zu entladen.

• Die Batterie bei Raumtemperatur (zwischen 10 und 25 Grad Celsius) aufbewahren

• Die Batterie bei längerer Lagerung regelmäßig aufzuladen

• Entfernen und reinigen Sie jegliche Korrosionsablagerungen an den Batteriepolen

Die Einhaltung der empfohlenen Richtlinien für die Batterie erhält die Lebensdauer der Batterie und verbessert zudem die Stabilität des Systems langfristig.

Zusammenfassung

Herausnehmbare, wiederaufladbare Batteriesysteme verbessern das Design und die Leistung moderner Gartenwerkzeuge und Messsysteme für den Außenbereich erheblich.

Die 12V 18650 Lithium-Ionen-3S-Batteriearchitektur bietet eine Kombination aus guter Sicherheit, hoher Energiedichte und kostengünstigem Design, was sie zur besten Wahl für die meisten Anwendungen in diesem Bereich macht.

Gloflux möchte Gerätehersteller unterstützen, indem es sein Wissen und seine Erfahrung mit modularen, herausnehmbaren Batteriesystemen für maßgeschneiderte Anwendungen einbringt.

Herausnehmbare Batteriesysteme werden weiterhin die ermöglichende Designtechnologie für innovative Outdoor-Produkte sein, die drahtlos, modular und intelligent sind.

FAQ

F1. Welche Spannung verwenden die meisten Außengeräte?

Die meisten Außengeräte verwenden ein 12V-Lithium-Ionen-System.

F2. Wofür steht 3S in der Batteriekonfiguration?

3S steht für drei Zellen in Serie, um ~11,1V nominal zu erhalten.

F3. Sind 18650-Zellen für Akkupacks geeignet?

Ja, 18650-Zellen sind eine gute Wahl für Akkupacks.

F4. Wie lange dauert der durchschnittliche Zyklus einer Lithium-Batterie?

Die durchschnittliche Lebensdauer liegt zwischen 500 und 1000 Zyklen.

F5. Was macht ein BMS in einem Akkupaket?

Ein BMS verhindert Überladung, Überentladung, Überstrom und Kurzschlüsse.