Hersteller von Akkupacks mit kundenspezifischer Kapazität
Benötigen Sie einen Akku, der eine bestimmte Laufzeit, Kapazität oder Energieabgabe bietet?
Nuranu entwickelt und fertigt maßgeschneiderte Akkupacks entsprechend dem Stromverbrauch Ihres Produkts, der erforderlichen Laufzeit, dem Strombedarf, dem verfügbaren Platz, den Gewichtsbeschränkungen und den Betriebsbedingungen.
Wir können folgende Parameter individuell anpassen: Batteriekapazität, Spannung, Zellenkonfiguration, Zelltyp, Batterieabmessungen, Entladestrom, BMS, Steckverbinder, Ladespezifikationen und Batteriegehäuse.
Vom ersten Prototyp bis zur OEM-Serienfertigung bietet Nuranu die komplette, maßgeschneiderte Entwicklung von Lithium-Akkupacks an.
Was ist die Akkukapazität?
Die Batteriekapazität gibt an, wie viel elektrische Energie eine Batterie unter bestimmten Bedingungen speichern und abgeben kann.
Die Kapazität wird üblicherweise ausgedrückt in:
- Amperestunden (Ah)
- Wattstunden (Wh)
Bei vielen Batterieanwendungen reicht die Angabe in Ah allein nicht aus, um die insgesamt gespeicherte Energie zu vergleichen, da auch die Batteriespannung eine Rolle spielt.
Eine nützliche Beziehung lautet:
Energie (Wh) ≈ Spannung (V) × Kapazität (Ah)
Beispielsweise weist eine Batterie mit einer Nennspannung von 14,8 V und einer Nennkapazität von 5 Ah ungefähr folgende Werte auf:
14,8 V × 5 Ah = 74 Wh
Die tatsächlich nutzbare Energie hängt von Faktoren wie den Entladebedingungen, der Abschaltspannung, der Temperatur, der Alterung der Batterie und dem Wirkungsgrad des Systems ab.
Aus diesem Grund führt Nuranu eine Bewertung durch Spannung, Kapazität, Stromstärke und Laufzeit zusammen bei der Entwicklung eines kundenspezifischen Akkus.
Individuell angepasste Akkukapazität je nach Anwendungsbereich
Eine Batterie sollte auf die tatsächlichen Anforderungen des Produkts abgestimmt sein.
Beispielsweise kann ein Akku-Gerät Folgendes erfordern:
- 30 Minuten Laufzeit
- 60 Minuten Laufzeit
- 2 Stunden Laufzeit
- 8 Stunden Laufzeit
Die erforderliche Kapazität hängt vom Stromverbrauch des Geräts ab.
Eine vereinfachte Schätzung lautet:
Energiebedarf ≈ Leistungsaufnahme × Betriebszeit
Wenn ein Produkt beispielsweise etwa 100 W verbraucht und 2 Stunden lang in Betrieb sein muss:
100 W × 2 h = 200 Wh
Die endgültige Batteriekapazität sollte dann Effizienzverluste, Betriebsbedingungen, die nutzbare Entladetiefe und sonstige Systemanforderungen berücksichtigen.
Nuranu kann Ihnen dabei helfen, Ihr Laufzeitziel in eine praktische Batteriekonfiguration umzusetzen.
Die Kapazität ist mehr als nur ein Ah-Wert
Ein häufiger Fehler ist es, lediglich anzugeben: “Ich brauche eine 10-Ah-Batterie.”
Ein Batteriehersteller muss außerdem Folgendes verstehen:
- Erforderliche Spannung
- Kontinuierlicher Strom
- Spitzenstrom
- Laufzeit
- Zellchemie
- Verfügbarer Platz
- Gewichtsbeschränkungen
- Betriebstemperatur
- Ladeverfahren
- BMS-Anforderungen
Zwei 10-Ah-Akkus können völlig unterschiedliche Leistungsmerkmale aufweisen.
Zum Beispiel:
- 10 Ah × 12 V ≈ 120 Wh
- 10 Ah × 24 V ≈ 240 Wh
- 10 Ah × 48 V ≈ 480 Wh
Ein identisches „Ah“-Rating bedeutet nicht, dass die gleiche Energiemenge gespeichert ist.
Aus diesem Grund legt Nuranu die Kapazität unter Berücksichtigung der Spannungs- und Anwendungsanforderungen fest.
Individuelle Konfigurationen von Akkupacks mit kundenspezifischer Kapazität
Die Batteriekapazität hängt davon ab, wie die Zellen miteinander verbunden sind.
Serie Konfiguration
Durch die Reihenschaltung von Zellen wird in erster Linie die Spannung erhöht.
- 1S
- 2S
- 3S
- 4S
- 5S
- 6S
- 8S
- 10S
- 13S
Parallele Konfiguration
Durch die Parallelschaltung von Zellen erhöht sich:
- Kapazität
- Verfügbare Strombelastbarkeit
Zum Beispiel:
- 3S1P
- 3S2P
- 3S3P
- 4S1P
- 4S2P
- 4S3P
- 6S2P
- 6S3P
- 10S2P
- 13S2P
Eine Konfiguration wie beispielsweise 4S2P Das bedeutet, dass vier Zellengruppen in Reihe geschaltet sind, wobei in jeder Gruppe zwei Zellen parallel geschaltet sind.
Dadurch können Batterieentwickler folgende Faktoren aufeinander abstimmen:
- Spannung
- Kapazität
- Aktuell
- Größe
- Gewicht
- Kosten
Individuell einstellbare Kapazität und Batteriespannung
Die Nennleistung kann nicht unabhängig von der Spannung betrachtet werden.
Ein Kunde könnte beispielsweise Folgendes anfragen:
- 14,8 V, 10 Ah
Diese Spezifikation definiert beides:
- Spannung
- Kapazität
Der Batterieingenieur muss dann Folgendes ermitteln:
- Zellchemie
- Zellkapazität
- Anzahl der Zellen
- Serienkonfiguration
- Parallelkonfiguration
- BMS
- Ladegerät
- Räumliche Anordnung
Hier kommt der professionellen Batterietechnik eine wichtige Rolle zu.
Benötigen Sie eine bestimmte Batteriespannung?
Siehe:
Entwicklung eines Akkupacks mit hoher Kapazität
Eine Erhöhung der Kapazität kann zu einer längeren Laufzeit führen, aber auch folgende Faktoren erhöhen:
- Batteriegröße
- Gewicht
- Kosten
- Ladezeit
Bei manchen Produkten ist die maximale Kapazität nicht das Ziel.
Stattdessen könnte das Ziel lauten: Die höchstmögliche Energiekapazität innerhalb bestimmter Größen- und Gewichtsgrenzen.
Nuranu kann die Akkukonfiguration unter Berücksichtigung der physikalischen Gegebenheiten Ihres Produkts optimieren.
Batterielösungen mit hoher Energiedichte
Wenn der Platz im Akku begrenzt ist, kommt der Auswahl der Zellen eine besondere Bedeutung zu.
Nuranu kann Folgendes auswerten:
- Zellabmessungen
- Zellkapazität
- Energiedichte
- Entladeleistung
- Innerer Widerstand
- Lebensdauer des Zyklus
- Betriebstemperatur
Das Ziel besteht darin, ein angemessenes Gleichgewicht zwischen folgenden Aspekten herzustellen: Kapazität + Leistung + Größe + Gewicht + Zuverlässigkeit
Dies ist besonders wichtig für:
- Akku-Werkzeuge
- Staubsauger
- Robotik
- Tragbare Elektronikgeräte
- Medizinische Geräte
- Industriegeräte
Individuelle Akkukapazität für verschiedene Anwendungsbereiche
Nuranu entwickelt maßgeschneiderte Akkupacks für eine breite Palette von Produkten.
Elektrische Werkzeuge
Maßgeschneiderte Akkupacks für:
Akku-Bohrmaschinen
Schlagschrauber
Sägen
Sanders
Motorbetriebene Gartengeräte
Eine höhere Kapazität kann genutzt werden, wenn eine längere Betriebsdauer wichtiger ist als ein möglichst geringes Batteriegewicht.
Staubsauger
Maßgeschneiderte Lösungen für Batteriekapazitäten für:
Akku-Staubsauger
Stabstaubsauger
Handstaubsauger
Roboterstaubsauger
Die Batteriekapazität lässt sich wie folgt optimieren:
Reinigungsdauer
Motorleistung
Batteriefach
Produktgewicht
Robotik
Die Batteriekapazität ist besonders wichtig für mobile Roboter.
Zu den Anwendungsbereichen gehören:
Mobile Roboter
FTS
AMRs
Autonome Geräte
Serviceroboter
Nuranu kann Akkupacks unter Berücksichtigung folgender Faktoren konzipieren:
Betriebsdauer, Anforderungen des Antriebsmotors, Spitzenlasten, Ladezyklen und verfügbarer Platz
Medizinische Geräte
Bei geeigneten tragbaren medizinischen Geräten lässt sich die Akkukapazität in etwa wie folgt optimieren:
Spannung
Kapazität
Größe
Laufzeit
Schutzanforderungen
Industrielle Ausrüstung
Maßgeschneiderte Akkupacks für:
Tragbare Messgeräte
Prüfgeräte
Überwachungssysteme
Industrieelektronik
Mobile Geräte
IoT und intelligente Geräte
Bei vernetzten Geräten lässt sich die Kapazität in folgenden Bereichen optimieren:
Standby-Zeit
Aktive Betriebszeit
Kommunikationshäufigkeit
Gerätegröße
Intervall für den Batteriewechsel
Individuelle Kapazität je nach Batterietyp
Nuranu unterstützt je nach Anwendungsanforderungen verschiedene Lithium-Batterie-Chemien.
Lithium-Ionen-Akkus
Lithium-Ionen-Zellen kommen häufig zum Einsatz, wenn Kunden folgende Anforderungen haben:
- Hohe Energiedichte
- Kompakte Größe
- Gute Leistungsfähigkeit
- Flexible Akkukonfigurationen
Zu den gängigen Anwendungsbereichen gehören:
- Elektrowerkzeuge
- Staubsauger
- Robotik
- Tragbare Geräte
- Unterhaltungselektronik
LiFePO4-Akkupacks
LiFePO4-Batterien kommen häufig für Anwendungen in Frage, bei denen folgende Aspekte im Vordergrund stehen:
- Lange Lebensdauer
- Thermische Stabilität
- Sicherheit
- Langlebiger Betrieb
Zu den Anwendungsbereichen gehören unter anderem:
- Energiespeicherung
- Industrielle Ausrüstung
- Mobile Stromversorgung
- Sicherungssysteme
Lithium-Polymer-Akkupacks
Lithium-Polymer-Zellen können nützlich sein, wenn der Akku in ein maßgeschneidertes oder platzbeschränktes Gehäuse passen muss.
Zu den Vorteilen können gehören:
- Flexible Formfaktoren
- Flache Designs
- Leichtbauweise
Zu den Anwendungsbereichen gehören:
- IoT-Geräte
- Tragbare Elektronikgeräte
- Tragbare Produkte
- Kompakte Geräte
Individuell anpassbare Kapazität und Entladestrom
Eine Batterie mit hoher Ah-Kapazität liefert nicht unbedingt genügend Strom für eine Anwendung mit hoher Leistungsaufnahme.
Nuranu bewertet beides:
Kapazität
Wie viel Energie die Batterie speichern kann.
Entladestrom
Wie viel Strom die Batterie sicher liefern kann.
Für Produkte wie:
- Elektrowerkzeuge
- Motoren
- Robotik
- Pumpen
- Hochleistungsgeräte
Der Spitzen- und der Dauerstrombedarf können dabei von besonderer Bedeutung sein.
Bei der Auswahl der Batteriezellen müssen daher sowohl die Kapazität als auch die Entladeleistung berücksichtigt werden.
Maßgeschneiderte BMS für Kapazitätsakkus
Das BMS sollte auf folgende Eigenschaften der Batterie abgestimmt sein:
- Serienkonfiguration
- Aktuelle Anforderungen
- Zellchemie
- Ladeanforderungen
- Schutzanforderungen
Je nach Anwendungsfall kann das BMS Folgendes bieten:
- Schutz vor Überladung
- Überentladungsschutz
- Überstromschutz
- Kurzschlussschutz
- Überwachung der Temperatur
- Zellenausgleich
Moderne Batteriesysteme können zudem die Kommunikation und die Batterieüberwachung unterstützen.
Batteriegehäuse mit individueller Kapazität
Eine Kapazitätserhöhung bedeutet oft, dass weitere Zellen hinzugefügt werden müssen.
Allerdings muss die Batterie immer noch in das Produkt des Kunden passen.
Nuranu kann Folgendes optimieren:
- Zellanordnung
- Lage der Leiterplatte
- Kabelverlegung
- Anschlussposition
- Batteriegehäuse
- Befestigungskonstruktion
Dadurch lässt sich die Batteriekapazität innerhalb der verfügbaren Einbaufläche optimieren.
Laufzeitoptimierung
Die Akkulaufzeit hängt von mehreren Faktoren ab.
Zu den wichtigen Faktoren zählen:
- Batterieenergie
- Stromverbrauch des Geräts
- Motoreffizienz
- Effizienz von Elektronik
- Betriebsart
- Temperatur
- Alter der Batterie
Eine einfache theoretische Schätzung lautet:
Laufzeit ≈ Batteriekapazität ÷ Leistungsaufnahme des Geräts
Zum Beispiel:
- Akku: 200 Wh
- Leistungsaufnahme des Geräts: 100 W
- Geschätzte Laufzeit: ≈ 2 Stunden
Die tatsächliche Laufzeit kann aufgrund von Umwandungsverlusten, Betriebsbedingungen, Grenzwerten und Schwankungen im Stromverbrauch geringer ausfallen.
Nuranu kann anhand Ihrer tatsächlichen Produktspezifikationen ein passenderes Kapazitätsziel erarbeiten.
Entwicklungsprozess für maßgeschneiderte Akkupacks
Schritt 1 – Festlegen der Laufzeitumgebung
Teilen Sie uns bitte mit, wie lange Ihr Produkt in Betrieb sein muss.
Zum Beispiel:
- 30 Minuten
- 1 Stunde
- 4 Stunden
- 8 Stunden
- Benutzerdefinierte Laufzeit
Schritt 2 – Ermittlung der Leistungsaufnahme
Wir bewerten:
- Nennleistung
- Dauerstrom
- Spitzenleistung
- Aktuelle Nachfrage
Schritt 3 – Erforderliche Energie berechnen
Der Energiebedarf wird anhand folgender Formel geschätzt:
- Stromverbrauch
- Laufzeit
- Systemeffizienz
- Nutzbare Reichweite der Batterie
Schritt 4 – Batteriezellen auswählen
Bei der Zellenauswahl wird Folgendes berücksichtigt:
- Kapazität
- Entladestrom
- Energiedichte
- Größe
- Gewicht
- Lebensdauer des Zyklus
Schritt 5 – Reihen- bzw. Parallelschaltung bestimmen
Die Batteriekonfiguration ist so optimiert, dass die erforderlichen Werte erreicht werden:
- Spannung
- Kapazität
- Aktuell
- Abmessungen
Schritt 6 – Entwurf des BMS
Das BMS wird auf die Batteriekonfiguration und den Einsatzzweck abgestimmt.
Schritt 7 – Einen Prototyp entwickeln
Muster werden hergestellt für:
- Kapazitätsprüfung
- Laufzeittests
- Überprüfung der Abrechnung
- Produktkompatibilität
Schritt 8 – Produktion
Nach der Freigabe geht die Batterie in die Serienproduktion beim Erstausrüster über.
Individuelle Prüfung der Batteriekapazität
Nuranu kann während der Entwicklung und Produktion entsprechende Batterietests durchführen.
Kapazitätsprüfung
- Kapazität der Batterie
- Energieausbeute
- Lade-/Entladeverhalten
Elektrische Prüfungen
- Spannung
- Aktuell
- Innerer Widerstand
- Ladeleistung
BMS-Prüfung
- Schutz vor Überladung
- Überentladungsschutz
- Überstromschutz
- Kurzschlussschutz
- Temperaturschutz
Die Prüfanforderungen hängen von der Bauart der Batterie und der jeweiligen Endanwendung ab.
Prototypen von maßgeschneiderten Akkupacks mit individueller Kapazität
Anhand von Prototypen können Kunden Folgendes beurteilen:
- Tatsächliche Laufzeit
- Körperliche Fitness
- Gewicht der Batterie
- Ladeleistung
- Produktkompatibilität
- Verhalten des BMS
Nuranu kann dann noch Anpassungen am Design vornehmen, bevor die Produktion in größeren Stückzahlen anläuft.
OEM-/ODM-Fertigung von Akkus mit kundenspezifischer Kapazität
Nuranu bietet eine durchgängige OEM/ODM-Batterieproduktion an.
Laufzeitanforderungen
↓
Leistungsanalyse
↓
Energieberechnung
↓
Zellauswahl
↓
Reihen- / Parallelschaltung
↓
BMS Design
↓
Prototyp
↓
Testen
↓
Kundenzustimmung
↓
Massenproduktion
Dadurch haben die Kunden während des gesamten Batterieentwicklungsprozesses einen einzigen Fertigungspartner.
Warum sollten Sie sich für Nuranu-Batterien entscheiden?
Anwendungsorientiertes Batteriedesign
Wir wählen eine Batterie nicht einfach anhand der Ah-Zahl aus. Wir betrachten die gesamte Anwendung.
Flexible Kapazitätskonfiguration
Die Batteriekapazität lässt sich durch folgende Maßnahmen optimieren: Auswahl der Zellen, Parallelschaltung, Abmessungen der Batterie und Wahl der chemischen Zusammensetzung.
Technischer Support
Falls Sie die genau benötigte Kapazität nicht kennen, können unsere Ingenieure folgende Faktoren bei Ihnen prüfen: Leistungsaufnahme des Produkts, angestrebte Betriebsdauer, Spannung, Stromstärke und verfügbarer Platz.
Vom Prototyp zur Serienfertigung
Nuranu bietet Unterstützung bei: Prototypen von Akkupacks, Entwicklungsmustern, Pilotproduktion und OEM-Serienfertigung.
Maßgeschneiderte BMS-Integration
Je nach Anwendungsanforderungen können Schutz- und Überwachungsfunktionen integriert werden.
Welche Informationen benötigen wir?
Um ein individuelles Angebot für eine Batterie mit individueller Kapazität zu erhalten, geben Sie bitte Folgendes an:
| Anforderung | Beispiel |
|---|---|
| Batteriespannung | 14,8 V |
| Erforderliche Kapazität | 10 Ah |
| Anwendung | Akku-Geräte |
| Laufzeit | 2 Stunden |
| Kontinuierlicher Strom | 10A |
| Spitzenstrom | 20 A |
| Maximale Abmessungen | 180 × 80 × 45 mm |
| Batteriechemie | Li-Ionen |
| Stecker | Vorhandener Stecker |
| BMS | Erforderlich |
| Anzahl | 1.000 Stück |
Falls Sie die erforderliche Ah-Leistung nicht kennen, geben Sie einfach folgende Angaben zum Produkt an:
- Stromverbrauch
- Erforderliche Laufzeit
- Spannung
- Maximale Abmessungen der Batterie
Nuranu kann bei der Ermittlung der erforderlichen Batteriekapazität helfen.
Häufig gestellte Fragen zu Akku-Packs mit individueller Kapazität
Was ist ein maßgeschneiderter Akku?
Ein maßgeschneiderter Akku ist ein wiederaufladbarer Akku, der so ausgelegt ist, dass er entsprechend der Spannung, der Laufzeit, der Stromstärke und den baulichen Anforderungen des Produkts eine bestimmte Menge an elektrischer Energie liefert.
Kann man die Akkukapazität in Ah individuell anpassen?
Ja. Die Batteriekapazität lässt sich individuell anpassen, indem man geeignete Zellen auswählt und diese entsprechend der benötigten Kapazität und Stromstärke parallel schaltet.
Können Sie einen Lithium-Akku mit hoher Kapazität herstellen?
Ja. Nuranu kann Lithium-Akkupacks mit hoher Kapazität entwickeln, indem das Unternehmen die Auswahl der Zellen sowie die Reihen- und Parallelanordnung unter Berücksichtigung der Anforderungen an Größe, Gewicht, Spannung und Stromstärke des Produkts optimiert.
Wie berechne ich die benötigte Batteriekapazität?
Ein grundlegender Ansatz besteht darin, den Energiebedarf anhand des Stromverbrauchs und der Betriebszeit zu schätzen:
Energie ≈ Leistung × Laufzeit
Bei der endgültigen Batteriekapazität sollten dann die Spannung, der Wirkungsgrad, die nutzbare Kapazität, die Betriebsbedingungen und weitere Systemanforderungen berücksichtigt werden.
Was ist der Unterschied zwischen Ah und Wh?
Ah beschreibt die Ladekapazität, während Wh die Energie angibt und die Spannung mit einbezieht.
Eine vereinfachte Beziehung lautet:
Wh ≈ V × Ah
Können Sie sowohl die Spannung als auch die Kapazität individuell anpassen?
Ja. Nuranu kann Spannung und Kapazität gemeinsam festlegen, indem die geeignete Konfiguration aus Reihen- und Parallelzellen ausgewählt wird.
Kann man einen Akku für eine bestimmte Laufzeit herstellen?
Ja. Die Laufzeit ist einer der wichtigsten Parameter bei der Entwicklung maßgeschneiderter Akkus.
Geben Sie die ungefähre Leistungsaufnahme des Produkts und die erforderliche Betriebszeit an, dann können unsere Ingenieure die benötigte Batteriekapazität berechnen.
Kann man die Akkukapazität anpassen, ohne die Spannung zu ändern?
Ja. Die Kapazität lässt sich oft durch das Hinzufügen von parallel geschalteten Zellen erhöhen, wobei die Reihenschaltung und die Nennspannung beibehalten werden, vorausgesetzt, der daraus resultierende Akku bleibt mit dem Produkt kompatibel.
Kann ein Akku mit höherer Kapazität mein Gerät beschädigen?
Eine Batterie mit höherer Kapazität bedeutet nicht automatisch eine höhere Spannung. Das gesamte Batteriesystem muss jedoch mit der Spannung, der Stromstärke, dem Ladesystem, dem BMS, den Abmessungen und den elektrischen Anforderungen des Produkts kompatibel bleiben.
Können Sie aus einer vorhandenen Batterie eine Batterie mit individueller Kapazität entwickeln?
Ja. Eine vorhandene Batterie kann nützliche Informationen über Spannung, Kapazität, Zellenkonfiguration, Abmessungen, Anschlüsse und BMS-Anforderungen liefern.
Können Sie Batterien mit individueller Kapazität in großen Stückzahlen herstellen?
Ja. Nuranu unterstützt die Prototypenentwicklung, die Pilotproduktion und die OEM-Serienfertigung.
Benötigen Sie eine Batterie mit einer bestimmten Kapazität?
Teilen Sie uns Ihre Anforderungen hinsichtlich Ah, Wh, Laufzeit, Spannung, Stromstärke oder Batterieabmessungen mit. Falls Sie die genaue Kapazität, die Sie benötigen, nicht kennen, senden Sie uns bitte Ihre Produktspezifikationen zu – unsere Ingenieure helfen Ihnen dann gerne bei der Auswahl einer geeigneten Batteriekonfiguration.
