การรู้ว่าตู้ควบคุมเกรด 2 ต้องการไฟสำรองสิบสองชั่วโมง และเกรด 3 ต้องการยี่สิบสี่ชั่วโมงเป็นเรื่องหนึ่ง แต่การแปลงข้อกำหนดนั้นให้เป็นจำนวนเซลล์ ความจุ แรงดันชุด และโปรไฟล์การชาร์จที่ยังคงถูกต้องแม้แปดปีต่อมาเป็นอีกเรื่องหนึ่ง บทความ B ให้วิธีทางวิศวกรรม โดยสร้างงบประมาณพลังงานจากรายการโหลดจริง ลดทอนค่าตามประสิทธิภาพ ความลึกการคายประจุ และการเสื่อมสภาพเมื่อถึงอายุงาน เปรียบเทียบเคมีแบตเตอรี่ตัวเลือกตามปัจจัยที่สำคัญจริงในตู้สัญญาณกันขโมย และวางการตัดสินใจด้านสถาปัตยกรรมชุดแบตเตอรี่และเครื่องชาร์จที่แยกความแตกต่างระหว่างตู้ที่ผ่านการทดสอบประจำปีกับตู้ที่ไม่ผ่าน
การคำนวณแบตเตอรี่ที่น่าเชื่อถือทุกครั้งเริ่มจากตารางโหลดแบบแจกแจงรายการ ไม่ใช่ตัวเลขเดียวที่เดาจากฉลากของตู้ ให้ระบุกระแสช่วงพักและช่วงทำงานของตัวควบคุม วงจรเดินสายแต่ละเส้นและกระแสการเฝ้าตรวจ คีย์แพดและตัวขยายแต่ละตัว อุปกรณ์สื่อสารในช่วง heartbeat และช่วงส่งข้อมูลเต็มกำลัง และเอาต์พุตไซเรนหรือกระดิ่งในช่วงสัญญาณเตือน นำกระแสแต่ละค่าคูณด้วยเวลาที่ถูกดึงใช้ในสถานการณ์การทำงานอิสระที่กำหนด: สำหรับการออกแบบเกรด 3 ประเภท A คือ 24 ชั่วโมงของการทำงานปกติ และสำหรับรูปแบบเกรด 2 ที่ใช้กันทั่วไปในสหราชอาณาจักร คือ 12 ชั่วโมงปกติ ตามด้วย 4 ชั่วโมงในช่วงเตือน ผลรวมในหน่วยแอมป์-ชั่วโมงที่แรงดันของชุดแบตเตอรี่ คือพลังงานดิบที่เซลล์ต้องจ่าย
อุปกรณ์สื่อสารสมควรได้รับบรรทัดแยกต่างหาก วิทยุ IP หรือเซลลูลาร์อาจดึงกระแสเฉลี่ยเพียงไม่กี่สิบมิลลิแอมป์ แต่ในช่วงการส่งสัญญาณ burst อาจดึงกระแสหลายร้อยมิลลิแอมป์หรือมากกว่า หากสถานการณ์ที่กำหนดสมมติว่ามีการส่งสัญญาณเตือนซ้ำๆ ระหว่างไฟดับ การส่ง burst เหล่านั้นไม่สามารถถือเป็นช่วงเวลาที่เกิดขึ้นทันทีและไม่กินพลังงาน การบันทึกค่าเหล่านี้อย่างชัดเจนคือสิ่งที่ทำให้สายจ่ายไฟคงที่และเวลาสำรองเป็นจริง
ค่าแอมป์-ชั่วโมงบนแผ่นป้ายของเซลล์ใหม่ที่วัดที่ 20 องศาเซลเซียส ไม่ใช่ความจุที่ตู้จะใช้ได้เมื่อถึงอายุงาน น้ำตกแบบเคลื่อนไหวจะแสดงตัวอย่างการคำนวณสำหรับตู้เกรด 3 ขนาด 12V ที่ดึงกระแส 0.12A เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และ 0.35A เป็นเวลาสี่ชั่วโมงเตือน ความต้องการดิบคือพลังงานช่วงพัก 2.88 Ah บวกกับพลังงานช่วงเตือน 1.4 Ah รวม 4.28 Ah หารด้วยประสิทธิภาพการแปลงประมาณ 0.90 เพื่อครอบคลุมเส้นทาง OR-ing และการเรกูเลต จำกัดความลึกการคายประจุที่ใช้ได้ที่ประมาณ 0.80 เพื่อให้ชุดเซลล์ไม่คายประจุลึกเกินไป และสำรองปัจจัย 0.80 เพิ่มเติมสำหรับการลดลงของความจุเมื่อถึงอายุงานที่ประกาศไว้ ผลลัพธ์—ความจุบนแผ่นป้ายประมาณ 7.4 Ah—คือประมาณ 1.7 เท่าของตัวเลขดิบ
ตัวคูณนั้นไม่ใช่การมองโลกในแง่ร้าย แต่คือความแตกต่างระหว่างชุดแบตเตอรี่ที่ผ่านการทดสอบประเภทบนโต๊ะทดสอบ กับชุดที่ผ่านการทดสอบประจำปีตามเกรดหลายปีต่อมาในตู้ที่อยู่ในที่อุ่น นักออกแบบที่ใช้ความจุบนแผ่นป้ายเทียบกับความต้องการดิบ กำลังใช้ระยะขอบสำหรับอายุงานและอุณหภูมิหมดไปตั้งแต่วันแรก
ตารางให้คะแนนแบบเคลื่อนไหวประเมินแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบปิดผนึก, NiMH และลิเธียมไอออนในห้าปัจจัยที่จำเพาะต่อการสำรองไฟสัญญาณกันขโมย: ความพร้อมในการชาร์จลอย การสลับใช้ไฟอย่างราบรื่น อายุงานในตู้ที่ร้อน ความปลอดภัยโดยธรรมชาติ และความคุ้มค่าด้านราคา แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดได้คะแนนจากความคุ้นเคยและต้นทุนเริ่มต้น แต่มีน้ำหนักมาก เกิดซัลเฟตภายใต้สภาพที่ชาร์จเกือบเต็มตลอดเวลา และอ่อนกำลังในจุดที่เย็น ลิเธียมไอออนได้คะแนนจากความหนาแน่นพลังงานและการสลับใช้ไฟ แต่ต้องมีวงจรป้องกันและบาลานซ์ มีภาระด้านการขนส่งและกฎระเบียบมากกว่า และให้ประโยชน์ด้านต้นทุนน้อยมากในกรณีที่ตู้มีพื้นที่กว้าง
NiMH ได้คะแนนอย่างดีในช่วงกลาง: แรงดันคงที่ 1.2V ที่ราบเรียบและอิมพีแดนซ์ต่ำให้การสลับใช้ไฟที่สะอาดและไม่มีข้อผิดพลาด เคมีแบบน้ำทนต่อการใช้งานผิดวิธีและการลัดวงจรได้โดยธรรมชาติภายในขอบเขตการออกแบบ ไม่มีแคดเมียมและไม่มีเอฟเฟกต์หน่วยความจำ และต้นทุนต่อชั่วโมงสำรองที่ได้รับมีความสามารถในการแข่งขันในขนาด AA ถึง sub-C ซึ่งเป็นขนาดหลักในตู้ขนาดกะทัดรัด วินัยเพียงข้อเดียว—การชาร์จที่คำนึงถึงอุณหภูมิเพื่อหลีกเลี่ยงการแห้งเหี่ยวเหนือประมาณ 45 องศาเซลเซียส—เป็นกฎการออกแบบ ไม่ใช่อุปสรรค และจัดการได้เต็มที่ในเพาเวอร์ซัพพลายของตู้
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของตู้มักทำงานที่สายจ่ายไฟ 12V พิกัด ซึ่งชุด NiMH สร้างจากเซลล์สิบเซลล์ต่ออนุกรมที่ 1.2V พิกัด (ชุดที่ชาร์จเต็มที่ประมาณ 13.5–14V สามารถตามสายจ่ายไฟตะกั่ว-กรดเดิมได้อย่างสบาย) ระบบ 6V และ 24V ใช้ห้าและยี่สิบเซลล์ตามลำดับ ภายในชุดนั้น ขนาดเซลล์—AA, C หรือ sub-C แบบอัตราการจ่ายสูง—กำหนดทั้งความจุและความสามารถในการจ่ายกระแสพุ่งช่วงเตือนโดยแรงดันไม่ตก อิเล็กโทรดที่ใหญ่กว่ายังทำงานเย็นกว่าภายใต้การชาร์จบำรุงรักษา ซึ่งยืดอายุการชาร์จลอย
การจับคู่เซลล์ในชุดอนุกรมไม่สามารถต่อรองได้: เซลล์ที่อ่อนที่สุดกำหนดจุดหักเข่า และชุดที่ไม่จับคู่จะถึงอายุงานเร็วและเสี่ยงต่อการกลับขั้วในช่วงคายประจุลึก ชุดแบตเตอรี่เกรดอุตสาหกรรมใช้เซลล์จากล็อตการผลิตเดียว คัดแยกตามความจุและความต้านทานภายใน ใช้แผ่นนิกเกิลเชื่อมแทนแคลิปสปริงที่ประกอบมือเพื่อความปลอดภัยต่อการสั่นสะเทือน และมีฟิวส์ความร้อนหรือ PTC ในตัวเพื่อป้องกันความเสียหาย ชุดแบตเตอรี่ควรมีเทอร์มิสเตอร์เพื่อให้เพาเวอร์ซัพพลายของตู้ลดการชาร์จเมื่อตู้ร้อนขึ้น
ในผลิตภัณฑ์สำรองไฟ เครื่องชาร์จทำงานตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นการออกแบบจึงกำหนดอายุของแบตเตอรี่ EN 50131-6 กำหนดให้ชุดแบตเตอรี่ที่หมดกลับมาที่ 80 เปอร์เซ็นต์ภายใน 72 ชั่วโมง ซึ่งการชาร์จกระแสคงที่ในระดับปานกลางทำได้ง่าย แต่ปัญหาที่ยากกว่าคือจะเกิดอะไรขึ้นหลังชาร์จเต็ม ในช่วงหลายปีของการเตรียมพร้อม กระแสบำรุงรักษาระยะยาวที่ C/20 หรือต่ำกว่า หรือการชาร์จลอยแบบพัลส์/ชดเชยอุณหภูมิ จะรักษาชุดเซลล์ให้เต็มโดยไม่มีการชาร์จเกินอย่างต่อเนื่องซึ่งก่อให้เกิดก๊าซและการแห้งเหี่ยว การลดกระแสผ่านเทอร์มิสเตอร์เมื่อเกินประมาณ 40–45 องศาเซลเซียส และการตัดการทำงานตามอุณหภูมิสัมบูรณ์ จะปกป้องตู้ในช่วงฤดูร้อนกรณีเลวร้ายที่สุด
เครื่องชาร์จต้องทำงานร่วมกับข้อกำหนดการสลับไฟอย่างราบรื่น: กระแสชาร์จที่ถูกตัดออกในทันทีที่ไฟดับต้องไม่ทำให้สายจ่ายไฟตก และการกลับมาของไฟต้องไม่ดูเหมือนความเสียหาย เส้นทาง OR-ing ด้วยไดโอดหรือ MOSFET ที่สะอาด โดยที่แบตเตอรี่เชื่อมต่อกับสายจ่ายไฟตลอดเวลา จะทำให้ได้ทั้งสองอย่าง
สำหรับผู้ผลิตตู้ ชุดแบตเตอรี่ยังเป็นชิ้นส่วนบริการ ดังนั้นสถาปัตยกรรมควรเอื้อต่อรูปทรงที่กำหนดและเปลี่ยนได้ ขั้วที่ชัดเจน และคอนเนกเตอร์แบบมีร่องกันเสียบผิด และฉลากความจุที่ระบุเวลาสำรองตามเกรดที่ชุดแบตเตอรี่รองรับ ชุดแบตเตอรี่เชื่อมที่หุ้มด้วยฟิล์มหดและแคริเออร์ฉนวนจะทนต่อการติดตั้งและการขนส่งได้ดีกว่าเซลล์หลวมมาก และผู้จัดหาเซลล์ที่สม่ำเสมอจะรักษาวินัยล็อตที่จับคู่ให้ทำซ้ำได้ในทุกล็อตการผลิต การจัดทำเอกสารชุดแบตเตอรี่ด้วยข้อมูลสมรรถนะ IEC 61951-2 หลักฐานความปลอดภัยนิกเกิลแบบปิดผนึก IEC 62133-1 และข้อมูลการขนส่ง UN 38.3 ช่วยให้การประกาศ EN 50131-6 ของตู้อาศัยหลักฐานเซลล์ที่ติดตามได้ แทนที่จะเป็นการอ้างเปล่า
บทความ C ปิดวงจรด้วยเส้นทางการทดสอบและการรับรองที่สมบูรณ์: วิธีตรวจสอบข้อกำหนดเรื่องเวลาสำรองตามเกรด การสลับไฟ การชาร์จกลับ และความทนทาน และเอกสารที่หน่วยรับรองหรือผู้รับประกันภัยคาดหวังว่าจะได้เห็น
Weijiang Power สร้างชุดแบตเตอรี่สำรอง NiMH ตามเกรดสำหรับผู้ผลิตตู้สัญญาณกันขโมย (OEM): ชุดเซลล์เชื่อมที่จับคู่แล้วในขนาด AA, C และ sub-C สำหรับสายจ่ายไฟ 12/24V ความจุบนแผ่นป้ายที่ลดทอนไว้เพื่อผ่านข้อกำหนดสำรองไฟ EN 50131-6 เมื่อถึงอายุงาน การออกแบบที่พร้อมติดตั้งเทอร์มิสเตอร์สำหรับการชาร์จที่คำนึงถึงอุณหภูมิ และเอกสาร IEC 61951-2, IEC 62133-1 และ UN 38.3 ที่ครบถ้วน แชร์รายการโหลดและเกรดเป้าหมายของคุณ แล้วเราจะส่งมอบชุดแบตเตอรี่ที่คำนวณขนาดแล้ว การคำนวณการลดทอน และรูปทรงที่พร้อมให้บริการ
