מדריך לבחירת חבילת סוללות תחליפית: כיצד מתח, קיבולת, מערכת ניהול סוללות (BMS) ומחברים עובדים יחד באמת

לאחר שנים רבות בעסקי הסוללות התחליפיות, שמהוּ איזשהו דבר מעניין.

רבים מהלקוחות פונים אלינו עם רשימת חומרים מפורטת (BOM): מתח, קיבולת, סוג חיבור, ואפילו דגמי תאים — כל הפרטים נראים מדויקים.
אבל כשאנו שואלים מַדוּעַ למה פרמטרים אלו נבחרו, התשובה היא לעתים קרובות:

״זה מה שמשתמשים בו בסוללה המקורית.״

העתקת העיצוב המקורי היא לעתים הכרחית — אך לא צריכה להיות אוטומטית.

ומה אם בעיצוב של היצרן המקורי היו פשרות?
ומה אם רכיבים מסוימים הופסקו לייצור?
ומה אם יישום האמת שלכם כבר אינו דורש את הتكوين הזה?

בחירת סוללה אמיתית אינה כפולה.
היא הבנה כיצד כל פרמטר משפיע על האחרים — ותאום המערכת כולה.

במדריך זה נסקור את ארבעת הרכיבים המרכזיים של כל חבילת סוללות תחליפית:

• מתח

• נפח

• BMS

• מחבר והתקשרות

הם אינם קיימים באופן עצמאי. ברגע שמבינים אילו פרמטרים מניעים אילו, עוזבים את התפקיד של "ספק סוללות" ומתחילים לפעול כשותף טכנולוגי.

---

1. המתח מגיע ראשון — אין כאן מקום למשא ומתן

נבהיר זאת:

המתח הוא הפרמטר היחיד בסוללות תחליפיות שיש לו גמישות כמעט אפס.

המנועים דורשים מתח מסוים כדי להגיע למהירות הנומינלית.
לוחות מעגלים מודפסים (PCB) פועלים בתוך טווחי מתח קבועים.

הזרמת מתח של 24 וולט למכשיר שפועל ב-12 וולט תביא כמעט בוודאות לפגם.
אם נסו להפעיל מערכת של 48 וולט במתח של 36 וולט, ייתכן שהפעלת המערכת תיכשל לחלוטין.

הבלבול מתרחש לרוב בין:

• מתח נומינלי (3.6 וולט / 3.7 וולט עבור סוללות NMC, 3.2 וולט עבור סוללות LFP)

• מתח מלא טעון (4.2 וולט עבור סוללות NMC, 3.65 וולט עבור סוללות LFP)

אם החבילה המקורית משתמשת בכימיה מסוג NMC ואתם מחליפים אותה בסוללה מסוג LFP, המטען והמכשיר עלולים לפרש את מתח הטעינה המלא הנמוך יותר כ"הסוללה לא טעונה באופן מלא".

זו אינה בעיה של כימיה — אלא בעיה של תאימות מערכת.

טיפ מקצועי

כאשר לקוחות שואלים האם מתח גבוה יותר יספק יותר הספק, התשובה שלנו תמיד היא:

כן, מבחינה טכנית — אך רק אם אושרו דירוגי ה-MOSFET, הקondenסטורים, מגבלות המטען וסף הגנת המערכת. שדרוג מתח ללא בדיקה מדויקת יוצר לעיתים קרובות סיכונים חבויים לאמינות.

---

2. קיבולת: גדולה יותר איננה טובה יותר — התאמה טובה יותר היא הטובה יותר

הקיבולת נמכרת בקלות מכיוון שהיא מתורגמת ישירות לזמן הפעלה.

אבל מנקודת מבט הנדסית, הקיבולת מוגבלת בשני דברים:

מרחב פיזי

תאי הסוללות אינם גדלים.
כדי להגביר את הקיבולת, עליכם:

• לעבור לתאים בעלי צפיפות אנרגיה גבוהה יותר

• לשנות את צורת הגוף (form factor)

• להסתדר עם העובדה שפשוט לא יתאים

אין כאן קסם.

יכולת פריקה (קצב C)

כאן נכשלים רבים מפרויקטי ההחלפה.

תאים מקבילים לא רק מגדילים את הקיבולת — הם שותפים בזרם.

דוּגמָה:

העיצוב המקורי:
2 תאים של 2500 מיליאמפר-שעה במקביל
כל אחד מדורג ב-10 אמפר → סך הזרם הרציף = 20 אמפר

ניסיון החלפה:
תא יחיד של 5000 מיליאמפר-שעה
مدرג רק ב-15 אמפר רציף

קיבולת זהה. הספק חשמלי נמוך יותר.

התוצאה? נפילה במתח, מתח תרמי, פעילות לא יציבה.

טיפ מקצועי

במקום לשאול:

«כמה קיבולת אתם רוצים?»

אנחנו שואלים:

• מהו הזרם הרגיל של הפעלה?

• הזרם השיא?

• כמה זמן נמשך עומס גבוה?

פרופילי עומס אמיתיים חשובים בהרבה ממספרים בולטים של mAh.

---

3. חיבורים: התאמה פיזית היא קלה — התקשורת היא המחסום האמיתי

לממשקים של סוללות יש שני שichten:

שכבה פיזית

סוג החיבור, סידור המגעים, כיוון יציאת הכבל.

עם דוגמאות, זה בדרך כלל פשוט.

שכבת התקשורת (כאן הפרויקטים נתקעים לרוב)

התקנים מודרניים — מטאטאות חשמליות, כלים חשמליים, ציוד גינון — כוללים לעתים קרובות קווי נתונים בנוסף לקוטבים החיובי והשלילי.

קווים אלו מעבירים אותות אימות או סטטוס.

הסוללה אומרת: אני בריאה. אני מאושרת.
ההתקן עונה: בסדר — ניתן לפעול.

אם הסכמת ההתחברות הזו נכשלת, הסוללה יכולה להיות טעונה לחלוטין ואף אז לא תישתמש.

המתח והקיבולת בלבד לא יפתרו בעיה זו.

טיפ מקצועי

לפני הצגת הצעת מחיר, אנו תמיד בודקים:

• האם קיימים פינים לתקשורת?

• SMBus? I2C? פרוטוקול ייחודי חד-חוטי?

• האם המפעל שלנו כבר פענח בעבר פלטפורמות דומות?

זה קובע האם הפרויקט יגיע לייצור המוני — או יסתיים בשלב הפרוטוטיפ.

---

4. BMS: המוח ששולט בבטיחות ובתקופת חיים

בחירת ה-BMS היא תמיד עניין של איזון.

אסטרטגיית האיזון

עבור חבילות קטנות עם עקביות טובה של תאים, איזון פסיבי הוא לעתים קרובות מספיק.

עבור חבילות עם מספר רב של תאים בחיבור טוריאני או ליישומים של מחזורים מעמיקים, איזון אקטיבי משפר באופן משמעותי את תקופת החיים על ידי הפחתת הסטייה בין התאים.

תכונות חכמות

אם אתם צריכים מדידת מטען מדויקת, עליכם להשתמש בספירת קולון.

אם אתם צריכים היסטוריית שימוש או אבחנות, עליכם להשתמש במערכת ניהול סוללות (BMS) עם זיכרון.

סף הגנה

כל פרמטר נקשר לתנאים ממשיים:

• מתח עלייה יתר → גיליון נתוני התא

• זרם עלייה יתר → זרם חסימה של המנוע

• מגבלות טמפרטורה → הסביבה שבה ישתמש בה הסופי

אין מערכת ניהול סוללות (BMS) אוניברסלית "הטובה ביותר".

רק המערכת המתאימה ביותר ליישום שלכם.

טיפ מקצועי

איננו ממליצים על מערכת ניהול סוללות (BMS) היקרה ביותר.

אנו ממליצים על האופציה הנכונה.

ציוד תעשייתי נותן עדיפות ליציבות ולעמידות.
האלקטרוניקה הצרכנית האירופית נותנת עדיפות לאישורים ולשכפול (ריבוד).

שווקים שונים, אסטרטגיות שונות.

---

זרימת החלטות מעשית לבחירת סוללה חלופית

כך אנו ניגשים לפרויקטים פנימיים:

שלב 1: קבעו את המתח

אשררו את מתח ההתקן → קבעו את מספר התאים המחוברים בטור → סוג הסוללה הופך לגורם משני.

שלב 2: מדדו את השטח הזמין

תא הסוללה מגדיר את תבנית התאים:
18650, 21700, תיקייה (pouch) או פריזמטי (prismatic).

שלב 3: התאמת הקיבולת וזרימת הפעילה

הערכת דרישות ההספק → בחירת תאים לאנרגיה או להספק → אופטימיזציה של הקיבולת תוך כדי שימור המגבלות הפיזיות.

שלב 4: ניתוח המחבר והפרוטוקול

ספירת החוטים → זיהוי תקשורת → אימות יכולת פענוח.

שלב 5: הגדרת הלוגיקה של מערכת ניהול הסוללות (BMS)

הגדרת ערכי הגנה → בחירת שיטת איזון → תצורת התוכנה הנסתרת (firmware).

רק לאחר זאת אנו מסיימים את רשימת החומרים (BOM).

---

מחשבות אחרונות

הטעות הגדולה ביותר בפרויקטים להחלפת סוללות היא התמקדות בתכונות פרטניות במקום במערכת כולה.

המתח הוא השלד.
הקיבולת היא השריר.
המחברים הם העצבים.
מערכת ניהול הסוללה (BMS) היא המוח.

התעלמות מאחד מהם תגרום לפגיעה בביצועים.

בפעם הבאה שלקוח ישאל האם ניתן להחליף סוללה, אל תענה מיד.

עבורו יחד את מסגרת העבודה הזו.

כאשר אתה יכול להסביר מַדוּעַ למה תצורה מסוימת עובדת — לא רק מה שהיא קיימת — אתה עובר מספק לשותף פתרונות.

וזה המקום שמתחילות יחסים ארוכי-טווח ב-B2B.

---

אם אתם כרגע בוחנים פרויקט להחלפת סוללה, אנא פנו אלינו עם תרשימים או תמונות.
ההחלטות הנכונות בשלב המוקדם יכולות לחסוך חודשים של זמן פיתוח.