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¿Por qué no se pueden usar paquetes de baterías de herramientas de rescate en un ventilador PPV?

Cuando extrae las características de diseño obviamente geniales y principales de las clasificaciones IP67 / 68 para inmersión en agua, descubre que las dos marcas líderes de herramientas de rescate en el mundo utilizan un diseño de paquete de batería similar, eléctricamente hablando. Con voltajes nominales de 25.2 VCC, o 28 VCC completamente cargados, ambos paquetes de baterías están construidos con una configuración 7S similar, es decir, siete celdas de batería de iones de litio en serie, y diferentes especificaciones de celda para lograr diversas clasificaciones de amperios-hora (Ah) para Consideraciones sobre el tiempo de ejecución y el peso. La potencia media de estas baterías para herramientas de rescate de las mejores marcas del mercado es de 176 Wh.

Es probable que estas baterías estén perfectamente optimizadas para operar herramientas de rescate, accionando microbombas electrohidráulicas para lograr la máxima fuerza de corte en tiempos de operación muy cortos con la misión principal de sacar un vehículo de alrededor de un paciente en el menor tiempo posible de manera segura.

La extracción consiste típicamente en una serie de cortes y extensiones, a menudo compartidas entre 2 o 3 herramientas, cada una con su propia especialidad operativa. Esto significa que la carga eléctrica se comparte entre 2 o 3 paquetes de baterías, cada uno de los cuales se opera durante <30 segundos a la vez y rara vez se descarga hasta el punto de corte de voltaje bajo. Esta aplicación de corto tiempo operativo es donde existen las principales diferencias entre las herramientas de rescate y los ventiladores PPV.

En un período de 30 segundos, un paquete de baterías, incluso si maximiza su capacidad de descarga (... piense en ajustar el motor de su automóvil ...), no desarrolla suficiente calor para preocuparse, suponiendo que el fabricante haya diseñado un BMS que regule la corriente de descarga máxima para dentro de los límites de seguridad del modelo de celda de batería específico utilizado en su paquete. Con una herramienta de rescate, la operación de corte se detiene para pasar al siguiente paso. Cortar pilar. Cortar la bisagra. Coloque el cortador hacia abajo. Agarre esparcidor. Proceda a rodar hacia adelante. En cada cambio de paso, la batería tiene la posibilidad de enfriarse cuando no se usa.

Después de encender un ventilador PPV, un bombero espera que funcione a máxima velocidad durante al menos 30 minutos (1,800 segundos o 60 veces más que una operación típica de herramienta de rescate). Además, para mover más de 12,000 cfm (20.000 m3/ h), un ventilador PPV necesita alrededor de 1.9 hp (1.4 kW). Para entregar tanta potencia durante el tiempo de ejecución esperado del paquete de baterías de 176 Wh de una herramienta de rescate, un ventilador PPV requeriría cinco de estos paquetes para dar en el blanco.

Más allá de las comparaciones de potencia y tiempo de ejecución, el factor de seguridad de la batería que con mayor frecuencia se malinterpreta es la importancia de una disipación de calor adecuada, algo que todo bombero debe conocer al estudiar los desafíos de la supresión de incendios con vehículos eléctricos. Las baterías deben diseñarse, desde cero, con características adecuadas de disipación de calor específicamente para los períodos sostenidos de altas corrientes de descarga de las aplicaciones PPV.

En un extremo del diseño de la batería, tiene un Tesla con un sistema completamente enfriado por agua para administrar los altos niveles de calor que se observan cuando se descarga la corriente de la batería para lograr tiempos de 2.3-0 mph <60 segundos. En el otro extremo, tiene una batería de linterna que no necesita gestión térmica debido a las tasas de corriente de descarga extremadamente bajas necesarias para alimentar un LED.

No existe una talla única para todos cuando se trata del diseño de la batería. La historia ha demostrado que los riesgos relacionados con el uso de baterías de iones de litio son superados con creces por la utilidad que ofrecen las posibilidades de diseño liviano y denso en energía de las celdas de litio. Dicho esto, los riesgos solo se mitigan mediante el diseño del paquete específico de la aplicación que toma en consideración las cargas eléctricas reales y los tiempos de ejecución de la herramienta para la que está diseñada la batería.

Se necesita mucha experiencia y conocimientos para hacer que una batería funcione de forma segura. Cuando los ingenieros del paquete son las mismas personas que diseñaron el ventilador, puede confiar en que está tomando la mejor decisión para su departamento.

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