Il documento A stabilisce la durata di vita dell'apparecchio di illuminazione di emergenza: anni di mantenimento della temperatura seguiti da una scarica da una a tre ore che non deve guastarsi. L'articolo B trasforma questo dovere in una decisione sulla selezione della cella: confronta l'idruro di nichel-metallo (NiMH) con il nichel-cadmio (NiCd), acido al piombo regolato da valvola (VRLA) e fosfato di litio-ferro (LiFePO4), calcola il budget ampere-ora per la durata nominale e spiega il design della carica che consente a NiMH di raggiungere il marchio di servizio di quattro anni previsto dalla norma IEC 60598-2-22.
NiCd ha definito l'illuminazione di emergenza per decenni: tollera abusi, alte temperature e sovraccarichi e fornisce corrente elevata. I suoi problemi sono normativi ed elettrochimici. Il cadmio è un metallo pesante soggetto a restrizioni RoHS le cui esenzioni per l'illuminazione di emergenza si sono ridotte, costringendo i produttori a progettare progetti documentati privi di cadmio; Il NiCd presenta anche l'effetto memoria che riduce la capacità utilizzabile dopo le ripetute scariche superficiali degli autotest mensili, e la sua densità di energia è la più bassa delle quattro. Il VRLA è economico con capacità maggiori ma pesante, sensibile alla temperatura nel galleggiante e, secondo le recenti norme cinesi sui sistemi di emergenza che vietano il piombo acido negli accessori autonomi, è sempre più escluso da questa classe di prodotti. LiFePO4 è di lunga durata e leggero ma richiede circuiti di protezione, porta i propri limiti di capacità nei sistemi regolamentati e aumenta i costi della distinta base per un dispositivo che trascorre quasi tutta la sua vita inattiva. NiMH rimuove il cadmio, elimina l'effetto memoria, raddoppia all'incirca l'energia volumetrica del NiCd, mantiene la sicurezza intrinseca di una chimica acquosa e non necessita di sistemi di gestione complessi. La scorecard animata li valuta tutti e quattro in base ai cinque criteri che decidono il servizio float; è un confronto ingegneristico qualitativo.
L'obiettivo energetico è rappresentato dai tempi di alimentazione di emergenza dei LED, dalla durata nominale divisa per l'efficienza del driver e la tensione nominale del pacco, ma un pacco conforme è più grande di quel numero grezzo per tre motivi specifici dell'illuminazione di emergenza. Innanzitutto, la capacità a fine vita: la norma IEC 60598-2-22 richiede che il raccordo mantenga la sua durata nominale non solo quando è nuovo ma anche dopo la vita utile dichiarata (normalmente quattro anni), quindi il progetto inizia con circa il 20-25% di margine contro lo sbiadimento della capacità. In secondo luogo, la temperatura: un corridoio o una scala freddi in inverno riducono la capacità disponibile, mentre le stesse celle devono sopravvivere a un soffitto caldo in estate: il pacco è dimensionato per il caso freddo e gestito la carica per il caso caldo. In terzo luogo, la tensione di ingresso minima del driver LED: quando il pacco si scarica, la sua tensione diminuisce e il pacco deve ancora mantenere il driver al di sopra del dropout al termine della durata nominale. La procedura dettagliata animata applica la catena per un raccordo rappresentativo da 3 W, tre ore, 3,6 V; i valori sono illustrativi e una dichiarazione utilizza l'efficienza misurata del driver e le curve delle celle.
NiMH raggiunge un servizio di quattro anni solo se il caricabatterie rispetta l'invecchiamento della chimica. Il nemico è il sovraccarico prolungato: una volta che una cella sigillata al nichel è piena, la corrente continua viene consumata dalla ricombinazione dell'ossigeno, che rilascia calore, e il calore accelera la degradazione del separatore e dell'elettrolita in un circuito autorinforzante. Negli impianti di emergenza vengono utilizzati tre regimi disciplinati: un flusso compensato in temperatura la cui corrente diminuisce all'aumentare della temperatura dell'involucro; una ricarica impulsiva o temporizzata che si ricarica completamente e poi si riposa, ricaricando periodicamente; e ricarica rapida con terminazione -dV/dt dopo un evento reale o un autotest completo, seguito da una fase di bassa manutenzione, poiché gli standard EN richiedono la ricarica entro 24 ore. Un termistore collegato alla stringa di celle consente al controller di ridursi quando il raccordo a soffitto si surriscalda. Con questo design, la durata di mantenimento delle batterie NiMH in un involucro controllato a 35-40 °C raggiunge in modo affidabile l'orizzonte di quattro anni; senza di esso, nessuna selezione chimica può salvare il prodotto.
I carichi LED di emergenza da 1-6 W si adattano perfettamente a tre-sei celle NiMH in serie (3,6-7,2 V nominali) nei formati AA, C o sub-C, con capacità scelta dalla scala di durata. Le celle sono saldate in stringhe abbinate (il raggruppamento di capacità e resistenza interna è importante perché la cella più debole imposta la tensione di fine durata) e dotate di protezione termica e, sui modelli a corrente più elevata, di un dispositivo ripristinabile o fusibile. Un vantaggio pratico rispetto al NiCd emerge nel regime di autotest: poiché NiMH non sviluppa depressione di tensione da cicli superficiali ripetuti, i test funzionali mensili non riducono progressivamente la capacità apparente misurata dal test annuale di durata completa, rimuovendo i cicli di condizionamento periodici richiesti dalle flotte NiCd. La marcatura della confezione riporta i prodotti chimici, la capacità nominale, la data di produzione e le indicazioni per la sostituzione, che sono sempre più importanti per le aspettative di rimovibilità delle batterie e di etichettatura della normativa europea sulle batterie.
Le batterie di emergenza sono oggetti soggetti a usura all'interno di un apparecchio che dura un decennio o più, quindi un vano batteria estraibile, con chiave e luce per attrezzi prolunga la vita conforme dell'apparecchio e si allinea alle regole di responsabilità del produttore che favoriscono batterie rimovibili e sostituibili. Scegliere NiMH semplifica inoltre la storia del fine vita per gli acquirenti europei: niente cadmio, percorsi consolidati di riciclaggio del nichel e trasporto UN 3496 Classe 9 anziché controlli sul litio. Il documento C espone le prove del test di tipo - durata nominale di scarica, commutazione, resistenza alle alte temperature, compatibilità con l'autotest e sicurezza delle celle - che converte queste scelte progettuali in un apparecchio di illuminazione certificato.
Potenza Weijiangfornisce celle NiMH ad alta temperatura e stringhe saldate abbinate per apparecchi di illuminazione di emergenza autonomi per tutta la durata di 1-3 ore, con raccomandazioni di carica flottante calibrate sui profili soffitto-ambiente, supporto per la progettazione di confezioni rimovibili e documentazione IEC 61951-2, IEC 62133-1 e UN 38.3. Inviaci il wattaggio del LED di emergenza, la durata nominale, la temperatura dell'involucro nel caso peggiore e la durata di servizio prevista e noi dimensioneremo un pacchetto privo di cadmio che soddisfi la sua durata nominale al quarto anno, non solo durante il test di fabbrica.
