
呼吸器是生命支援設備:當市電中斷時,電池不能只保留設定——它必須持續把氣體送進患者的肺。現代重症照護與運輸型呼吸器越來越多由渦輪驅動,以高速鼓風機取代來自牆面氣體的氣動供電,而其需求主導了能量預算。本系列分三部分,論文 A 解釋這個負載,把它錨定到 ISO 80601-2-12 的要求,並說明為何呼吸器電池的尺寸規畫是基本性能問題,而非一項便利功能。
較舊的 ICU 呼吸器依賴壓縮醫療氣體;當代渦輪呼吸器——諸如 Getinge Servo-air 等平台以及許多 ICU/運輸型號——以無刷鼓風機產生流量與壓力,轉速高達每分鐘數萬轉。鼓風機電流追隨呼吸週期:在吸氣期間上升以達到設定壓力或容量,在呼氣期間下降。在這個動態負載之上,還有控制電子、感測器(流量、壓力、氧氣、CO2)、安裝時加熱濕化器的輸出、顯示器、警報與呼氣閥。

不同於監護儀相對穩定的底層負載,呼吸器電流本質上隨呼吸頻率呈週期變化,且高度依賴呼吸器設定:高壓力支援的呼吸、高 PEEP、在僵硬成人肺上的肺保護模式,以及霧化或增氧功能,都會提高每次呼吸的鼓風機能量。肺順應性的變化——患者「對抗」呼吸器或濾網堵塞——會提高瞬時功率。因此尺寸規畫必須涵蓋最壞的臨床設定,而不是在高順應性測試肺上的名義潮氣量。

重症照護呼吸器受 ISO 80601-2-12(IEC 60601-2-12:2001 的後繼標準,2020 與 2023 版本與 IEC 60601-1 第三版對齊)約束,並搭配諸如呼吸氣體監測用 ISO 80601-2-55 與多功能監測用 IEC 60601-2-49 等附屬與特殊標準。作為生命支援設備,呼吸器在外部供電中斷期間,必須維持其基本性能——在精度範圍內交付設定的呼吸——並依 IEC 60601-1-8 設有分級警報。製造商之所以公布在定義設定下的內部電池續航,是因為這是一項安全聲明,而非行銷。
院內運輸(CT、手術室、ICU 到病房)與急救/EMS 呼吸器長時間完全依靠內部電源運作,而軍用/野戰運輸呼吸器還要加上衝擊、振動與極端溫度。電池的任務必須涵蓋預期運輸時間,再加上電梯與影像檢查室延誤的安全裕量,而且電池組必須在低電量狀態下提供鼓風機功率,不得出現壓力交付錯誤。
鼓風機高且與呼吸綁定的需求,有利於低內阻、脈衝供給穩健的電芯。NiMH 提供高倍率放電能力、水基且本質安全的化學體系、能耐受 ICU 設備在床邊停靠數週的恆定浮充/浮充-放電模式,以及簡單的充電——這些都是它在運輸與強化型呼吸器中延續的原因,因為鋰的重量優勢在那裡並非決定性因素。論文 B 對電池組進行尺寸規畫並定量比較化學體系;論文 C 走過 ISO 80601-2-12 的驗證與測試路徑。
Weijiang Power 為呼吸器與呼吸設備 OEM 生產高倍率 NiMH 電芯與客製電池組:用於鼓風機脈衝供給的低阻配對電芯、焊接結構、NTC 與保護,以及 IEC 62133-1/UN 38.3 文件。請把您最壞的呼吸設定、目標內部續航與外殼寄給我們,我們將規畫出一個能把基本性能維持到聲明極限的電池組。