LiPo-akkulokeron rakenne: välys, lämpö, ​​puristus ja turvotus

LiPo-akkutilan pitäisi tehdä muutakin kuin pitää akku paikallaan. Sen on otettava huomioon valmistustoleranssit, suojattava pussia keskittyneeltä paineelta, ohjattava liikettä, hallittava lämpöä, säilytettävä tiiviste- ja kaapelialueet ja jätettävä riittävästi tilaa odotetuille mittojen muutoksille tuotteen koko käyttöiän ajan.

Oikeaa lokeron kokoa ei voida määrittää lisäämällä mielivaltainen välys solun nimellispaksuuteen. Tuotesuunnittelijoiden on arvioitava koko akkupaketti, käytettävissä oleva pienin kotelointitila, asennusmateriaalien käyttäytyminen, käyttölämpötila ja akun odotettu kunto vanhenemisen jälkeen.

Luotettava suunnittelu noudattaa yleensä neljää periaatetta:

• Kokoa lokero valmiin pakkauksen enimmäismittojen mukaan, älä pussikennon nimellismittojen mukaan.

• Estä paikallinen paine ripoista, ruuveista, piirilevyn reunoista, liittimistä ja kovista komponenteista.

• Käytä kontrolloitua retentiota olettamatta, että jokainen pussin kenno vaatii saman puristuksen.

• Määritä turpoamisvara toimittajatiedoista ja laitetason validoinnista yleisen prosentti- tai millimetriarvon sijaan.

Tämä opas selittää, kuinka näitä periaatteita sovelletaan suunniteltaessa LiPo-akkukoteloa kompaktille elektroniselle laitteelle.

Miksi paristolokeron suunnittelulla on väliä

LiPo-pussisolut auttavat tuotesuunnittelijoita käyttämään ohuita, kevyitä ja epäsäännöllisiä sisätiloja tehokkaasti. Pussi tarjoaa kuitenkin vähemmän rakenteellista suojaa kuin jäykkä sylinterimäinen tai metallikoteloinen kenno.

Kotelosta tulee siksi osa akun integrointijärjestelmää.

Sopimaton osasto voi aiheuttaa ongelmia, kuten:

• Pussi vaurioitunut asennuksen aikana

• Paine kotelon rivoista tai ruuviulokkeista

• Kaapelin puristaminen

• Liittimen häiriöt

• Akun liike putoamisen tai tärinän aikana

• Liian korkea lämpötila suljetun tuotteen sisällä

• Kannen muodonmuutos akun vanhenemisen jälkeen

• Näytön, piirilevyn tai kotelon rasitus

• Vaikeus irrottaa akku huollon aikana

• Vaihtelu prototyypin ja tuotantosovituksen välillä

Akku, joka mahtuu yhteen prototyyppikoteloon, ei välttämättä ole valmis tuotantoon. Suunnittelussa on otettava huomioon suurin sallittu akku, pienin sallittu lokero sekä vaahdon, liiman, tarrojen, eristyksen ja asennusasennon vaihtelut.

Aloita valmiista paristokuoresta

Akun mallinumero kuvaa usein pussikennon likimääräisen paksuuden, leveyden ja pituuden. Se ei välttämättä kuvaa koko tuotteeseen asennettua kokoonpanoa.

Valmis LiPo-akku voi sisältää myös:

• Suojapiirimoduuli

• MOSFETit ja muut elektroniset komponentit

• Nikkeliliuskat

• Eristysteippi

• Ulompi kääre

• Liima

• Label

• Johdot

• Liitin

• NTC termistori

• Viestintä johtaa

• Taitetut tiiviste- tai kielekkeet

Nämä komponentit voivat luoda ulokkeita pääsolurungon ulkopuolelle. PCM-alue voi olla paksumpi kuin aktiivinen solualue, kun taas liitin ja kaapeli saattavat vaatia lisää reititystilaa.

Kun kompaktit mitat ovat etusijalla, ZERNE:n Ohut litiumpolymeeriakkuvaihtoehdot voidaan arvioida käytettävissä olevan tilan, kapasiteettitavoitteen, liittimen sijainnin ja suojausvaatimusten perusteella. Ohuemman kennon valitseminen ei kuitenkaan poista toleranssin ja ikääntymisen tarvetta.

Laske välys toleranssipinon avulla

Akkutilan välys tulee laskea pahimpien mittojen perusteella nimellisten CAD-arvojen sijaan.

Yksinkertaistettu paksuus-suuntalaskenta voidaan ilmaista seuraavasti:

Jäljellä oleva suunnittelumarginaali = vähimmäisosaston syvyys − valmiin pakkauksen enimmäispaksuus − eristeen ja esteen paksuus − asennusvälys − suunniteltu mitanmuutosvara

Jos käytetään vaahtoa tai muuta kokoonpuristuvaa retentiomateriaalia, tulee myös sen asennettu paksuus ja puristusalue huomioida.

Sama periaate pätee leveyteen ja pituuteen:

Pienin sivuvälys = pienin käytettävissä oleva kotelon mitta − akun enimmäismitta − vaadittava asennus- ja liikevara

Tuloksen tulee pysyä hyväksyttävänä pahimmassa sallitussa yhdistelmässä:

• Akun paksuuden toleranssi

• Kotelon puristustoleranssi

• Vaahdon paksuuden toleranssi

• Liiman paksuus

• Tarra ja eristeen paksuus

• PCB:n sijainti

• Ruuvinpään asento

• Kokoonpanon offset

• Lämpötilasta johtuva materiaalimuutos

• Odotettu akun mittamuutos

Älä oleta, että jokainen enimmäis- ja minimiehto on yhtä todennäköinen. Muodollinen toleranssianalyysi voi käyttää pahimman tapauksen pinoamista, tilastollista analyysiä tai molempia tuoteriskistä ja tuotantomäärästä riippuen. Valittu menetelmä tulee dokumentoida.

Jaa lokero toiminnallisiin vyöhykkeisiin

Yksittäinen välysarvo ei kuvaa riittävästi koko akkutilaa. Eri alueet tarvitsevat erilaista hoitoa.

Akkupiirustuksen tulee tunnistaa pääkennon runko, tiivistysreunat, PCM, kaapelin ulostulo, liitin ja kaikki rajoitetun paineen alueet. Pakkauksen käsitteleminen yksinkertaisena suorakaiteen muotoisena lohkona voi piilottaa tärkeitä häiriöitä.

Suojaa pussi paikalliselta paineelta

LiPo-pussi ei saa levätä teräviä reunoja, paljaita kiinnikkeitä, karkeita pintoja tai pieniä kovia ulkonemia vasten.

Mahdollisia painepisteitä ovat:

• Ruuvien kärjet

• Ruuvipäät

• Ruiskupuristetut rivat

• PCB kulmat

• Komponenttijohdot

• Liitinkotelot

• Peltireunat

• Väärin kohdistettu vaahto

• Liimahelmiä

• Kotelon pidikkeet

• Kokoamisen aikana jäänyt roskia

Paikallinen paine on huolestuttavampi kuin laaja, tasaisesti jakautunut kosketus, koska voima keskittyy pienelle alueelle.

Käytä suojavyöhykkeitä

Määrittele suojavyöhykkeet ympärille:

• Pussin kehä

• Reunojen tiivistys

• Taitetut välilehdet

• Siirtyminen solusta PCM:ään

• PCM-komponentit

• Kaapelin juotosliitokset

• Johtojen ulostulokohdat

Ripa, joka ei näy nimellisakussa, voi silti koskettaa suurinta kokoista pakkausta tai hieman väärin kohdistettua tuotantoyksikköä. Poissuljettavien vyöhykkeiden tulisi siksi sisältää akun toleranssin ja kokoonpanoasennon toleranssin.

Tarkista suljettu kotelo

Monet häiriöongelmat ilmenevät vasta, kun laite on koottu kokonaan.

Varmista suunnittelun tarkastuksen aikana, että:

• Kansi sulkeutuu pakottamatta akkua alaspäin.

• Kiinnikkeet eivät aiheuta painetta kennoon.

• Akku ei voi jäädä kahden yhteensopimattoman kotelopinnan väliin.

• Piirilevy tai näyttö ei käytä akkua rakenteellisena tukena.

• Kaapeli ei kulje akun ja kovan reunan välissä.

• Vaahto pysyy tarkoitetussa asennossaan sulkemisen jälkeen.

• Liima ei keräänny kovaan paikalliseen harjanteeseen.

• Pudotus- tai tärinäkuormat eivät voi ajaa akkua teräviin kohtiin.

Ostetut kotelot, paineherkät kalvot, läpinäkyvät prototyypit, mittaskannaus ja kontrolloidut purkamistarkastukset voivat auttaa paljastamaan piilotetut kosketuskohdat.

Suunnittele lämpöympäristö oikean laitteen ympärille

Akun lämpö ei tule pelkästään kennosta. Koko virtatie voi tuottaa lämpöä latauksen, purkamisen, käynnistyksen tai toistuvien huippukuormien aikana.

Mahdollisia lämmönlähteitä ovat:

• Solun sisäinen vastus

• PCM tai BMS MOSFET

• Sulake ja virtatunnistinkomponentit

• Nikkeliliitokset

• Johdot

• Liittimen liittimet

• Laturin elektroniikka

• Jännitteenmuuntimet

• Prosessorit

• Näytöt

• Moottorit

• Langattomat lähettimet

Suljetussa kotelossa saattaa säilyä lämpöä, joka haihtuisi avoimen kokeen aikana. Akku on siksi testattava tuotantotarkoituksessa tarkoitetussa kotelossa lopullisen elektroniikan, vaahtomuovin, liiman, latausjärjestelmän ja käyttöprofiilin kanssa.

Vältä käyttämästä akkua jäähdytyselementtinä

Akun sijoittaminen suoraan prosessoria, tehomuunninta, laturin IC:tä, näytön taustavaloa tai moottoria vasten voi siirtää laitteen tuottamaa lämpöä kennoon.

Käytännössä:

• Erota akku tärkeimmistä lämpöä tuottavista osista.

• Tarjoa määritelty lämpötie kuumasta elektroniikasta koteloon.

• Vältä lämmön johtamista pussin läpi.

• Käytä lämpöesteitä vasta sen jälkeen, kun olet tarkistanut niiden vaikutuksen kotelon kokonaislämpötilaan.

• Pidä PCM-alue etäällä muista keskittyneistä lämmönlähteistä.

• Arvioi lataus laitteen ollessa käynnissä, jos tuote tukee sitä.

Eristyksen lisääminen akun ympärille voi vähentää suoraa lämmönsiirtoa lähellä olevista komponenteista, mutta se voi myös pidättää itse akun tuottaman lämmön. Lämpösuunnittelua tulisi siksi arvioida kokonaisena järjestelmänä.

Testaa huonoimmat asiaankuuluvat olosuhteet

Lämpötestauksen tulee kattaa olosuhteet, jotka voivat kohtuudella tuottaa korkeimman akun tai komponentin lämpötilan, kuten:

• Suurin tarkoitettu jatkuva kuormitus

• Toistuva huippuvirran toiminta

• Lataus suurimmalla sallitulla virralla

• Lataus laitteen ollessa aktiivinen

• Korkea ympäristön lämpötila

• Tarvittaessa suora auringonvalo tai ulkoinen lämmönlähde

• Minimaalinen ilmanvaihto

• Alhainen akun varaustila raskaassa kuormituksessa

• Ikääntyneen akun sähköiset ominaisuudet

• Suurin paksuus vaahtoa tai eristystä

• Tuotantotarkoituksessa käytettävät kotelomateriaalit

Mittaa enemmän kuin kotelon ulkolämpötila. Suunnittelusta riippuen relevantteja mittauspisteitä voivat olla kennopinta, PCM, liitin, johdot, latauspiiri, lähellä oleva piirilevy ja käyttäjän kosketuspinta.

Aseta lämpötilan tunnistus tarkoituksella

Jos akussa käytetään NTC-termistoria, sen sijainnin tulee edustaa lämpötilaa, jota lataus- tai suojausjärjestelmän on tarkoitus ohjata.

Tarkista:

• NTC-spesifikaatio ja vastuskäyrä

• Anturin sijainti

• Lämpökontakti

• Liittimen pinout

• Laitteen tulkinta

• Lataus- ja purkausrajat

• Reaktio auki olevaan tai oikosuljettuun anturiin

• Lämpötilaviive kennon ja anturin välillä

NTC antaa lämpötilasignaalin. Laturin, laitteen, PCM:n tai BMS:n on tulkittava tämä signaali ja ryhdyttävä tarvittaviin toimiin.

Säilytys ei ole sama kuin pakkaus

Akun liiallinen liikkuminen on estettävä, mutta sen pitäminen paikallaan ei automaattisesti vaadi jäykkää puristusta.

Suunnittelijoiden tulee erottaa seuraavat:

• Vapaa tila: toleranssin, kokoonpanon tai mittojen muutoksen edellyttämä tyhjä tila

• Säilytys: ominaisuudet, jotka rajoittavat akun liikkumista normaalin käytön, tärinän tai pudotuksen aikana

• Esijännitys: vaahdon tai muun yhteensopivan materiaalin kohdistama hallittu alkuvoima

• Puristus: asennetun rakenteen kennopintoihin kohdistama voima

Nämä ehdot voivat mennä päällekkäin, mutta ne eivät ole keskenään vaihdettavissa.

Milloin vaatimustenmukainen säilyttäminen voi auttaa

Sopiva vaahto tai elastomeeri voi:

• Ota huomioon valmistusvaihtelut

• Vähennä akun liikettä

• Jaa yhteydenpito laajalle alueelle

• Suojaa pussi lähellä olevilta kovilta pinnoilta

• Vaimentaa rajoitettu mekaaninen isku

• Ota huomioon jokin mittamuutos

Vaahtoa ei kuitenkaan tule valita vain paksuuden perusteella. Sen voima-poikkeutuskäyttäytymisellä on merkitystä.

Paksu, jäykkä vaahto voi kohdistaa liikaa voimaa, kun se asennetaan pieneen rakoon. Erittäin pehmeä vaahto voi kestää pysyvän puristussarjan ja lakata säilyttämästä akkua vanhenemisen jälkeen.

Arvioida:

• Vaahdon nimellinen paksuus

• Paksuustoleranssi

• Puristusalue

• Voima minimi- ja enimmäisraoilla

• Kompressiosarja

• Lämpötilariippuvuus

• Ikääntymisen käyttäytyminen

• Syttyvyysvaatimukset

• Kemiallinen yhteensopivuus

• Liimautuva käyttäytyminen

• Asennon säilyttäminen asennuksen aikana

Suurin voima voi esiintyä paksuimmalla akulla, paksuimmalla vaahtomuovilla ja pienimmällä lokerolla. Vähimmäispysyvyys voi syntyä ohuimmalla akulla, ohuimmalla vaahtomuovilla, suurimmalla lokerolla ja vanhentuneella vaahdolla.

Molemmat ehdot on tarkistettava.

Vältä paikallista tai hallitsematonta pakkausta

Huonoihin pakkausmalleihin kuuluu:

• Kapea resori, joka painaa pussin keskelle

• Ruuvin uloke koskettaa yhtä kennoa

• Kova PCB-komponentti, joka puristuu ohuen vaahdon läpi

• Pieni vaahtomuovityyny, joka tuottaa keskittyneen kuorman

• Kiinnityksen jälkeen kennoon taipuva kotelon kansi

• Liimaa levitetty epätasaisesti akun alle

• Kennon ja kotelon väliin jäänyt liitin

• Vaahto peittää vain osan turpoamissuunnasta

Jos kennotoimittaja määrittää valvotun puristusalueen, kotelo- ja säilytysjärjestelmä tulee suunnitella ja validoida tämän vaatimuksen mukaisesti. Pakkausarvoja toisesta pussisolusta, kemiasta, koosta tai sovelluksesta ei pitäisi kopioida automaattisesti.

Tarjoa perusteltu turvotuslisä

'Turvotusraja' ei tarkoita, että näkyvästi viallisen akun pitäisi jäädä käyttöön. Se tarkoittaa, että lokero on suunniteltu odotetun mittojen mukaan hyväksytyn käyttöiän aikana välttäen samalla haitallista painetta akkuun ja viereisiin osiin.

Pussisolujen paksuus voi muuttua useiden mekanismien vuoksi:

• Kääntyvät muutokset latauksen ja purkauksen aikana

• Lämpötilasta johtuva laajeneminen

• Asteittainen ikääntymiseen liittyvä paksuuden kasvu

• Kaasun muodostuminen, joka liittyy hajoamiseen tai epänormaaleihin olosuhteisiin

Näitä mekanismeja ei pidä pitää yhtenä identtisenä ehtona.

Pieni, odotettu paksuuden muutos validoiduissa rajoissa eroaa epänormaalista turpoamisesta, johon liittyy nopea kasvu, epätavallinen lämpö, ​​haju, vuoto, kotelon muodonmuutos tai suorituskyvyn menetys. Tuotteella tulee olla määritellyt tarkastus- ja huoltokriteerit akun epänormaalia tilaa varten.

Älä käytä yleistä turvotusprosenttia

Vaadittava korvaus riippuu tekijöistä, kuten:

• Solukemia

• Elektrodin suunnittelu

• Nimellinen paksuus

• Suurin latausjännite

• Latauksen mukainen valikoima

• Lataus- ja purkausvirta

• Käyttölämpötila

• Varastointilämpötila

• Korkealla latauksella käytetty aika

• Elinikätavoite

• Kalenterin elämäntavoite

• Sovellettu pakkaus

• Solunvalmistuksen vaihtelu

• Elinkaarikriteerit

Akun toimittajan tulee toimittaa sovellettavat mittarajat tai testitiedot ehdotetuille kennoille ja käyttöolosuhteille. Jos toimittaja ei pysty toimittamaan riittäviä tietoja, suunnittelutiimin tulee ottaa huomioon valvottu vanheneminen ja laitetason validointi.

Mieti, mitä akku voisi painaa

Jos paksuus kasvaa, selvitä, mikä komponentti vastaanottaa kuorman.

Mahdollisia seurauksia ovat:

• Näytön nosto

• Kannen muodonmuutos

• PCB:n taivutus

• Liittimen siirtymä

• Liiman erottaminen

• Ympäristötiiviyden menetys

• Lisääntynyt paine pussiin

• Kotelon avaaminen vaikeaa

• Vahinko akun irrotuksen aikana

Lokero ei saa siirtää paristolaajennusta suoraan särkyvään näyttöön, terävään piirilevyominaisuuteen tai jäykkään kiinnikkeeseen.

Käytä tarvittaessa soveltuvia materiaaleja ja määriteltyä laajenemissuuntaa. Varmista, että pussin kehä ja tiivistealueet pysyvät suojattuina mittojen muuttuessa.

Ota huomioon liima, vaahto ja eristys

Asennusmateriaalit vaikuttavat sekä mekaaniseen että lämpösuunnitteluun.

Liima

Liima voi estää liikkumista, mutta se voi myös:

• Lisää suunnittelematonta paksuutta

• Luo epätasainen tukipinta

• Tee palvelun poistamisesta vaikeaa

• Vaurioita pussi poiston aikana

• Menettää voimansa korotetussa lämpötilassa

• Hiipii pitkäaikaisen kuormituksen alla

• Estä haluttu lämpöpolku

Jos akku on huollettavissa, käytä hallittua irrotustapaa, kuten helppopääsyinen vetokieleke tai muu hyväksytty vapautusominaisuus. Poistovoima ja suunta eivät saa taittaa, puhkaista tai taivuttaa pussia jyrkästi.

Vaahto

Vaahdon tulee tarjota laaja, ennustettava kontakti. Pienet tyynyt voivat aiheuttaa suuria paikallisia kuormia ja voivat kallistaa pakkausta asennuksen aikana.

Dokumentoi vaahto:

• Materiaali

• Luokka

• Paksuus

• Tiheys

• Kovuus- tai voima-poikkeamatiedot

• Liima

• Sijainti

• Alue

• Suuntautuminen

• Puristusalue

'Lisää vaahtoa tarpeen mukaan' ei ole tuotantovalmis akun asennusspesifikaatio.

Eristys ja esteet

Akun ja johtavien tai hankaavien pintojen välinen eristys saattaa olla tarpeen. Sen paksuus, reunapeitto, lämpötilaluokitus ja kokoonpanovaurioiden kestävyys tulee sisällyttää suunnitteluun.

Ohut kalvo, joka siirtyy kokoamisen aikana, ei voi suojata pussia luotettavasti. Suunnittelun tulee hallita sen sijaintia ja estää taitoksia tai paljaita reunoja.

Suunnittele kaapeli- ja liitintila erikseen

Kaapelia ei saa käsitellä osana akun ympärillä olevaa vapaata tilaa.

Lokerossa on oltava:

• Määritelty kaapelireitti

• Riittävä taivutussäde

• Vedonpoisto

• Välys terävistä reunoista

• Tilaa liittimen kiinnittämiselle

• Suojaus kotelon kiinnikkeiltä ja ruuveilta

• Pääsy kokoonpanoon

• Suoja toistuvalta taipumiselta

• Oikea liittimen suunta

• Napaisuuden ja pinoutin ohjaus

Älä työnnä ylimääräistä lankaa pussin alle, elleivät akun ja laitteen mallit sitä erityisesti salli. Silmukkakaapeli voi luoda painepisteen ja tehdä akun asennosta epäjohdonmukaisen.

Kaapelin ulostuloaukon tulee myös pysyä vapaana, jos akun paksuus muuttuu. Muuten laajeneminen voi vetää johtoa, rasittaa juotosliitosta tai siirtää liitintä.

Pidä tiiviste ja kielekealueet vapaina rakenteellisista kuormituksista

Ylätiiviste, sivutiivisteet, taitetut reunat ja kielekkeen siirtyminen vaativat erityistä huomiota.

Välttää:

• Tiivisteen terävä taitto

• Kiinnitys välilehden alueella

• Kielekkeiden vetäminen kaapelin läpi

• Ruuvin ulokkeen paikantaminen pussin reunan viereen

• Tiivisteen käyttö rajoittimena

• Kaapelin reititys taitetun reunan yli

• Liiman levittäminen paikkaan, jossa se estää aiotun tiivisteen geometrian

Mekaanisten pysäyttimien tulee toimia hyväksytyillä alueilla ja jakaa kuormat asianmukaisesti. Toimittajan piirustuksessa tulee yksilöidä alueet, joilla painetta, taipumista tai liimaa on rajoitettu.

Käytännöllinen LiPo-akkulokeron suunnitteluprosessi

Vaihe 1: Määritä laitevaatimukset

Asiakirja:

• Käytettävissä oleva kolmiulotteinen tila

• Vaadittu kapasiteetti ja käyttöaika

• Nimellisjännite

• Jatkuva ja huippuvirta

• Lataustapa ja virta

• Käyttö- ja säilytyslämpötilat

• Tuotteen odotettu käyttöikä

• Kokoonpanoprosessi

• Pudotus- ja tärinävaatimukset

• Huollettavuus

• Kohdemarkkinat ja sovellettavat vaatimukset

Vaihe 2: Hanki valmis pakkauksen piirustus

Pyydä piirustus, joka sisältää:

• Suurin paksuus, leveys ja pituus

• Mittatoleranssit

• PCM sijainti

• Paikalliset ennusteet maksimissaan

• Tiiviste- ja välilehdet

• Kaapelin ulostulo

• Langan pituus

• Liitin

• Etiketti ja eristys

• Mittausehdot

• Rajoitettu painealue

ZERNE:n mukautetut Li-polymeeriakkuratkaisut voivat sisältää kennovalinnan, PCM:n tai BMS:n, NTC:n, johdot, liittimet, eristyksen ja pakkausmitat OEM-laitteen sähköisten ja mekaanisten vaatimusten mukaisesti.

Vaihe 3: Luo toleranssimalli

Vertaa:

• Suurin valmis akku

• Minimaalinen kotelointitila

• Vaahdon ja liiman toleranssit

• Kokoonpanoasento

• Säilytysalueet

• Kaapeli reitti

• Mittojen muutosvara

Suorita analyysi erikseen paksuuden, leveyden, pituuden, PCM:n, kaapelin ja liitinalueiden osalta.

Vaihe 4: Tarkista paine- ja lämpöreitit

Tunnistaa:

• Jokainen pinta, joka saattaa koskettaa akkua

• Jokainen komponentti, joka saattaa painaa akkua sulkemisen jälkeen

• Voimakkain vaahtomuovi

• Lähellä lämmönlähteitä

• Suunnitellut lämpöpolut

• Lämpötila-anturin asento

• Suunta käytettävissä mittojen muutoksille

Vaihe 5: Luo tuotantotarkoituksen mukaisia ​​prototyyppejä

Käytä edustajaa:

• Paristonäytteet

• Kotelon materiaalit

• Vaahto

• Liima

• PCB

• Näyttö

• Kiinnikkeet

• Kaapelin reititys

• Laturi

• Laitteen laiteohjelmisto

3D-tulostettu kotelo voi auttaa varhaisessa sovitustarkistuksessa, mutta sen jäykkyys, lämpökäyttäytyminen ja toleranssit voivat poiketa tuotantokotelosta.

Vaihe 6: Testaa useita toleranssiolosuhteita

Jos mahdollista, arvioi yhdistelmiä, jotka edustavat:

• Maksimikokoinen akku minimikokoisessa lokerossa

• Minimikokoinen akku maksimikokoisessa lokerossa

• Suurin vaahdon paksuus

• Minimaalinen vaahdon pysyvyys vanhenemisen jälkeen

• Akku asianmukaisessa lataustilassa

• Korkeat ja matalat käyttölämpötilat

• Asennusasennon äärimmäisyydet

Vaihe 7: Vahvista koko tuote

Asiaankuuluvat testit voivat sisältää:

• Kokoaminen ja kotelon sulkeminen

• Silmämääräinen tarkastus asennuksen jälkeen

• Pudotus ja tärinä

• Lataus

• Suurin jatkuva kuormitus

• Toistuvat huippukuormitukset

• Lämpötilan nousu

• Kaapelin kiinnitys

• Liittimen käyttöoikeus

• Vaahtovanheneminen

• Lämpöpyöräily

• Akun irrotus

• Nopeutettu ikääntyminen

• Käyttöiän mittatarkistukset

• Varastoinnin mittojen tarkastukset

Mittaa akku ennen ja jälkeen asiaankuuluvan testauksen ja tarkasta paineen jälkien, pussivaurioiden, kaapelin kulumisen, vaahtomuovin siirtymän, liimavaurion ja kotelon muodonmuutosten varalta.

Vaihe 8: Jäädytä hyväksytty rakenne

Ohjaus:

• Akun osanumero ja versio

• Valmiit enimmäismitat

• Solun malli

• PCM tai BMS

• Liitin ja johto

• Vaahdon erittely

• Liiman erittely

• Eristys

• Asennusasento

• Kaapeli reitti

• Kotelon mitat

• Tarkastusmenetelmä

• Hyväksymisrajat

ZERNE:n Li-polymeeriakun laadunvalvontajärjestelmä kattaa solujen seurannan, rakennetarkastuksen, prosessin seurannan ja lopullisen suorituskyvyn tarkastuksen. Nämä tuotannonohjaukset tulee kytkeä akun ominaisuuksiin, jotka on tunnistettu kriittisiksi osaston suunnittelun aikana.

Yleisiä akkutilan suunnitteluvirheitä

Paristotilan suunnittelun tarkistuslista

Pariston kirjekuori

• Valmiin pakkauksen enimmäispaksuus vahvistettu

• Suurin leveys ja pituus vahvistettu

• Mukana PCM-projektio

• Mukana tarra, teippi ja eristys

• Mukana kaapelin ulostulo ja liitinkuori

• Mittausehdot dokumentoitu

Välys ja toleranssit

• Kotelon vähimmäismitat vahvistettu

• Akun ja kotelon toleranssit analysoitu

• Mukana asennusasennon toleranssi

• Poissaoloalueet määritelty

• Vähimmäisasennusvara vahvistettu

• Käyttöiän mittamuutoskorvaus perusteltu

Mekaaninen suojaus

• Ei teräviä reunoja pussin lähellä

• Ei ruuvi- tai ripakontaktia

• Tiiviste- ja kielekkeet suojatut

• Akun liikettä ohjataan

• Pudotus- ja tärinäkuormat arvioitu

• Akku voidaan asentaa ilman voimaa

• Akku voidaan irrottaa ilman pussivaurioita

Vaahto ja liima

• Vaahtomateriaali ja laatu on määritelty

• Suurin ja pienin pakkaus arvioitu

• Vanheneminen ja puristussarja tarkistettu

• Yhteysalue on laaja ja hallittu

• Mukana liiman paksuus

• Liiman lämpötilakäyttäytyminen tarkistettu

• Poistomenetelmä määritellään tarvittaessa

Lämpösuunnittelu

• Läheiset lämmönlähteet tunnistettu

• Akkua ei käytetä jäähdytyselementtinä

• PCM lämpötila arvioitu

• Latauslämpötila arvioitu

• Maksimikuormituksen lämpötila arvioitu

• Tuotantotarkoituksen mukainen kotelo testattu

• Lämpötila-anturin sijainti varmistettu

Kaapeli ja liitin

• Kaapelin reitti määritelty

• Taivutussäde hyväksyttävä

• Vedonpoisto tarjotaan

• Kaapelia ei voi puristaa

• Liitin voidaan koota ja huoltaa

• Napaisuus ja napaisuus varmistettu

• Laajennus ei voi vetää kaapelista

Validointi ja tuotanto

• Useita akkunäytteitä testattu

• Pahimman tapauksen toleranssiyhdistelmät tarkistettu

• Tuotantotarkoituksessa käytettyjä koteloita

• Ikääntymiseen tai sykliin liittyvät mitat mitattuna

• Pudotus- ja tärinätarkastukset suoritettu

• Hyväksytyt akku- ja koteloversiot jäädytetty

• Vaahtoa, liimaa ja eristystä ohjataan

• Toimittajamuutos-ilmoitusvaatimukset on asetettu

Tietoja LiPo-akun toimittajan lähettämisestä

Toimita pariston valinnan ja lokeron tarkastelun tukemiseksi:

• Saatavilla akkutilan piirros

• Sisäiset vähimmäismitat

• Rajoitetut alueet ja lähellä olevat komponentit

• Tavoite akun kapasiteetti

• Nimellisjännite

• Jatkuva virta

• Huippuvirran suuruus, kesto ja taajuus

• Latausjännite ja -virta

• Kestoaikatavoite

• Käyttö- ja säilytyslämpötilat

• Tuotteen elinkaaren tavoite

• Liittimen ja johdon vaatimukset

• PCM-, BMS- tai NTC-vaatimukset

• Pudotus- ja tärinäolosuhteet

• Asennusmenetelmä

• Vaahto- tai liimaehdotus

• Huollettavuusvaatimukset

• Odotettu tuotantomäärä

• Kohdemarkkinat ja vaatimustenmukaisuusvaatimukset

Kolmiulotteinen kotelomalli on hyödyllinen, mutta selkeä kaksiulotteinen piirustus, jossa on mitat, toleranssit, poikkileikkausnäkymät, ruuvien sijainnit ja suojavyöhykkeet, voi olla tehokkaampi varhaisessa tarkastelussa.

Johtopäätös

Luotettava LiPo-akkulokero on suunniteltu koko akkujärjestelmän ympärille, ei nimellisen pussikennokoon ympärille.

Suunnittelussa tulee olla riittävästi tilaa valmiin pakkauksen toleransseille, kokoonpanolle, kaapelin reititykselle ja perustellulle käyttöiän mittamuutokselle. Samalla sen on estettävä liiallinen liike, keskittynyt paine, hallitsematon puristus ja altistuminen läheisen elektroniikan lämmölle.

Vaahto, liima, eristys, kotelon rivat, kiinnikkeet ja kaapelin reititys vaikuttavat kaikki lopulliseen akun ympäristöön. Nämä tiedot on määriteltävä ja validoitava sen sijaan, että ne jätettäisiin tuotantolinjan mukauttamiseen.

Mikä tärkeintä, ei ole olemassa yleistä välystä, puristusvoimaa tai turvotusta, joka koskee jokaista LiPo-akkua. Lopullisten arvojen tulee perustua valittuun kennoon, valmiin pakkauksen rakenteeseen, käyttöprofiiliin, lämpötila-alueeseen, tuotteen käyttöikätavoitteeseen, toimittajatietoihin ja testaukseen tuotantotarkoituslaitteessa.

Tarkistamalla nämä tekijät ennen kotelon suunnittelun jäädyttämistä, OEM-tiimit voivat vähentää myöhäisen vaiheen sovitusongelmia, suojata pussia kokoonpanon ja käytön aikana ja luoda luotettavamman reitin akkunäytteenotosta massatuotantoon.

Usein kysytyt kysymykset

Kuinka paljon tilaa LiPo-akkukotelossa tulisi olla?

Ei ole olemassa yleismaailmallista tyhjennysarvoa. Lokero tulee laskea käyttämällä valmiin pakkauksen enimmäismittoja, kotelon vähimmäismittoja, kokoonpanovaatimuksia, vaahtomuovi- tai liimatoleransseja, kaapelitilaa ja perusteltua mittojen muutosta tuotteen aiotun käyttöiän aikana.

Pitäisikö LiPo-akun olla tiukasti kotelossa?

Akku tulee säilyttää ilman hallitsematonta puristamista tai paikallista painetta. Vain nimellismittoihin perustuva tiukka istuvuus voi tulla liiaksi, kun akun, vaahdon ja kotelon toleranssit saavuttavat pahimman mahdollisen yhdistelmänsä.

Tarvitseeko LiPo-akku pakkausta?

Jotkut pussisolusovellukset käyttävät hallittua pakkausta, kun taas toiset käyttävät yhteensopivaa säilytystä määritellyllä välyksellä. Oikea lähestymistapa riippuu kennon suunnittelusta, koosta, kemiasta, toimittajan vaatimuksista, kuormitusprofiilista ja käyttöiästä. Älä kopioi pakkausarvoa asiaankuulumattomasta solusta.

Voiko vaahtoa laittaa suoraan LiPo-akun päälle?

Kosketuksen jakamiseen ja liikkeen ohjaamiseen voidaan käyttää sopivaa vaahtoa, mutta sen materiaali, pinta-ala, paksuus, puristusvoima, lämpötilakäyttäytyminen ja vanhenemisominaisuudet on arvioitava. Pieni tai liian jäykkä vaahtomuovityyny voi luoda keskittyneen paineen.

Kuinka voin sallia LiPo-akun turpoamisen?

Käytä toimittajan mittatietoja ja sovelluskohtaisia ​​ikääntymistestejä lisäyksen määrittämiseen. Harkitse lataustilaa, lämpötilaa, syklin kestoa, varastointia, latausjännitettä, kuormitusta ja käytettyä painetta. Älä luota yleiseen prosenttiosuuteen.

Onko kaikki pussisolujen paksuuden muutos merkki epäonnistumisesta?

Ei välttämättä. Pussisolut voivat kokea rajoitettuja palautuvia ja ikääntymiseen liittyviä mittamuutoksia. Nopea tai liiallinen turpoaminen, kuumuus, vuoto, haju, kotelon muodonmuutos tai epänormaali suorituskyky tulee käsitellä mahdollisesti epänormaalina tilana ja käsitellä tuotteen turvallisuus- ja huoltomenettelyjen mukaisesti.

Voiko akun asentaa piirilevyn tai näytön alle?

Se voi olla mahdollista, mutta suunnittelun on estettävä akun laajeneminen tai kotelon kuormitukset taivuttamasta piirilevyä, nostamasta näyttöä tai puristamasta komponentteja pussiin. Hauraista ja terävistä osista ei saa tulla akun rakenteellisia pysäyttimiä.

Pitäisikö minun testata akun sopivuutta tietyssä lataustilassa?

Mittaus- ja validointiehdot tulee määritellä toimittajan kanssa. Akun mitat voivat vaihdella lataustilan, lämpötilan ja iän mukaan, joten vain yhden uuden akun tarkistaminen määrittelemättömässä lataustilassa ei riitä.

Miksi akku sopii prototyyppien valmistukseen, mutta ei tuotannossa?

Mahdollisia syitä ovat akun toleranssi, kotelon puristustoleranssi, PCM-asento, vaahtovaihtelu, liiman paksuus, kaapelin reititys, etiketin paksuus, kokoonpanon siirtymä tai erot prototyypin ja tuotantomateriaalien välillä.

Pitäisikö ylimääräinen akun johto säilyttää pussin alla?

Tätä tulisi yleensä välttää, ellei pakkausta ja lokeroa ole erityisesti suunniteltu tätä reititystä varten. Pussin alla oleva johto tai liitin voi luoda painepisteen ja tehdä asennetun akun korkeuden epäjohdonmukaiseksi.

Kuinka voin tarkistaa, puristaako kotelo akkua?

Vertaa mittamittoja ennen ja jälkeen kotelon sulkemisen, tarkasta tarvittaessa paineherkkä kalvo, tarkasta akussa kosketusjäljet, tarkista kiinnittimien aiheuttama kotelon taipuma ja testaa akun enimmäis- ja vähimmäistoleranssiolosuhteet.

Milloin paristolokeron rakenne tulisi jäädyttää?

Pysäytä suunnittelu sen jälkeen, kun tuotantotarkoituksessa tarkoitettu akku, kotelo, vaahto, liima, eristys, kaapelireitti, laturi ja laitelaitteisto ovat läpäisseet vaaditun mekaanisen, sähköisen, lämmön, ympäristön, vanhenemisen ja kokoonpanon validoinnin.