Disenyo ng Kompartamento ng Baterya ng LiPo: Clearance, Heat, Compression, at Pamamaga Allowance

Ang isang kompartimento ng baterya ng LiPo ay dapat na gumawa ng higit pa kaysa sa paghawak ng isang baterya sa lugar. Dapat itong tumanggap ng mga pagpapaubaya sa pagmamanupaktura, protektahan ang pouch mula sa puro pressure, kontrolin ang paggalaw, pamahalaan ang init, panatilihin ang seal at cable area, at mag-iwan ng sapat na puwang para sa inaasahang pagbabago sa dimensyon sa buong buhay ng serbisyo ng produkto.

Ang tamang sukat ng compartment ay hindi matutukoy sa pamamagitan ng pagdaragdag ng arbitrary clearance sa isang nominal na kapal ng cell. Kailangang suriin ng mga taga-disenyo ng produkto ang kumpletong pack ng baterya, ang pinakamababang available na enclosure space, ang gawi ng mga mounting materials, ang operating temperature, at ang inaasahang kondisyon ng baterya pagkatapos ng pagtanda.

Ang isang maaasahang disenyo ay karaniwang sumusunod sa apat na prinsipyo:

• Sukatin ang compartment sa paligid ng maximum na mga sukat ng tapos na pack, hindi ang mga nominal na sukat ng pouch-cell.

• Pigilan ang lokal na presyon mula sa mga ribs, screws, PCB edges, connectors, at hard parts.

• Gumamit ng kinokontrol na pagpapanatili nang hindi ipinapalagay na ang bawat pouch cell ay nangangailangan ng parehong compression.

• Tukuyin ang swelling allowance mula sa data ng supplier at pagpapatunay sa antas ng device sa halip na isang pangkalahatang porsyento o halaga ng milimetro.

Ipinapaliwanag ng gabay na ito kung paano ilalapat ang mga prinsipyong iyon kapag nagdidisenyo ng kompartimento ng baterya ng LiPo para sa isang compact na elektronikong aparato.

Bakit Mahalaga ang Disenyo ng Compartment ng Baterya

Ang mga cell ng pouch ng LiPo ay tumutulong sa mga taga-disenyo ng produkto na gumamit ng manipis, magaan, at hindi regular na mga panloob na espasyo nang mahusay. Gayunpaman, ang pouch ay nagbibigay ng mas kaunting proteksyon sa istruktura kaysa sa isang matibay na cylindrical o metal-cased cell.

Ang enclosure samakatuwid ay nagiging bahagi ng sistema ng pagsasama ng baterya.

Ang isang hindi angkop na kompartimento ay maaaring lumikha ng mga problema tulad ng:

• Pagkasira ng pouch sa panahon ng pagpupulong

• Presyon mula sa mga tadyang ng enclosure o mga boss ng tornilyo

• Cable pinching

• Panghihimasok ng connector

• Ang paggalaw ng baterya habang bumababa o nanginginig

• Labis na temperatura sa loob ng isang selyadong produkto

• Cover deformation pagkatapos ng pagtanda ng baterya

• I-stress ang display, PCB, o enclosure

• Nahihirapang tanggalin ang baterya habang nagseserbisyo

• Pagkakaiba-iba sa pagitan ng prototype at production fit

Ang isang baterya na kasya sa isang prototype na enclosure ay hindi kinakailangang handa para sa produksyon. Dapat isaalang-alang ng disenyo ang pinakamalaking pinahihintulutang baterya, ang pinakamaliit na pinapayagang compartment, at pagkakaiba-iba sa foam, adhesive, mga label, insulation, at posisyon ng pagpupulong.

Magsimula Sa Sobre ng Tapos na Baterya

Ang numero ng modelo ng baterya ay kadalasang naglalarawan ng tinatayang kapal, lapad, at haba ng pouch cell. Hindi nito kinakailangang ilarawan ang kumpletong pagpupulong na naka-install sa produkto.

Ang isang tapos na baterya ng LiPo ay maaari ding kasama ang:

• Module ng circuit ng proteksyon

• Mga MOSFET at iba pang elektronikong bahagi

• Mga tab na nikel

• Insulation tape

• Panlabas na pambalot

• Pandikit

• Label

• Mga wire

• Konektor

• NTC thermistor

• Nangunguna sa komunikasyon

• Nakatuping selyo o mga lugar ng tab

Ang mga sangkap na ito ay maaaring lumikha ng mga projection sa labas ng pangunahing cell body. Ang lugar ng PCM ay maaaring mas makapal kaysa sa aktibong lugar ng cell, habang ang connector at cable ay maaaring mangailangan ng karagdagang espasyo sa pagruruta.

Kapag ang mga compact na sukat ay isang priyoridad, ang ZERNE manipis na mga opsyon sa baterya ng lithium polymer laban sa magagamit na espasyo, target ng kapasidad, posisyon ng connector, at mga kinakailangan sa proteksyon. masusuri ang Ang pagpili ng mas manipis na cell, gayunpaman, ay hindi nag-aalis ng pangangailangan para sa tolerance at aging allowance.

Kalkulahin ang Clearance Gamit ang Tolerance Stack

Dapat kalkulahin ang clearance ng baterya-compartment mula sa pinakamasamang kaso kaysa sa mga nominal na halaga ng CAD.

Ang isang pinasimpleng pagkalkula ng kapal-direksyon ay maaaring ipahayag bilang:

Natitirang margin ng disenyo = minimum na lalim ng compartment − maximum na kapal ng tapos na pack − insulation at kapal ng barrier − assembly clearance − planadong dimensional-change allowance

Kung ang foam o ibang compressible retention material ay ginagamit, ang naka-install na kapal at compression range nito ay dapat ding isama.

Ang parehong prinsipyo ay nalalapat sa lapad at haba:

Minimum na side clearance = minimum na available na sukat ng enclosure − maximum na sukat ng baterya − kinakailangang assembly at movement allowance

Ang resulta ay dapat manatiling katanggap-tanggap sa ilalim ng pinakamasamang pinahihintulutang kumbinasyon ng:

• Pagpapahintulot sa kapal ng baterya

• Enclosure molding tolerance

• Pagpapahintulot sa kapal ng bula

• Kapal ng pandikit

• Label at kapal ng pagkakabukod

• Posisyon ng PCB

• Posisyon ng screw-boss

• Offset ng pagpupulong

• Pagbabago ng materyal na nauugnay sa temperatura

• Inaasahang pagbabago sa dimensyon ng baterya

Huwag ipagpalagay na ang bawat maximum at minimum na kondisyon ay pantay na malamang. Ang isang pormal na pagsusuri sa pagpapaubaya ay maaaring gumamit ng worst-case stacking, statistical analysis, o pareho, depende sa panganib ng produkto at dami ng produksyon. Ang napiling paraan ay dapat na dokumentado.

Hatiin ang Compartment sa Mga Functional Zone

Ang isang solong halaga ng clearance ay hindi sapat na naglalarawan sa buong espasyo ng baterya. Ang iba't ibang lugar ay nangangailangan ng iba't ibang paggamot.

Dapat matukoy ng drawing ng baterya ang pangunahing cell body, mga sealing edge, PCM, cable exit, connector, at anumang restricted pressure area. Ang pagtrato sa pack bilang isang simpleng rectangular block ay maaaring magtago ng mahahalagang interference point.

Protektahan ang Pouch Mula sa Lokal na Presyon

Ang isang LiPo pouch ay hindi dapat tumama sa mga matutulis na gilid, nakalantad na mga fastener, magaspang na ibabaw, o maliliit na matigas na projection.

Ang mga potensyal na puntos ng presyon ay kinabibilangan ng:

• Mga tip sa turnilyo

• Mga tornilyo mga boss

• Mga tadyang na hinulma ng iniksyon

• mga sulok ng PCB

• Mga lead ng component

• Mga connector housing

• Mga gilid ng sheet-metal

• Mali ang pagkakatugma ng foam

• Malagkit na kuwintas

• Mga clip ng enclosure

• Naiwan ang mga labi sa panahon ng pagpupulong

Ang lokal na presyur ay higit na nauukol kaysa sa malawak, pantay na distribusyon ng contact dahil ang puwersa ay puro sa isang maliit na lugar.

Gumamit ng mga Keep-Out Zone

Tukuyin ang mga keep-out zone sa paligid:

• Ang perimeter ng pouch

• Pagtatatak ng mga gilid

• Mga nakatiklop na tab

• Paglipat ng cell-to-PCM

• Mga bahagi ng PCM

• Cable solder joints

• Mga wire na exit point

Ang isang tadyang na mukhang wala sa nominal na baterya ay maaari pa ring makipag-ugnayan sa isang maximum-size na pack o isang bahagyang hindi pagkakatugmang unit ng produksyon. Ang mga keep-out zone kung gayon ay dapat isama ang battery tolerance at assembly-position tolerance.

Suriin ang Closed Enclosure

Lumilitaw lamang ang maraming problema sa interference pagkatapos na ganap na ma-assemble ang device.

Sa panahon ng pag-verify ng disenyo, kumpirmahin na:

• Nagsasara ang takip nang hindi pinipilit pababa ang baterya.

• Ang mga fastener ay hindi gumagawa ng presyon sa cell.

• Ang baterya ay hindi maaaring maipit sa pagitan ng dalawang hindi magkatugmang ibabaw ng enclosure.

• Hindi ginagamit ng PCB o display ang baterya bilang suporta sa istruktura.

• Ang cable ay hindi pumasa sa pagitan ng baterya at isang matigas na gilid.

• Ang foam ay nananatili sa nilalayon nitong posisyon pagkatapos ng pagsasara.

• Ang pandikit ay hindi nakukuha sa isang matigas na lokal na tagaytay.

• Ang drop o vibration load ay hindi maaaring magmaneho ng baterya sa isang matalim na feature.

Makakatulong ang mga naka-section na housing, pressure-sensitive na pelikula, transparent na prototype, dimensional scan, at kontroladong teardown inspection na ipakita ang mga nakatagong contact point.

Idisenyo ang Thermal Environment sa Paikot ng Tunay na Device

Ang init ng baterya ay hindi lamang nagmumula sa cell. Ang kumpletong kasalukuyang landas ay maaaring makabuo ng init sa panahon ng pagcha-charge, pagdiskarga, pagsisimula, o paulit-ulit na peak load.

Ang mga posibleng pinagmumulan ng init ay kinabibilangan ng:

• Panloob na paglaban ng cell

• Mga PCM o BMS MOSFET

• Mga bahagi ng fuse at current-sense

• Mga koneksyon sa nikel

• Mga wire

• Mga terminal ng connector

• Mga elektronikong pang-charge

• Mga converter ng boltahe

• Mga processor

• Nagpapakita

• Mga motor

• Mga wireless na transmiter

Ang isang selyadong enclosure ay maaaring mapanatili ang init na mawawala sa panahon ng isang open-bench test. Ang baterya kung gayon ay dapat na masuri sa production-intent housing na may huling electronics, foam, adhesive, charging system, at operating profile.

Iwasang Gamitin ang Baterya bilang Heat Sink

Ang direktang paglalagay ng baterya laban sa isang processor, power converter, charger IC, display backlight, o motor ay maaaring maglipat ng init na nabuo ng device sa cell.

Kung saan praktikal:

• Paghiwalayin ang baterya mula sa mga pangunahing bahagi na bumubuo ng init.

• Magbigay ng tinukoy na thermal path mula sa mainit na electronics hanggang sa enclosure.

• Iwasan ang pagruta ng init sa lagayan.

• Gumamit lamang ng mga thermal barrier pagkatapos suriin ang epekto nito sa kabuuang temperatura ng enclosure.

• Panatilihin ang lugar ng PCM mula sa iba pang concentrated na pinagmumulan ng init.

• Suriin ang pag-charge habang gumagana ang device kung sinusuportahan ito ng produkto.

Ang pagdaragdag ng insulasyon sa paligid ng baterya ay maaaring mabawasan ang direktang paglipat ng init mula sa isang kalapit na bahagi, ngunit maaari rin itong ma-trap ang init na nabuo ng mismong baterya. Samakatuwid, ang thermal na disenyo ay dapat suriin bilang isang kumpletong sistema.

Subukan ang Pinakamasamang Kaugnay na Kundisyon

Ang thermal testing ay dapat sumasakop sa mga kondisyon na makatuwirang makakapagdulot ng pinakamataas na temperatura ng baterya o bahagi, gaya ng:

• Pinakamataas na nilalayong tuluy-tuloy na pagkarga

• Umuulit na peak-current na operasyon

• Nagcha-charge sa maximum na pinapahintulutang kasalukuyang

• Nagcha-charge habang aktibo ang device

• Mataas na temperatura ng kapaligiran

• Direktang sikat ng araw o panlabas na pinagmumulan ng init, kung saan nauugnay

• Pinakamababang bentilasyon

• Mababang estado ng singil ng baterya sa ilalim ng mabigat na pagkarga

• Mga katangian ng elektrikal na may edad na baterya

• Pinakamataas na kapal ng foam o pagkakabukod

• Mga materyales sa enclosure na layunin ng produksyon

Sukatin ang higit sa temperatura ng panlabas na enclosure. Depende sa disenyo, maaaring kabilang sa mga nauugnay na punto ng pagsukat ang cell face, PCM, connector, mga wire, charging circuit, kalapit na PCB, at user-contact surface.

Position Temperature Sensing Sinasadya

Kung ang baterya ay gumagamit ng NTC thermistor, ang posisyon nito ay dapat na kumakatawan sa temperatura na ang sistema ng pag-charge o proteksyon ay nilayon na kontrolin.

Suriin:

• Ang detalye ng NTC at curve ng paglaban

• Lokasyon ng sensor

• Thermal contact

• Pinout ng connector

• Interpretasyon ng device

• Mga limitasyon sa pagsingil at paglabas

• Tugon sa isang bukas o pinaikling sensor

• Pagkaantala ng temperatura sa pagitan ng cell at sensor

Nagbibigay ang NTC ng signal ng temperatura. Dapat bigyang-kahulugan ng charger, device, PCM, o BMS ang signal na iyon at gawin ang kinakailangang aksyon.

Ang Pagpapanatili ay Hindi Kapareho ng Compression

Ang baterya ay dapat na pigilan mula sa labis na paggalaw, ngunit ang paghawak nito sa lugar ay hindi awtomatikong nangangailangan ng matibay na compression.

Dapat na makilala ng mga taga-disenyo ang:

• Clearance: kailangan ng walang tao na espasyo para sa pagpapaubaya, pagpupulong, o pagbabago sa dimensyon

• Pagpapanatili: mga feature na naglilimita sa paggalaw ng baterya sa panahon ng normal na paggamit, pag-vibrate, o pagbagsak ng mga kaganapan

• Preload: isang kinokontrol na paunang puwersa na inilapat ng foam o iba pang materyal na sumusunod

• Compression: puwersa na inilapat sa mga ibabaw ng cell ng naka-install na istraktura

Maaaring mag-overlap ang mga kundisyong ito, ngunit hindi sila mapapalitan.

Kapag Makakatulong ang Sumusunod na Pagpapanatili

Ang angkop na foam o elastomer ay maaaring:

• Kunin ang pagkakaiba-iba ng pagmamanupaktura

• Bawasan ang paggalaw ng baterya

• Ipamahagi ang contact sa isang malawak na lugar

• Protektahan ang pouch mula sa malapit na matigas na ibabaw

• Sumipsip ng limitadong mekanikal na shock

• Tumanggap ng ilang dimensional na pagbabago

Gayunpaman, ang foam ay hindi dapat piliin lamang sa pamamagitan ng kapal. Mahalaga ang pag-uugali ng force-deflection nito.

Ang isang makapal, matigas na foam ay maaaring maglapat ng labis na puwersa kapag naka-install sa isang maliit na puwang. Ang isang napakalambot na foam ay maaaring tumagal ng permanenteng compression set at huminto sa pagpapanatili ng baterya pagkatapos ng pagtanda.

Suriin:

• Nominal na kapal ng foam

• Pagpapahintulot sa kapal

• Saklaw ng compression

• Puwersa sa minimum at maximum na naka-install na gaps

• Set ng compression

• Pagdepende sa temperatura

• Pag-uugali sa pagtanda

• Mga kinakailangan sa flammability

• Pagkakatugma sa kemikal

• Malagkit na pag-uugali

• Pagpapanatili ng posisyon sa panahon ng pagpupulong

Ang maximum-force na kondisyon ay maaaring mangyari sa pinakamakapal na baterya, pinakamakapal na foam, at pinakamaliit na compartment. Ang pinakamababang kondisyon ng pagpapanatili ay maaaring mangyari sa pinakamanipis na baterya, pinakamanipis na foam, pinakamalaking compartment, at may edad na foam.

Ang parehong mga kondisyon ay dapat suriin.

Iwasan ang Lokal o Hindi Makontrol na Compression

Ang mga hindi magandang disenyo ng compression ay kinabibilangan ng:

• Isang makitid na tadyang na dumidiin sa gitna ng pouch

• Isang turnilyo na boss ang nakikipag-ugnayan sa isang cell face

• Isang matigas na bahagi ng PCB na pumipindot sa manipis na foam

• Isang maliit na foam pad na gumagawa ng puro load

• Isang takip ng enclosure na nakayuko sa cell pagkatapos i-fasten

• Ang pandikit ay inilapat nang hindi pantay sa ilalim ng baterya

• Isang connector na nakulong sa pagitan ng cell at housing

• Ang foam ay sumasakop lamang sa bahagi ng direksyon ng pamamaga

Kung ang isang supplier ng cell ay tumutukoy ng isang kinokontrol na hanay ng compression, ang enclosure at retention system ay dapat na idinisenyo at patunayan laban sa kinakailangan na iyon. Ang mga halaga ng compression mula sa ibang pouch cell, chemistry, laki, o application ay hindi dapat awtomatikong makopya.

Magbigay ng Makatuwirang Allowance sa Pamamaga

Ang 'Swelling allowance' ay hindi nangangahulugan na ang isang nakikitang nabigong baterya ay dapat manatili sa serbisyo. Nangangahulugan ito na ang compartment ay idinisenyo sa paligid ng inaasahang dimensional na gawi sa loob ng aprubadong buhay ng pagpapatakbo habang iniiwasan ang nakakapinsalang presyon sa baterya at mga katabing bahagi.

Maaaring magbago ang kapal ng pouch-cell dahil sa ilang mga mekanismo:

• Nababaligtad na mga pagbabago sa panahon ng pag-charge at paglabas

• Pagpapalawak na nauugnay sa temperatura

• Unti-unting paglaki ng kapal na nauugnay sa pagtanda

• Ang pagbuo ng gas na nauugnay sa pagkasira o abnormal na mga kondisyon

Ang mga mekanismong ito ay hindi dapat ituring bilang isang magkaparehong kondisyon.

Ang maliit, inaasahang pagbabago sa kapal sa loob ng mga na-validate na limitasyon ay iba sa abnormal na pamamaga na sinamahan ng mabilis na paglaki, hindi pangkaraniwang init, amoy, pagtagas, pagpapapangit ng enclosure, o pagkawala ng pagganap. Dapat ay may tinukoy na pamantayan sa inspeksyon at serbisyo ang isang produkto para sa hindi normal na kondisyon ng baterya.

Huwag Gumamit ng Pangkalahatang Porsyento ng Pamamaga

Ang kinakailangang allowance ay depende sa mga kadahilanan tulad ng:

• Chemistry ng cell

• Disenyo ng elektrod

• Nominal na kapal

• Pinakamataas na boltahe ng pagsingil

• Saklaw ng state-of-charge

• Charge at discharge kasalukuyang

• Temperatura ng pagpapatakbo

• Temperatura ng imbakan

• Oras na ginugol sa mataas na estado ng pagsingil

• Target ng cycle-life

• Target sa buhay ng kalendaryo

• Inilapat na compression

• Pagbabago ng paggawa ng cell

• Pamantayan sa pagtatapos ng buhay

Ang supplier ng baterya ay dapat magbigay ng naaangkop na mga limitasyon sa dimensyon o data ng pagsubok para sa iminungkahing cell at mga kondisyon ng paggamit. Kung hindi makapagbigay ng sapat na impormasyon ang supplier, dapat magtatag ng allowance ang design team sa pamamagitan ng kontroladong pagtanda at pagpapatunay sa antas ng device.

Pag-isipan Kung Ano ang Maaaring Pindutin ng Baterya

Kung tumaas ang kapal, tukuyin kung aling bahagi ang tumatanggap ng pagkarga.

Ang mga posibleng kahihinatnan ay kinabibilangan ng:

• Pag-angat ng display

• Pagpapapangit ng takip

• Baluktot ng PCB

• Pag-aalis ng konektor

• Paghihiwalay ng malagkit

• Pagkawala ng sealing sa kapaligiran

• Tumaas na presyon sa pouch

• Kahirapan sa pagbukas ng enclosure

• Pinsala habang tinatanggal ang baterya

Hindi dapat ilipat ng compartment ang pagpapalawak ng baterya nang direkta sa isang marupok na display, matalim na feature ng PCB, o matibay na fastener.

Kung naaangkop, gumamit ng mga sumusunod na materyales at isang tinukoy na direksyon ng pagpapalawak. Tiyaking mananatiling protektado ang perimeter ng pouch at mga seal area habang nagbabago ang mga sukat.

Account para sa Adhesive, Foam, at Insulation

Ang mga materyales sa pag-mount ay nakakaapekto sa parehong mekanikal at thermal na disenyo.

Pandikit

Maaaring pigilan ng pandikit ang paggalaw, ngunit maaari rin itong:

• Magdagdag ng hindi planadong kapal

• Lumikha ng hindi pantay na ibabaw ng suporta

• Gawing mahirap ang pag-alis ng serbisyo

• Masira ang pouch habang inaalis

• Mawalan ng lakas sa mataas na temperatura

• Gumapang sa ilalim ng pangmatagalang pagkarga

• I-block ang gustong thermal path

Kung maseserbisyuhan ang baterya, magsama ng kinokontrol na paraan ng pag-alis gaya ng naa-access na pull tab o isa pang feature na naaprubahang release. Ang puwersa at direksyon sa pag-alis ay hindi dapat tupi, mabutas, o mabaluktot nang husto ang supot.

Foam

Ang foam ay dapat magbigay ng malawak, predictable contact. Ang mga maliliit na pad ay maaaring lumikha ng mataas na lokal na pagkarga at maaaring ikiling ang pack sa panahon ng pagpupulong.

Idokumento ang foam:

• materyal

• Grade

• kapal

• Densidad

• Data ng hardness o force-deflection

• Pandikit

• Lokasyon

• Lugar

• Oryentasyon

• Saklaw ng compression

Ang 'Magdagdag ng foam kung kinakailangan' ay hindi isang production-ready na baterya mounting specification.

Pagkakabukod at Mga Harang

Maaaring kailanganin ang pagkakabukod sa pagitan ng baterya at conductive o abrasive na ibabaw. Ang kapal nito, saklaw ng gilid, rating ng temperatura, at paglaban sa pinsala sa pagpupulong ay dapat isama sa disenyo.

Ang isang manipis na pelikula na nagbabago sa panahon ng pagpupulong ay hindi maaasahang maprotektahan ang supot. Dapat kontrolin ng disenyo ang posisyon nito at maiwasan ang mga fold o nakalantad na mga gilid.

Idisenyo ang Cable at Connector Space nang Hiwalay

Ang cable ay hindi dapat ituring bilang bahagi ng libreng espasyo sa paligid ng baterya.

Ang kompartimento ay dapat magbigay ng:

• Isang tinukoy na ruta ng cable

• Sapat na radius ng liko

• Pagpapaginhawa ng pilay

• Pag-alis mula sa matalim na mga gilid

• Space para sa connector engagement

• Proteksyon mula sa mga clip ng enclosure at turnilyo

• Access para sa pagpupulong

• Proteksyon mula sa paulit-ulit na pagbaluktot

• Tamang orientation ng connector

• Polarity at kontrol ng pinout

Huwag pilitin ang labis na kawad sa ilalim ng pouch maliban kung partikular na pinapayagan ito ng mga disenyo ng baterya at device. Ang naka-loop na cable ay maaaring lumikha ng isang pressure point at gawing hindi pare-pareho ang posisyon ng baterya.

Dapat ding manatiling malinaw ang labasan ng cable kung magbabago ang kapal ng baterya. Kung hindi, ang pagpapalawak ay maaaring hilahin ang wire, bigyan ng diin ang isang solder joint, o ilipat ang connector.

Panatilihing Malaya ang Seal at Tab Areas Mula sa Structural Load

Nangangailangan ng espesyal na atensyon ang tuktok na seal, side seal, nakatiklop na gilid, at tab transition.

Iwasan ang:

• Matalim na pagtiklop ng selyo

• Clamping sa buong tab area

• Ang paghila sa mga tab sa pamamagitan ng cable

• Paghanap ng turnilyo boss sa tabi ng gilid ng pouch

• Gamit ang selyo bilang paghinto ng pagpoposisyon

• Pagruruta ng cable sa isang nakatiklop na gilid

• Paglalagay ng pandikit kung saan hinahadlangan nito ang inilaan na geometry ng selyo

Ang mga mekanikal na paghinto ay dapat kumilos sa mga aprubadong lugar at ipamahagi ang mga load nang naaangkop. Dapat tukuyin ng drawing ng supplier ang mga lugar kung saan pinaghihigpitan ang pressure, bending, o adhesive.

Isang Praktikal na Proseso ng Disenyo ng Compartment ng Baterya ng LiPo

Hakbang 1: Tukuyin ang Mga Kinakailangan sa Device

Dokumento:

• Magagamit na tatlong-dimensional na espasyo

• Kinakailangang kapasidad at runtime

• Nominal na boltahe

• Tuloy-tuloy at peak current

• Paraan ng pag-charge at kasalukuyang

• Mga temperatura ng pagpapatakbo at imbakan

• Inaasahang buhay ng produkto

• Proseso ng pagpupulong

• Mga kinakailangan sa drop at vibration

• Kakayahang serbisyo

• Mga target na merkado at mga naaangkop na kinakailangan

Hakbang 2: Kumuha ng Finished-Pack Drawing

Humiling ng drawing na kinabibilangan ng:

• Pinakamataas na kapal, lapad, at haba

• Mga sukat na pagpapaubaya

• lokasyon ng PCM

• Pinakamataas na mga lokal na projection

• Mga lugar ng selyo at tab

• Paglabas ng cable

• Haba ng kawad

• Konektor

• Label at pagkakabukod

• Mga kondisyon sa pagsukat

• Mga lugar na may pinaghihigpitang presyon

kay ZERNE Maaaring isama ng mga custom na solusyon sa bateryang Li-polymer ang pagpili ng cell, PCM o BMS, NTC, mga wire, connector, insulation, at mga sukat ng pack sa paligid ng mga kinakailangan sa elektrikal at mekanikal ng isang OEM device.

Hakbang 3: Buuin ang Modelo ng Pagpaparaya

Ihambing:

• Pinakamataas na natapos na baterya

• Minimum na enclosure space

• Foam at adhesive tolerances

• Posisyon ng pagpupulong

• Mga keep-out zone

• Ruta ng cable

• Dimensional-change allowance

Magsagawa ng pagsusuri nang hiwalay para sa kapal, lapad, haba, PCM, cable, at mga lugar ng connector.

Hakbang 4: Suriin ang Mga Daan ng Presyon at Init

Kilalanin:

• Ang bawat ibabaw na maaaring hawakan ang baterya

• Ang bawat bahagi na maaaring pumindot sa baterya pagkatapos ng pagsasara

• Ang pinakamataas na puwersa na kondisyon ng foam

• Mga kalapit na pinagmumulan ng init

• Inilaan na mga thermal path

• Posisyon ng temperatura-sensor

• Ang direksyon na magagamit para sa dimensional na pagbabago

Hakbang 5: Bumuo ng Mga Prototype ng Production-Intent

Gumamit ng kinatawan:

• Mga sample ng baterya

• Mga materyales sa enclosure

• Foam

• Pandikit

• PCB

• Pagpapakita

• Mga fastener

• Pagruruta ng cable

• Charger

• Firmware ng device

Maaaring makatulong ang 3D-printed na enclosure sa mga early fit checks, ngunit ang higpit, thermal behavior, at tolerance nito ay maaaring iba sa production housing.

Hakbang 6: Subukan ang Maramihang Mga Kundisyon ng Pagpaparaya

Kung saan praktikal, suriin ang mga kumbinasyong kumakatawan sa:

• Pinakamataas na laki ng baterya sa pinakamababang laki ng kompartimento

• Minimum-size na baterya sa maximum-size na compartment

• Pinakamataas na kapal ng foam

• Minimum na pagpapanatili ng bula pagkatapos ng pagtanda

• Baterya sa mga nauugnay na estado ng singil

• Mataas at mababang operating temperatura

• Extreme ang posisyon ng pagpupulong

Hakbang 7: I-validate ang Kumpletong Produkto

Maaaring kabilang sa mga nauugnay na pagsusulit ang:

• Pagsasara ng pagpupulong at enclosure

• Visual na inspeksyon pagkatapos ng pagpupulong

• Patak at panginginig ng boses

• Nagcha-charge

• Pinakamataas na tuluy-tuloy na pagkarga

• Umuulit na mga peak load

• Pagtaas ng temperatura

• Pagpapanatili ng cable

• Access sa connector

• Pagtanda ng bula

• Thermal na pagbibisikleta

• Pagtanggal ng baterya

• Pinabilis na pagtanda

• Mga pagsusuri sa dimensyon ng cycle-life

• Mga pagsusuri sa sukat ng imbakan

Sukatin ang baterya bago at pagkatapos ng nauugnay na pagsubok at siyasatin para sa mga marka ng presyon, pagkasira ng pouch, pagkasuot ng cable, pag-aalis ng foam, pagkabigo ng adhesive, at pagpapapangit ng enclosure.

Hakbang 8: I-freeze ang Naaprubahang Konstruksyon

Kontrol:

• Numero ng bahagi ng baterya at rebisyon

• Pinakamataas na natapos na mga sukat

• Modelo ng cell

• PCM o BMS

• Konektor at kawad

• Pagtutukoy ng foam

• Pagtutukoy ng pandikit

• Pagkakabukod

• Posisyon ng pag-mount

• Ruta ng cable

• Mga sukat ng enclosure

• Paraan ng inspeksyon

• Mga limitasyon sa pagtanggap

kay ZERNE Sinasaklaw ng sistema ng kontrol sa kalidad ng baterya ng Li-polymer ang pagsubaybay sa cell, inspeksyon sa istruktura, pagsubaybay sa proseso, at panghuling pag-verify ng pagganap. Ang mga kontrol sa produksyon na ito ay dapat na konektado sa mga katangian ng baterya na tinukoy bilang kritikal sa panahon ng disenyo ng kompartimento.

Mga Karaniwang Pagkakamali sa Disenyo ng Compartment ng Baterya

Checklist ng Disenyo ng Kompartamento ng Baterya

Sobre ng Baterya

• Nakumpirma ang maximum na kapal ng tapos na pakete

• Nakumpirma ang maximum na lapad at haba

• Kasama ang projection ng PCM

• Kasama ang label, tape, at insulation

• Kasama ang cable exit at connector envelope

• Nakadokumento ang mga kondisyon sa pagsukat

Clearance at Pagpapahintulot

• Nakumpirma ang mga minimum na sukat ng enclosure

• Sinuri ang mga pagpapaubaya sa baterya at enclosure

• Kasama ang pagpapahintulot sa posisyon ng pagpupulong

• Tinukoy ang mga keep-out zone

• Nakumpirma ang minimum na clearance ng pagpupulong

• Nabibigyang-katwiran ang allowance sa dimensional na pagbabago sa buhay ng serbisyo

Proteksyon sa Mekanikal

• Walang matalim na gilid malapit sa pouch

• Walang contact sa turnilyo o tadyang

• Pinoprotektahan ang mga seal at tab na lugar

• Kinokontrol ang paggalaw ng baterya

• Nasuri ang mga drop at vibration load

• Maaaring mai-install ang baterya nang walang puwersa

• Maaaring tanggalin ang baterya nang walang pinsala sa pouch

Foam at Pandikit

• Tinukoy ang materyal ng foam at grado

• Sinuri ang maximum at minimum na compression

• Nasuri ang aging at compression set

• Malawak at kontrolado ang contact area

• Kasama ang kapal ng pandikit

• Nasuri ang gawi sa temperatura ng pandikit

• Tinukoy ang paraan ng pag-alis kung saan kinakailangan

Thermal na Disenyo

• Natukoy ang mga kalapit na pinagmumulan ng init

• Hindi ginagamit ang baterya bilang heat sink

• Sinuri ang temperatura ng PCM

• Sinuri ang temperatura ng pag-charge

• Sinuri ang maximum-load na temperatura

• Sinubok ang production-intent enclosure

• Na-verify ang lokasyon ng temperatura-sensor

Cable at Konektor

• Tinukoy ang ruta ng cable

• Katanggap-tanggap ang radius ng liko

• Ibinigay ang strain relief

• Hindi maiipit ang cable

• Maaaring tipunin at serbisyuhan ang konektor

• Na-verify ang polarity at pinout

• Hindi mahila ng pagpapalawak ang cable

Pagpapatunay at Produksyon

• Sinuri ang maraming sample ng baterya

• Nasuri ang mga kumbinasyon ng pagpaparaya sa pinakamasama

• Ginagamit ang mga pabahay na layunin ng produksyon

• Sinusukat ang pagtanda o mga sukat na nauugnay sa pag-ikot

• Nakumpleto ang pag-inspeksyon ng drop at vibration

• Na-freeze ang mga inaprubahang rebisyon sa baterya at enclosure

• Kinokontrol ang foam, pandikit, at pagkakabukod

• Itinatag ang mga kinakailangan sa pagpapalit-notification ng supplier

Impormasyon na Magpapadala ng LiPo Battery Supplier

Para suportahan ang pagpili ng baterya at pagsusuri ng compartment, ibigay ang:

• Available na battery-space drawing

• Pinakamababang panloob na sukat

• Mga pinaghihigpitang lugar at mga kalapit na bahagi

• Target na kapasidad ng baterya

• Nominal na boltahe

• Patuloy na kasalukuyang

• Peak-current magnitude, tagal, at dalas

• Nagcha-charge ng boltahe at kasalukuyang

• Target ng runtime

• Mga temperatura ng pagpapatakbo at imbakan

• Target sa buhay ng produkto

• Mga kinakailangan sa connector at wire

• Mga kinakailangan sa PCM, BMS, o NTC

• Mga kondisyon ng drop at vibration

• Paraan ng pag-mount

• Foam o malagkit na panukala

• Mga kinakailangan sa kakayahang magamit

• Inaasahang dami ng produksyon

• Mga target na merkado at mga kinakailangan sa pagsunod

Ang isang three-dimensional na modelo ng enclosure ay kapaki-pakinabang, ngunit ang isang malinaw na two-dimensional na pagguhit na may mga sukat, tolerance, view ng seksyon, mga lokasyon ng turnilyo, at mga keep-out na zone ay maaaring maging mas epektibo para sa maagang pagsusuri.

Konklusyon

Ang isang maaasahang kompartimento ng baterya ng LiPo ay idinisenyo sa paligid ng kumpletong sistema ng baterya, hindi isang nominal na laki ng pouch-cell.

Ang disenyo ay dapat magbigay ng sapat na espasyo para sa mga natapos na pack tolerance, pagpupulong, pagruruta ng cable, at makatwirang pagbabago sa dimensional na buhay ng serbisyo. Kasabay nito, dapat nitong pigilan ang labis na paggalaw, puro pressure, hindi nakokontrol na compression, at pagkakalantad sa init mula sa mga kalapit na electronics.

Ang foam, adhesive, insulation, enclosure ribs, fasteners, at cable routing ay lahat ay nakakaapekto sa panghuling kapaligiran ng baterya. Dapat tukuyin at patunayan ang mga detalyeng ito sa halip na iwan sa pagsasaayos ng linya ng produksyon.

Pinakamahalaga, walang universal clearance, compression force, o swelling allowance na nalalapat sa bawat LiPo na baterya. Ang mga huling value ay dapat na nakabatay sa napiling cell, tapos na pack construction, operating profile, temperatura range, product-life target, supplier data, at testing sa production-intent device.

Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga salik na ito bago ma-freeze ang disenyo ng enclosure, maaaring bawasan ng mga OEM team ang mga problema sa late-stage fit, protektahan ang pouch sa panahon ng pag-assemble at paggamit, at lumikha ng mas maaasahang landas mula sa sampling ng baterya hanggang sa mass production.

Mga Madalas Itanong

Gaano karaming clearance ang dapat magkaroon ng kompartamento ng baterya ng LiPo?

Walang universal clearance value. Ang kompartimento ay dapat kalkulahin gamit ang maximum na natapos na pack na dimensyon, pinakamababang sukat ng enclosure, mga kinakailangan sa pagpupulong, foam o adhesive tolerance, cable space, at makatwirang allowance para sa pagbabago ng dimensional sa panahon ng nilalayong buhay ng produkto.

Dapat bang magkasya nang mahigpit ang baterya ng LiPo sa enclosure?

Ang baterya ay dapat na mapanatili nang walang hindi nakokontrol na pagpisil o lokal na presyon. Ang isang mahigpit na pagkakatugma batay lamang sa mga nominal na dimensyon ay maaaring maging labis kapag ang baterya, foam, at enclosure tolerance ay umabot sa kanilang pinakamasamang kumbinasyon.

Kailangan ba ng LiPo na baterya ang compression?

Ang ilang mga pouch-cell application ay gumagamit ng kinokontrol na compression, habang ang iba ay gumagamit ng sumusunod na pagpapanatili na may tinukoy na clearance. Ang tamang diskarte ay depende sa disenyo ng cell, laki, chemistry, mga kinakailangan ng supplier, profile ng pag-load, at nilalayong buhay. Huwag kopyahin ang isang halaga ng compression mula sa isang hindi nauugnay na cell.

Maaari bang direktang ilagay ang foam sa isang LiPo na baterya?

Ang angkop na foam ay maaaring gamitin upang ipamahagi ang contact at kontrol na paggalaw, ngunit ang materyal, lugar, kapal, puwersa ng compression, pag-uugali ng temperatura, at mga katangian ng pagtanda ay dapat suriin. Ang isang maliit o sobrang matigas na foam pad ay maaaring lumikha ng puro pressure.

Paano ko pahihintulutan ang pamamaga ng baterya ng LiPo?

Gumamit ng data ng dimensyon ng supplier at mga pagsubok sa pagtanda na tukoy sa application upang magtatag ng allowance. Isaalang-alang ang estado ng singil, temperatura, buhay ng ikot, imbakan, boltahe sa pag-charge, pag-load, at inilapat na presyon. Huwag umasa sa isang generic na porsyento.

Ang lahat ba ng pouch-cell na pagbabago sa kapal ay tanda ng pagkabigo?

Hindi naman kailangan. Ang mga pouch cell ay maaaring makaranas ng limitadong nababaligtad at may kaugnayan sa pagtanda na mga pagbabago sa dimensyon. Ang mabilis o labis na pamamaga, init, pagtagas, amoy, pagpapapangit ng enclosure, o abnormal na pagganap ay dapat ituring bilang isang potensyal na abnormal na kondisyon at pangasiwaan ayon sa kaligtasan at pamamaraan ng serbisyo ng produkto.

Maaari bang mai-install ang baterya sa ilalim ng PCB o display?

Maaaring posible ito, ngunit ang disenyo ay dapat na pigilan ang pagpapalawak ng baterya o mga pag-load ng enclosure mula sa pagbaluktot ng PCB, pag-angat ng display, o pagpindot sa mga bahagi sa pouch. Ang mga marupok at matutulis na bahagi ay hindi dapat maging structural stop para sa baterya.

Dapat ko bang subukan ang pagkasya ng baterya sa isang partikular na estado ng pagsingil?

Ang mga kundisyon sa pagsukat at pagpapatunay ay dapat tukuyin kasama ng supplier. Maaaring mag-iba ang mga dimensyon ng baterya ayon sa estado ng pag-charge, temperatura, at edad, kaya hindi sapat ang pagsuri lamang ng isang bagong baterya sa hindi natukoy na estado ng pagkarga.

Bakit kasya ang baterya sa panahon ng prototyping ngunit hindi sa produksyon?

Kabilang sa mga posibleng dahilan ang pagpapaubaya sa baterya, pagpapaubaya sa paghubog ng enclosure, posisyon ng PCM, pagkakaiba-iba ng foam, kapal ng pandikit, pagruruta ng cable, kapal ng label, offset ng pagpupulong, o mga pagkakaiba sa pagitan ng prototype at mga materyales sa produksyon.

Dapat bang itago ang labis na wire ng baterya sa ilalim ng pouch?

Dapat itong iwasan sa pangkalahatan maliban kung ang pack at compartment ay partikular na idinisenyo para sa pagrurutang iyon. Ang isang wire o connector sa ilalim ng pouch ay maaaring lumikha ng isang pressure point at gawing hindi pare-pareho ang taas ng naka-install na baterya.

Paano ko masusuri kung pinipiga ng enclosure ang baterya?

Ihambing ang mga sukat bago at pagkatapos ng pagsasara ng enclosure, siyasatin ang pressure-sensitive na film kung saan naaangkop, suriin ang baterya para sa mga marka ng contact, suriin ang fastener-induced housing deflection, at subukan ang maximum na baterya at pinakamababang kondisyon ng tolerance ng compartment.

Kailan dapat i-freeze ang disenyo ng kompartamento ng baterya?

I-freeze ang disenyo pagkatapos maipasa ng production-intent na baterya, enclosure, foam, adhesive, insulation, cable route, charger, at hardware ng device ang kinakailangang mechanical, electrical, thermal, environmental, aging, at assembly validation.