Come convalidare un campione di batteria LiPo personalizzato prima della produzione di massa

Ricevere un campione di batteria LiPo personalizzato è un'importante pietra miliare del progetto, ma una batteria che si adatta alla custodia, alimenta il dispositivo e completa un ciclo di ricarica non è automaticamente pronta per la produzione di massa.

Una batteria personalizzata può guastarsi in seguito a causa di problemi difficili da rilevare durante un rapido test al banco:

• Il pacco finito supera la tolleranza dimensionale

• Il connettore è adatto ma ha la polarità o la piedinatura sbagliata

• La corrente di picco provoca un'eccessiva caduta di tensione

• Il circuito di protezione interrompe il normale avvio

• La batteria diventa troppo calda all'interno dell'involucro finale

• La corrente di standby riduce la durata di conservazione o operativa

• La capacità varia tra i campioni

• Il caricabatterie e la batteria utilizzano limiti di tensione incompatibili

• I cavi, l'isolamento o il PCM si muovono durante le vibrazioni o il montaggio

• La costruzione del prototipo differisce dal processo di produzione previsto

• Una modifica al design viene introdotta dopo l'approvazione del campione

La validazione del campione dovrebbe quindi rispondere a due diverse domande:

1. Il design della batteria funziona correttamente nel dispositivo previsto?

2. Il fornitore è in grado di riprodurre in modo coerente il progetto approvato nella produzione di massa?

Questa guida spiega come creare un piano di validazione, ispezionare un campione di batteria LiPo personalizzato, testarne le prestazioni elettriche e meccaniche, valutare l'idoneità alla produzione, documentare l'approvazione ed evitare errori comuni prima di effettuare un ordine di produzione di massa.

Punti chiave

• Approvare una batteria in base a requisiti scritti, non a impressioni generali.

• Definire i criteri di superamento/fallimento prima dell'inizio del test.

• Confermare se il campione è un campione tecnico o un campione con intento di produzione.

• Convalidare il pacco batteria finito, non solo la cella a sacca.

• Registra la cella, il PCM o il BMS, il connettore, il cavo, il firmware, l'etichetta e la revisione della costruzione.

• Controllare le dimensioni massime e le tolleranze piuttosto che le sole dimensioni nominali.

• Verificare il codice prodotto del connettore, la piedinatura, la polarità, la lunghezza del cavo e la direzione di uscita del cavo.

• Misura la capacità in condizioni controllate e l'autonomia nel dispositivo reale.

• Testare separatamente la corrente continua, la corrente di avvio, la corrente di picco e i carichi a impulsi ripetuti.

• Valutare la caduta di tensione e l'aumento di temperatura lungo l'intero percorso della corrente.

• Confermare la compatibilità del caricabatterie e il comportamento di protezione in condizioni normali e di guasto.

• Testare la batteria all'interno dell'involucro finale con l'hardware e il software del dispositivo con intento produttivo.

• Non utilizzare un campione insolitamente buono per rappresentare la consistenza della produzione futura.

• I test di sicurezza, trasporto e accesso al mercato non sostituiscono la convalida delle applicazioni.

• Conservare campioni di riferimento approvati e un pacchetto di specifiche firmato.

• Completa una build pilota controllata prima di rilasciare un ordine di grandi volumi.

• Richiedere notifica e riconvalida per modifiche di materiale, processo, firmware o fornitore.

Cosa significa la convalida personalizzata dei campioni di batterie LiPo?

La convalida di campioni di batterie LiPo personalizzate è il processo strutturato di confronto del progetto di batteria proposto con i requisiti elettrici, meccanici, termici, funzionali, di affidabilità e di conformità del prodotto finale.

È più completo del controllo se la batteria può accendere il dispositivo.

Un processo di convalida completo può coprire:

• Identità e revisione della batteria

• Modello cellulare e chimica

• Dimensioni nominali e massime

• Capacità ed energia immagazzinata

• Comportamento di carica e scarica

• Corrente continua e di picco

• Caduta di tensione

• Resistenza interna

• Durata

• Aumento della temperatura

• Funzioni PCM o BMS

• Risposta dell'NTC

• Connettore e cablaggio

• Comunicazione del dispositivo

• Adattamento meccanico

• Instradamento dei cavi

• Prestazioni in termini di vibrazioni e cadute

• Ciclo di vita

• Comportamento di archiviazione

• Documentazione di conformità

• Consistenza della produzione

• Cambia controllo

L'ambito finale dipende dal dispositivo, dal design della batteria, dall'ambiente operativo, dal mercato di riferimento, dal livello di rischio e dal volume di produzione previsto.

Un piccolo dispositivo promozionale e un prodotto per il monitoraggio medico non dovrebbero utilizzare piani di validazione identici, anche se entrambi utilizzano una batteria LiPo a cella singola da 3,7 V.

Scopri quale tipo di campione hai ricevuto

Non tutti i campioni rappresentano lo stesso stadio di sviluppo. Prima di iniziare la validazione, chiedere al fornitore come è stata costruita la batteria e quali decisioni sono già state congelate.

Un campione non dovrebbe ricevere l'approvazione finale se contiene componenti temporanei che verranno sostituiti durante la produzione.

Chiedere al fornitore di identificare eventuali differenze che coinvolgono:

• Modello cellulare

• Luogo di produzione delle celle

• Sistema di elettrodi o elettroliti

• PCM o BMS

• MOSFET

• Fusibile

• Termistore NTC

• Connettore

• Terminali

• Fornitore e calibro del filo

• Interconnessioni in nichel

• Isolamento

• Adesivo

• Orientamento della custodia

• Etichetta

• Firmware

• Processo di saldatura o brasatura

• Processo di assemblaggio del pacco

• Processo di test

Se permangono differenze, l’approvazione dovrebbe essere condizionata o limitata alle funzioni che il campione può effettivamente rappresentare.

Inizia con una specifica scritta della batteria

Testare senza una specifica scritta spesso produce un risultato poco chiaro. Un team può considerare il campione accettabile perché alimenta il dispositivo, mentre un altro lo rifiuta perché il tempo di esecuzione è inferiore al previsto.

Prima del test, stabilire una specifica controllata che definisca i requisiti approvati.

Requisiti elettrici

Documentazione:

• Chimica cellulare

• Configurazione in serie e in parallelo

• Voltaggio nominale

• Tensione di carica massima

• Capacità nominale

• Capacità minima accettabile

• Energia nominale

• Corrente di carica standard

• Corrente di carica massima

• Corrente di scarica tipica

• Corrente di scarica continua massima

• Corrente di picco

• Durata del picco

• Profilo dell'impulso ripetuto

• Tensione di interruzione del dispositivo

• Soglie di protezione della batteria

• Obiettivo di resistenza interna

• Obiettivo della corrente di standby

• Tempo di esecuzione richiesto

• Temperatura operativa

• Temperatura di carica

• Temperatura di conservazione

• Obiettivo del ciclo di vita

Requisiti meccanici

Documentazione:

• Spessore massimo del pacco finito

• Larghezza massima

• Lunghezza massima

• Tolleranze dimensionali

• Limite di peso

• Posizione della cella e del PCM

• Direzione di uscita del cavo

• Calibro del filo

• Lunghezza del cavo

• Posizione del connettore

• Orientamento del connettore

• Raggio di curvatura consentito

• Requisiti di isolamento

• Posizione dell'etichetta

• Metodo adesivo o di montaggio

• Indennità di espansione

• Spazio libero dell'involucro

• Aree riservate o vietate

Requisiti di connessione

Documentazione:

• Produttore di connettori

• Serie di connettori

• Numero di parte esatto

• Connettore di accoppiamento

• Codice articolo del terminale

• Conteggio dei pin

• Piedinatura

• Polarità

• Colori dei fili

• Piombo NTC

• Fili di comunicazione

• L'equilibrio porta

• Schermatura o pressacavo, se necessario

Requisiti funzionali

Documentazione:

• Protezione da sovraccarico

• Protezione da scarica eccessiva

• Protezione da sovracorrente di carica

• Protezione da sovracorrente di scarica

• Protezione da cortocircuito

• Rilevamento della temperatura

• Bilanciamento cellulare

• Misurazione del carburante

• Reportistica sullo stato di carica

• Reportistica sullo stato di salute

• Conteggio dei cicli

• Autenticazione

• Registrazione dei guasti

• Protocollo di comunicazione

• Comportamento nel sonno e nel risveglio

• Modalità di spedizione

• Comportamento di ripristino dagli errori

Requisiti del prodotto e di conformità

Documentazione:

• Tipo di applicazione

• Mercati target

• Norme di sicurezza richieste

• Requisiti di trasporto

• Restrizioni ambientali

• Rapporti e certificati richiesti

• Requisiti di tracciabilità

• Requisiti di etichettatura e marcatura

• Accordo sulla qualità

• Aspettative di garanzia

• Requisiti di notifica delle modifiche

ZERNE Le soluzioni personalizzate di batterie ai polimeri di litio possono incorporare la selezione delle celle, la capacità, le funzioni PCM o BMS, il rilevamento della temperatura, i cavi, i connettori, l'isolamento e la struttura del pacco in base ai requisiti di un dispositivo OEM.

Convertire la specifica in una matrice di convalida

Un requisito è più semplice da approvare quando è collegato a un test, a un limite di accettabilità, a una quantità di campione e a una parte responsabile definiti.

Una matrice di validazione può utilizzare la seguente struttura:

I numeri nella colonna di accettazione devono provenire dalle specifiche della cella approvate, dalle specifiche della confezione, dai requisiti del dispositivo, dalle classificazioni dei componenti, dall'analisi dei rischi e dagli standard applicabili.

Non copiare i limiti generici da un altro progetto di batteria senza verificare che si applichino al nuovo progetto.

Decidi quanti campioni testare

Non esiste un'unica quantità di campione corretta per ogni progetto di batteria personalizzata.

La quantità richiesta dipende da:

• Rischio del prodotto

• Complessità della batteria

• Numero di gruppi di prova

• Prove distruttive e non distruttive

• Volume di produzione previsto

• Maturità della cellula e dei componenti

• Esperienza del fornitore

• Requisiti normativi

• Fiducia richiesta nella variabilità

• Sia che i campioni siano realizzati in ingegneria o in produzione

Uno o due campioni possono identificare un evidente problema di compatibilità, ma non possono dimostrare la coerenza della produzione.

Un set di validazione più ampio consente al team di esaminare:

• Prestazione media

• Risultati minimi e massimi

• Variazione tra le unità

• Primi fallimenti

• Differenze tra i gruppi di test

• Ripetibilità delle dimensioni e dell'assemblaggio

• Prestazioni dopo l'esposizione ambientale

• Coerenza del lotto di produzione

Il piano di campionamento dovrebbe includere anche:

• Unità per prove elettriche

• Unità per prove meccaniche e ambientali

• Unità per prove di ciclo o invecchiamento

• Unità riservate alle indagini

• Unità di riferimento non utilizzate

• Unità con intento produttivo dalla build pilota

Non utilizzare ripetutamente lo stesso campione per test incompatibili a meno che il piano di test non lo consenta specificatamente. I cicli precedenti, l'esposizione ad alte temperature, lo stress meccanico o i test di protezione possono influenzare i risultati successivi.

Passaggio 1: verificare l'identità e la tracciabilità del campione

Prima di misurare le prestazioni, verificare esattamente ciò che è stato consegnato.

Ciascun campione o lotto di campioni deve essere tracciabile a:

• Nome del fornitore

• Progetto cliente

• Codice articolo della batteria

• Revisione della batteria

• Modello cellulare

• Lotto di celle o codice data

• Revisione PCM o BMS

• Revisione del firmware, se applicabile

• Specifiche del connettore e del cavo

• Data dell'assemblea

• Quantità di campioni

• Luogo di produzione

• Registro dell'ispezione

• Rapporto di prova

• Revisione del disegno

• Revisione delle specifiche

Fotografa ogni campione prima del test. Includere:

• Superfici anteriori e posteriori

• Etichetta

• Connettore

• Instradamento dei cavi

• Uscita cavo

• Zona PCM

• Bordi di sigillatura

• Qualsiasi data o codice lotto visibile

Assegnare a ciascuna unità un ID test univoco. Risultati quali capacità, resistenza, dimensioni, autonomia e temperatura dovrebbero essere collegati a tale ID anziché riportati solo come media del gruppo.

Perché la tracciabilità è importante

Se un campione fallisce, il team deve essere in grado di determinare se la causa è correlata a:

• Una unità difettosa

• Lotto di un componente

• Un processo di assemblaggio

• Una revisione del progetto

• Un metodo di prova

• L'intero concetto di batteria

Senza tracciabilità, le indagini diventano congetture e le azioni correttive possono affrontare la causa sbagliata.

Passaggio 2: rivedere i documenti prima del test

Richiedere i documenti necessari per comprendere e controllare il progetto proposto.

A seconda del progetto, questi possono includere:

• Specifica della batteria

• Specifica della cella

• Disegno meccanico

• Disegno del connettore

• Schema della piedinatura

• Specifica PCM o BMS

• Tabella soglie di protezione

• Specifica NTC

• Specificazione della comunicazione

• Requisiti di ricarica

• Elenco materiali o componenti

• Rapporto di ispezione del campione

• Dati sulla capacità e sulla resistenza interna

• Scheda dati di sicurezza

• Riepilogo del test di trasporto

• Rapporti di conformità applicabili

• Disegno dell'etichetta

• Specifica dell'imballaggio

• Piano di test di affidabilità

• Flusso del processo

• Piano di controllo qualità

• Cambia la cronologia

Verificare che i numeri di modello e le revisioni coincidano in tutti i documenti.

I conflitti comuni tra i documenti includono:

• Un disegno che mostra una lunghezza del filo diversa da quella del campione

• Un'etichetta che utilizza un vecchio valore di capacità

• Un rapporto PCM che elenca soglie diverse dalle specifiche del pacchetto

• Un disegno del connettore con una piedinatura invertita

• Un report di cella che non corrisponde al modello di cella installato

• Un rapporto di prova per una batteria simile anziché per la batteria proposta

• Un certificato che copre la cella ma non la configurazione del pacchetto finito

Non dare per scontato che un certificato o un rapporto sia applicabile solo perché la tensione e la capacità sembrano simili. Confermare il modello coperto o la famiglia di prodotti e le differenze costruttive consentite.

Passaggio 3: eseguire l'ispezione visiva e di lavorazione

Ispezionare i campioni prima di applicare stress elettrico.

Cercare:

• Ammaccature sulla custodia

• Pieghe

• Rigonfiamento

• Graffi

• Corrosione

• Contaminazione

• Perdita di elettrolito

• Bordi di tenuta danneggiati

• Materiale conduttivo esposto

• Pieghe taglienti

• Nastro allentato

• Isolamento disallineato

• Posizionamento irregolare dell'etichetta

• Scarso scarico della tensione

• Isolamento del filo danneggiato

• Terminali del connettore allentati

• Colori dei cavi errati

• Saldatura o saldatura scadente

• Adesivo in eccesso

• Materiale estraneo

• Componenti PCM non protetti

• Instradamento dei cavi incoerente

I criteri di ispezione dovrebbero riflettere la costruzione concordata. Una differenza visiva non è automaticamente un difetto, ma è necessario indagare sulla variazione inspiegabile tra campioni apparentemente identici.

Ispezionare attentamente la custodia

La busta laminata in alluminio non deve essere forata, piegata bruscamente, compressa da un componente duro o esposta a un bordo che potrebbe danneggiarla durante il montaggio o l'uso.

Prestare particolare attenzione a:

• La transizione tra il corpo della cella e la guarnizione superiore

• Linguette piegate

• Posizionamento del PCM

• Bordi in strip di nichel

• Terminali del connettore

• Posizioni adesive

• Nervature o viti della custodia vicino alla custodia

Una batteria può sembrare accettabile all'esterno del dispositivo, ma subisce una pressione dannosa dopo la chiusura dell'involucro.

Passaggio 4: misurare le dimensioni della batteria finita

Misurare l'intero gruppo batteria anziché fare affidamento sul numero di modello della cella a sacca.

Documentazione:

• Spessore massimo

• Larghezza massima

• Lunghezza massima

• Proiezione PCM o BMS

• Area del sigillo e della linguetta

• Lunghezza del cavo

• Dimensioni del connettore

• Posizione di uscita del cavo

• Peso

Il disegno dovrebbe definire:

• Punti di riferimento della misurazione

• Dimensioni nominali

• Dimensioni massime

• Tolleranze

• Stato di carica durante la misurazione

• Temperatura durante la misurazione

• Se sono inclusi l'isolamento e l'etichetta

• Se i fili e i connettori sono inclusi nella busta

Il numero di modello LiPo può indicare la dimensione approssimativa della cella a sacca, ma non rappresenta necessariamente la batteria completa. Componenti di protezione, nastro, cablaggio, bordi di tenuta e tolleranze di produzione possono aumentare lo spazio richiesto.

Selezionare Adatta al dispositivo reale

Installare più campioni in custodie con intento di produzione e confermare:

• La batteria può essere inserita senza forzare

• La custodia non è pizzicata o piegata bruscamente

• La custodia si chiude normalmente

• Le viti non entrano in contatto né comprimono la batteria

• Il cavo segue il percorso previsto

• Il connettore può essere inserito e rimosso

• Il filo non attraversa uno spigolo vivo

• La batteria non si muove eccessivamente

• L'adesivo e la schiuma non creano una pressione eccessiva

• Gli altri componenti non possono sfregare contro la custodia

• Rimane disponibile uno spazio adeguato per l'espansione della durata di servizio

Una batteria non dovrebbe essere approvata semplicemente perché è compatibile il campione più piccolo. Utilizzare le dimensioni massime consentite della batteria e lo spazio minimo consentito nell'involucro nella valutazione della tolleranza.

Passaggio 5: verificare connettore, piedinatura e polarità

Eventuali errori del connettore possono danneggiare immediatamente la batteria, il caricabatterie o il dispositivo.

Prima di collegare il campione:

1. Confermare il produttore del connettore e il numero esatto della parte.

2. Confrontarlo con il connettore di accoppiamento.

3. Verificare la compatibilità del terminale e della custodia.

4. Verificare il numero di pin.

5. Confrontare le posizioni fisiche dei pin con il disegno.

6. Misurare la polarità utilizzando l'attrezzatura adeguata.

7. Confermare NTC e contatti di comunicazione.

8. Controllare il diametro del filo e la lunghezza del cavo.

9. Verificare il pressacavo e la ritenzione del terminale.

10. Registrare il risultato per ogni campione.

Non fare affidamento su:

• Solo il colore del filo

• Aspetto del connettore

• Convenzione sui pin di un fornitore precedente

• Segni positivi e negativi su un disegno non verificato

Due connettori a due pin visivamente identici possono utilizzare polarità opposte.

Per le batterie multicavo, verificare la piedinatura completa, incluso:

• Confezione positiva

• Confezione negativa

• NTC

• Resistore di identificazione

• Dati

• Orologio

• Abilitare

• Connessioni di equilibrio

Se la batteria comunica con il dispositivo, verificare i livelli elettrici, i tempi, l'indirizzo, il formato dei dati, la gestione degli errori e il comportamento di attivazione.

Passaggio 6: registrare le condizioni elettriche in entrata

Prima del ciclo, registrare le condizioni del campione ricevuto.

Le misurazioni rilevanti possono includere:

• Tensione a circuito aperto

• Stato di carica

• Voltaggio del pacco

• Tensioni individuali in serie-gruppo

• Resistenza interna

• Peso della batteria

• Stato della comunicazione

• Flag di errore

• Stato della modalità di spedizione

• Data di ricezione

• Tempo trascorso dalla produzione

Grandi variazioni nella tensione o nella resistenza in ingresso possono indicare condizionamento, conservazione, autoscarica, adattamento o assemblaggio delle celle incoerenti.

Tuttavia, le misurazioni devono essere interpretate con attenzione. I risultati della resistenza interna possono cambiare con:

• Metodo di prova

• Frequenza di prova

• Resistenza di contatto

• Stato di carica

• Temperatura della cella

• Tempo di riposo

• Precisione dell'attrezzatura

Utilizzare lo stesso metodo di misurazione convalidato per i confronti.

Passaggio 7: verificare la capacità e l'energia immagazzinata

La capacità nominale deve essere controllata in condizioni controllate definite nelle specifiche della batteria.

Un test di capacità di base normalmente comporta:

1. Caricare la batteria utilizzando il profilo di ricarica approvato

2. Concedere il periodo di riposo specificato

3. Scarica alla corrente definita

4. Arresto alla condizione di interruzione specificata

5. La registrazione ha fornito ampere-ora e wattora

6. Registrazione della tensione e della temperatura durante il test

L'esatta corrente, tensione, temperatura, tempo di riposo e condizioni di terminazione influenzano il risultato.

Capacità nominale rispetto all'autonomia del dispositivo

Capacità e tempo di esecuzione sono correlati, ma non sono intercambiabili.

Una batteria può soddisfare la capacità nominale di laboratorio e fornire comunque un'autonomia inadeguata del dispositivo a causa di:

• Corrente del dispositivo elevata

• Carichi impulsivi

• Perdite di conversione di tensione

• Spegnimento anticipato del dispositivo

• Caduta di tensione del circuito di protezione

• Bassa temperatura operativa

• Stima dello stato di carica imprecisa

• Corrente di standby elevata

• Resistenza del connettore o del filo

Convalidare entrambi:

• Capacità della batteria controllata

• Runtime sotto un profilo di utilizzo del dispositivo reale definito

Confronta ogni campione

Non riportare solo il miglior risultato o la media del gruppo.

Documentazione:

• Capacità individuale

• Risultato minimo

• Risultato massimo

• Media

• Variazione

• Qualsiasi curva di carica o scarica anomala

• Temperatura durante il test

• Attrezzatura di prova e stato di calibrazione

Se un campione ha prestazioni sostanzialmente peggiori degli altri, indagalo anche se la media rimane accettabile.

Passaggio 8: testare il profilo di carico del dispositivo reale

Un semplice carico resistivo potrebbe non riprodurre il modo in cui il prodotto finale utilizza la batteria.

Il piano di validazione dovrebbe rappresentare:

• Corrente del sonno

• Corrente di riserva

• Corrente operativa tipica

• Corrente continua massima

• Corrente di avvio

• Corrente di stallo del motore

• Impulsi di radiotrasmissione

• Attivazione display

• Spunto del riscaldatore

• Processore o picchi wireless

• Cicli di lavoro ripetuti

• Ricarica durante il funzionamento, se applicabile

Test a corrente continua

Verificare che la batteria possa sostenere la corrente richiesta senza:

• Caduta di tensione eccessiva

• Aumento eccessivo della temperatura

• Interruzione del PCM o del BMS

• Riscaldamento del connettore

• Riscaldamento a filo

• Funzionamento instabile del dispositivo

Test della corrente di picco

Documentazione:

• Magnitudo di picco

• Durata del picco

• Tasso di ripetizione

• Stato di carica della batteria

• Temperatura della batteria

• Voltaggio minimo del pacco

• Risposta di protezione

• Risposta del dispositivo

Una batteria può supportare un breve impulso ma fallire quando l'impulso si ripete frequentemente o si verifica vicino alla fine della scarica.

Prova di avvio

L'avvio è spesso più impegnativo del funzionamento costante.

Testare l'avvio nelle condizioni peggiori, come ad esempio:

• Stato di carica basso

• Temperatura minima di esercizio

• Carico massimo del dispositivo

• Condizioni della batteria invecchiata

• Riavvio ripetuto

• Avviamento del motore o della pompa

• Trasmissione wireless durante l'avvio

Se il circuito di protezione scatta durante un carico legittimo del dispositivo, il semplice aumento della corrente nominale potrebbe non risolvere il problema. È necessario valutare insieme la capacità della cella, la caduta di tensione, il cablaggio, la resistenza del connettore, le perdite del MOSFET, il ritardo di rilevamento e il comportamento del dispositivo.

Passaggio 9: convalida della compatibilità di ricarica

La batteria, il caricabatterie, il circuito di protezione e il firmware del dispositivo devono funzionare come un unico sistema di ricarica.

Confermare:

• Metodo di ricarica

• Tensione di carica massima

• Corrente di carica

• Comportamento di precarica

• Stadio a corrente costante

• Stadio a tensione costante

• Terminazione della carica

• Ricarica o riavvia il comportamento

• Tempo di ricarica

• Temperatura della batteria

• Temperatura del connettore

• Temperatura PCM o BMS

• Indicazione dello stato del dispositivo

• Ricarica mentre il dispositivo è in funzione

• Risposta ad una carica interrotta

• Risposta dopo l'interruzione della protezione

Prova con il caricatore per intento di produzione

Un alimentatore da laboratorio può aiutare a diagnosticare la batteria, ma non sostituisce il test con il caricabatterie e il dispositivo finali.

Differenze in:

• Precisione della tensione

• Controllo corrente

• Corrente di terminazione

• Resistenza del cavo

• Comunicazione

• Rilevamento della temperatura

• Comportamento del timer

• Firmware

• Negoziazione dell'alimentazione USB

può modificare le prestazioni di ricarica.

Conferma il controllo della temperatura

Se la batteria include un termistore NTC, verificare:

• Valore della resistenza NTC

• Tolleranza alla resistenza

• Temperatura di riferimento

• Valore beta o curva di resistenza

• Posizione del sensore fisico

• Perno del connettore

• Interpretazione del dispositivo o del caricabatterie

• Limiti di carica e scarica

• Comportamento in caso di errore per un sensore aperto o in corto

Un NTC rileva solo la temperatura. Il dispositivo, il caricabatterie, il PCM o il BMS devono interpretare il segnale e intraprendere l'azione richiesta.

Passaggio 10: misurare la caduta di tensione e l'aumento di temperatura

La tensione e la temperatura devono essere misurate lungo l'effettivo percorso della corrente.

Le potenziali fonti di calore includono:

• Cella

• Schede

• Saldature

• Interconnessioni in nichel

• MOSFET

• Resistore di rilevamento della corrente

• Fusibile

• Fili

• Terminali del connettore

• Tracce di PCB

• Contatti del dispositivo

Una batteria che supera un test a banco aperto può diventare notevolmente più calda all'interno di un involucro sigillato.

Utilizzare condizioni di test realistiche

Considerare:

• Carico massimo previsto

• Corrente di carica massima

• Stato di carica basso

• Temperatura ambiente massima prevista

• Flusso d'aria minimo

• Recinzione finale

• Schiuma finale e adesivo

• Passaggio dei cavi di produzione

• Ricarica e funzionamento simultanei del dispositivo

• Carichi di punta ripetuti

I limiti di accettazione dovrebbero basarsi su:

• Specifica della cella

• Valutazioni dei componenti

• Valutazioni di isolamento

• Limiti di connettori e cavi

• Requisiti del dispositivo

• Requisiti di contatto dell'utente

• Norme di sicurezza applicabili

• Vita utile prevista

Non approvare il progetto utilizzando solo la temperatura superficiale massima misurata dell'involucro. Le temperature interne della batteria e dei componenti potrebbero essere più elevate.

Passaggio 11: verificare le funzioni PCM o BMS

I test richiesti dipendono dal fatto che la batteria utilizzi un PCM di base o un BMS più avanzato.

Le funzioni rilevanti possono includere:

• Rilevamento del sovraccarico

• Rilevamento di scarica eccessiva

• Rilevamento sovracorrente di carica

• Rilevamento sovracorrente di scarica

• Risposta al cortocircuito

• Monitoraggio della temperatura

• Monitoraggio della tensione delle celle

• Bilanciamento cellulare

• Misurazione della corrente

• Stima dello stato di carica

• Stima dello stato di salute

• Conteggio del ciclo

• Registrazione dei guasti

• Autenticazione

• Comunicazione

• Modalità di sospensione

• Modalità di spegnimento

• Modalità di spedizione

• Comportamento al risveglio

• Recupero guasti

Valutare la soglia e il comportamento di recupero

Per ciascuna funzione di protezione, confermare:

• Soglia di rilevamento

• Ritardo di rilevamento

• Comportamento di interruzione

• Consumo corrente dopo l'interruzione

• Condizione di rilascio o ripristino

• Interazione con il caricabatterie

• Interazione con il firmware del dispositivo

• Comportamento dopo ripetuti errori

I test di protezione devono essere condotti con apparecchiature controllate e misure di sicurezza adeguate. I test pericolosi o distruttivi devono essere eseguiti solo da personale o laboratori qualificati utilizzando una procedura approvata.

Testare i carichi normali vicino ai confini di protezione

Il circuito di protezione dovrebbe rispondere ai guasti senza interrompere il comportamento valido del dispositivo.

I potenziali conflitti includono:

• Corrente di avvio scambiata per un cortocircuito

• Lo stallo del motore provoca ripetuti arresti e ripristini

• L'interruzione del dispositivo si verifica al di sotto della soglia PCM

• Il caricabatterie si riavvia dopo uno scaricamento eccessivo

• La modalità di sospensione BMS impedisce la riattivazione del dispositivo

• Bilanciamento delle celle che estende il tempo di ricarica

• I dati sullo stato di carica diventano imprecisi sotto carichi impulsivi

Un circuito può superare il proprio test a livello di componente ed essere comunque inadatto al dispositivo.

Passaggio 12: convalida dell'autonomia e del comportamento della batteria visibile all'utente

Far funzionare la batteria nel dispositivo finale utilizzando un profilo operativo documentato.

Il test dovrebbe definire:

• Stato di carica iniziale

• Procedura di ricarica

• Temperatura ambiente

• Revisione hardware del dispositivo

• Revisione del firmware

• Attività sullo schermo o sulla radio

• Ciclo di carico

• Periodi di sonno

• Condizione dell'endpoint

• Numero di corse ripetute

Documentazione:

• Autonomia totale

• Curva di tensione

• Percentuale della batteria segnalata

• Punto di arresto del dispositivo

• Punto di interruzione della protezione

• Temperatura

• Eventi di reset o brownout

• Capacità rimanente allo spegnimento

• Comportamento di ricarica dopo lo spegnimento

Controlla la precisione percentuale della batteria

Se il dispositivo visualizza lo stato di carica, confrontare il valore riportato con il comportamento effettivo della batteria.

Cercare:

• La percentuale scende improvvisamente

• Lunghi periodi al 100%

• Arresto anticipato con capacità rimanente

• Funzionamento del dispositivo dopo lo 0%

• Letture incoerenti dopo il riavvio

• Letture errate a bassa temperatura

• Perdita di calibrazione dopo la sostituzione della batteria

Le prestazioni dell'indicatore del carburante potrebbero richiedere una calibrazione utilizzando la cella finale, il profilo di carico, la tensione di interruzione e le impostazioni del firmware.

Passaggio 13: testare il comportamento di standby, sospensione e archiviazione

I prodotti a basso consumo possono perdere più energia del previsto a causa del consumo in standby.

Misurare la corrente in:

• Funzionamento normale

• Modalità inattiva

• Modalità di sospensione

• Spegnimento del dispositivo

• Modalità di spedizione della batteria

• Interruzione della protezione

• Stato del caricabatterie scollegato

• Stato di archiviazione a lungo termine

Includere i consumi da:

• PCM o BMS

• Indicatore del carburante

• Circuito di comunicazione

• Rete NTC

• Elettronica del dispositivo

• Percorsi di perdita

• Ingresso caricabatterie

Stimare la durata di conservazione o di standby utilizzando la capacità utilizzabile realistica e il consumo di corrente. Non dividere la capacità nominale per una corrente misurata senza considerare:

• Autoscarica

• Consumo BMS o PCM

• Temperatura

• Invecchiamento

• Voltaggio minimo del dispositivo

• Interruzione della protezione

• Tolleranza sulla capacità

• Stato di carica della spedizione

I test di archiviazione a lungo termine possono anche monitorare:

• Tensione a circuito aperto

• Mantenimento della capacità

• Recupero dopo lo stoccaggio

• Rigonfiamento

• Resistenza interna

• Stato della comunicazione

• Autoscarica eccessiva

Fase 14: valutare le prestazioni meccaniche e ambientali

I test necessari dovrebbero riflettere l'applicazione finale piuttosto che una lista di controllo generica.

Le possibili valutazioni includono:

• Montaggio e smontaggio del dispositivo

• Tirare o trattenere il cavo

• Inserimento e rimozione del connettore

• Vibrazione

• Scossa meccanica

• Caduta del prodotto

• Compressione dalla custodia

• Cicli termici

• Funzionamento ad alta temperatura

• Funzionamento a bassa temperatura

• Stoccaggio ad alta temperatura

• Conservazione a bassa temperatura

• Esposizione all'umidità

• Condizioni di altitudine o di bassa pressione

• Protezione da polvere o umidità a livello del dispositivo

• Funzionamento ripetuto di pulsanti, motore o radio

• Imballaggio per il trasporto

Dopo l'esposizione, ispezionare e ripetere il test:

• Aspetto

• Dimensioni

• Tensione a circuito aperto

• Capacità

• Resistenza interna

• Isolamento

• Cablaggio

• Conservazione del connettore

• Funzioni di protezione

• Funzionamento del dispositivo

• Perdita o gonfiore

I test meccanici dovrebbero rappresentare il modo in cui la batteria è montata all'interno del prodotto. Il test di una batteria non supportata all'esterno del contenitore potrebbe non riprodurre le sollecitazioni effettive.

Passaggio 15: valutare la durata del ciclo e l'invecchiamento

Un nuovo campione può soddisfare i requisiti di capacità e alimentazione ma degradarsi troppo rapidamente per il prodotto previsto.

Un piano del ciclo di vita dovrebbe definire:

• Tensione di carica

• Corrente di carica

• Terminazione della carica

• Corrente di scarica

• Interruzione dello scarico

• Periodi di riposo

• Temperatura

• Carico del dispositivo o del laboratorio

• Intervalli di misurazione

• Criterio di fine vita

Traccia:

• Capacità rimanente

• Energia

• Resistenza interna

• Caduta di tensione

• Aumento della temperatura

• Rigonfiamento

• Durata

• Comportamento di protezione

• Condizioni del connettore e del cavo

Considera l'invecchiamento specifico dell'applicazione

L'invecchiamento della batteria può accelerare quando il dispositivo:

• Rimane completamente carico per lunghi periodi

• Funziona ad alta temperatura

• Utilizza frequenti impulsi ad alta corrente

• Raggiunge ripetutamente la scarica profonda

• Si carica durante il funzionamento

• Ha una dissipazione del calore limitata

• Trascorre lunghi periodi in deposito

• Utilizza una tensione di carica massima elevata

Un breve test accelerato può supportare il confronto, ma non deve essere trattato automaticamente come una previsione esatta della vita utile nel mondo reale. La relazione tra le condizioni di prova e l'uso sul campo deve essere giustificata.

Passaggio 16: separare la convalida del prodotto dai test di conformità

La convalida a livello di dispositivo, la valutazione della sicurezza della batteria, i test di trasporto e la certificazione del mercato hanno scopi diversi.

Una batteria che funziona correttamente nel dispositivo non è automaticamente compatibile. Allo stesso modo, una batteria con documentazione di conformità non è automaticamente compatibile con il dispositivo.

A seconda della batteria, del prodotto, della destinazione e del metodo di distribuzione, il progetto potrebbe dover valutare i requisiti associati a:

• Trasporto batterie al litio

• Sicurezza della batteria portatile

• Sicurezza della cella o del pacco

• Sicurezza elettrica a livello di prodotto

• Compatibilità elettromagnetica

• Restrizioni ambientali

• Riciclaggio o etichettatura

• Spedizioni aeree, marittime, stradali o ferroviarie

La norma UN 38.3 non è un test delle prestazioni del dispositivo

La norma UN 38.3 affronta i test di trasporto di celle e batterie al litio. Non conferma:

• Autonomia del dispositivo

• Adatta alla custodia

• Compatibilità con caricabatterie

• Precisione percentuale della batteria

• Instradamento dei cavi

• Temperatura di applicazione

• Capacità di carico di punta

• Prestazioni di caduta del prodotto

• Ciclo di vita a lungo termine

Si applica anche a un tipo di cella o batteria definito. Le modifiche a celle, costruzione, componenti o configurazione dovrebbero essere riviste per determinare se i report esistenti rimangono applicabili o se sono necessari test aggiuntivi.

Conferma l'ambito di ogni rapporto

Per ogni documento verificare:

• Produttore

• Numero del modello

• Designazione della cella o della batteria

• Descrizione fisica

• Voltaggio e capacità

• Configurazione in serie e in parallelo

• Numero del rapporto di prova

• Data della prova

• Edizione standard applicabile

• Laboratorio di prova

• Risultato superato/fallito

• Costruzione coperta

• Famiglia di modelli consentita

• Differenze rispetto al campione proposto

Non approvare un pacchetto personalizzato basato solo su un report per la sua cella interna a meno che i requisiti del progetto non consentano a tale report di coprire lo scopo pertinente.

Passaggio 17: confrontare i risultati del campione con la capacità di produzione

Un buon prototipo non dimostra che il progetto possa essere realizzato in modo coerente.

Prima della produzione di massa, discutere:

• Dimensioni critiche

• Tolleranze dei componenti

• Corrispondenza delle celle

• Parametri di saldatura

• Controlli di saldatura

• Programmazione PCM

• Caricamento del firmware

• Verifica di connettori e cavi

• Posizionamento dell'isolamento

• Quantità di adesivo

• Controllo dell'etichetta

• Test in corso

• Ispezione finale

• Tracciabilità

• Calibrazione dell'attrezzatura

• Gestione dei difetti

• Limiti di rilavorazione

• Criteri di rilascio dei lotti

ZERNE Il sistema di controllo della qualità delle batterie ai polimeri di litio descrive i controlli tra cui il monitoraggio del processo, l'ispezione strutturale, il controllo ambientale, il tracciamento delle celle e la verifica delle prestazioni finali. L'approvazione del campione dovrebbe collegare questi controlli di produzione con le caratteristiche critiche identificate durante la validazione.

Definire le caratteristiche critiche per la qualità

Le caratteristiche che influiscono materialmente sulla sicurezza, sulla compatibilità o sulle prestazioni dovrebbero ricevere chiari controlli di produzione.

Gli esempi includono:

• Modello cellulare e lotto

• Polarità del pacchetto

• Spessore massimo finito

• Codice articolo del connettore

• Lunghezza del filo

• Integrità della saldatura

• Soglie di protezione

• Versione del firmware

• Capacità

• Resistenza interna

• Tensione a circuito aperto

• Valore NTC

• Comunicazione

• Isolamento

• Precisione dell'etichetta

Dovrebbero essere documentati il ​​metodo di controllo, la frequenza delle ispezioni, le attrezzature, il limite di accettazione e i requisiti di conservazione dei registri.

Passaggio 18: completare un ciclo di produzione pilota

Un'esecuzione pilota utilizza il processo di produzione previsto per determinare se il progetto approvato può essere riprodotto.

Può rivelare problemi che i campioni realizzati a mano non mostrano, tra cui:

• Variazione dimensionale

• Variazione della posizione del PCM

• Lunghezza del filo non coerente

• Errori di polarità del connettore

• Saldature deboli

• Disallineamento dell'isolamento

• Errori di etichetta

• Errori di caricamento del firmware

• Variazione del lotto di celle

• Limiti della stazione di prova

• Danni all'imballaggio

Cosa rivedere durante l'esecuzione pilota

Revisione:

• Record dei componenti in entrata

• Distinta base effettiva

• Istruzioni di lavoro

• Parametri di processo

• Ispezione in corso d'opera

• Dati del test finale

• Prodotto

• Rielaborazione

• Tipi di difetti

• Distribuzione dimensionale

• Distribuzione della capacità

• Distribuzione della resistenza

• Tracciabilità

• Confezione

• Condizioni di spedizione

Selezionare le unità del lotto pilota anziché prendere solo le prime unità prodotte.

Ripetere i test critici sui dispositivi

Le unità con intento produttivo dovrebbero ripetere i test più importanti per l'applicazione, come ad esempio:

• Adattamento meccanico

• Connettore e polarità

• In carica

• Durata

• Carico di punta

• Temperatura

• Comunicazione

• Comportamento di protezione

• Assemblea

• Funzionamento del prodotto

L’approvazione del progetto pilota fornisce prove più forti rispetto al fare affidamento interamente su campioni ingegneristici.

Crea e preserva un campione d'oro

Un campione dorato è un riferimento fisico approvato che rappresenta la costruzione e la lavorazione accettate della batteria.

Può aiutare a confermare:

• Dimensioni

• Instradamento dei cavi

• Orientamento del connettore

• Posizione dell'etichetta

• Isolamento

• Posizione del PCM

• Aspetto generale

Tuttavia, un campione d’oro non dovrebbe sostituire i documenti controllati. Le unità fisiche possono invecchiare, danneggiarsi o non riuscire a rivelare i dettagli della progettazione interna.

Il pacchetto di riferimento approvato dovrebbe includere:

• Campione d'oro

• Specifiche della batteria firmate

• Disegno approvato

• Distinta dei materiali approvata o elenco dei componenti controllati

• Disegno del connettore e della piedinatura

• Specifica PCM o BMS

• Revisione del firmware

• Piano di prova

• Rapporto di convalida

• Rapporto sull'esecuzione pilota

• Documenti di conformità

• Specifica dell'imballaggio

• Accordo sul controllo delle modifiche

Il fornitore e il cliente dovrebbero conservare ciascuno un campione di riferimento identificato, ove possibile.

Come gestire un campione non riuscito

Un test fallito dovrebbe portare a un'indagine strutturata e non a una sostituzione del campione non documentata.

Documentazione:

• ID campione

• Metodo di prova

• Condizione di prova

• Attrezzatura

• Tempo di fallimento

• Dati misurati

• Fotografie

• Revisione del dispositivo

• Revisione della batteria

• Condizioni ambientali

• Test precedenti eseguiti sul campione

Quindi determinare se l'errore è correlato a:

• Definizione dei requisiti

• Progettazione della batteria

• Capacità della cella

• Impostazioni di protezione

• Connettore o filo

• Hardware del dispositivo

• Firmware del dispositivo

• Caricabatterie

• Allegato

• Metodo di prova

• Apparecchiature di misurazione

• Difetto di fabbricazione

• Danno del campione

• Variazione dei componenti

Richiedere prove correttive

Un campione rivisto dovrebbe essere accompagnato da:

• Analisi delle cause profonde

• Azione correttiva

• Revisione aggiornata

• Descrizione delle modifiche

• Documenti interessati

• Piano di nuovo test

• La prova che il cambiamento non crea un nuovo problema

Non testare campioni revisionati con un codice prodotto o una revisione precedente. Altrimenti, i progetti falliti e quelli corretti diventano difficili da distinguere.

Ripetere il test delle funzioni interessate e connesse

Se un connettore cambia, ripetere il test più del semplice coinvolgimento fisico. Considera anche:

• Polarità

• Resistenza di contatto

• Aumento della temperatura

• Instradamento dei cavi

• Conservazione

• Assemblaggio del dispositivo

Se il PCM cambia, riconsiderare:

• Caduta di tensione

• Capacità attuale

• Soglie di protezione

• Corrente del sonno

• In carica

• Spegnimento del dispositivo

• Temperatura

• Documentazione di conformità

Una modifica può correggere un errore influenzando allo stesso tempo diversi altri requisiti.

Congelare il progetto approvato prima della produzione di massa

Una volta completata la convalida, congela la configurazione approvata.

La progettazione controllata dovrebbe identificare:

• Produttore e modello della cella

• Alternative cellulari consentite

• Specifiche delle celle

• Codice articolo PCM o BMS

• Impostazioni di protezione

• Requisiti del MOSFET e del fusibile

• Firmware

• NTC

• Connettore

• terminale

• Filo

• Lunghezza del cavo

• Isolamento

• Adesivo

• Etichetta

• Dimensioni

• Processo di assemblaggio

• Limiti di prova

• Confezione

Evitare espressioni di approvazione come 'uguale o equivalente' a meno che non sia stata definita l'equivalenza ed esista un processo di approvazione formale.

Stabilire il controllo delle modifiche

Il fornitore deve avvisare il cliente prima di apportare modifiche che possano influire sull'idoneità, sul funzionamento, sulle prestazioni, sulla sicurezza, sull'affidabilità, sulla conformità o sull'aspetto.

I potenziali elementi di notifica includono:

• Modello o fornitore della cella

• Luogo di produzione delle celle

• Sistema di elettrodi o elettroliti

• Valutazione della capacità

• PCM o BMS

• MOSFET

• Fusibile

• Firmware

• Connettore

• terminale

• Filo

• NTC

• Nichel o barra collettrice

• Isolamento

• Adesivo

• Materiale dell'etichetta

• Dimensioni

• Processo di saldatura

• Processo di assemblaggio

• Luogo di produzione

• Metodo di prova

• Confezione

L’accordo dovrebbe definire se una modifica richiede:

• Revisione dei documenti

• Nuovi campioni

• Riqualificazione parziale

• Riqualificazione completa

• Nuovi test di conformità

• Approvazione del cliente prima dell'implementazione

Esempio di modello di rapporto di approvazione

Un chiaro rapporto di approvazione può contenere le seguenti sezioni.

1. Informazioni sul progetto

• Cliente

• Prodotto

• Modello del dispositivo

• Codice articolo della batteria

• Revisione della batteria

• Fornitore

• Date delle prove

• Luogo di prova

• Revisori responsabili

2. Informazioni sul campione

• Quantità di campione

• ID campione

• Modello cellulare

• Lotto di celle

• Revisione PCM o BMS

• Revisione del firmware

• Data dell'assemblea

• Tipo di campione

• Luogo di produzione

3. Documenti di riferimento

• Specifica della batteria

• Disegno meccanico

• Specifica della cella

• Specifica di protezione

• Disegno del connettore

• Specifica del dispositivo

• Piano di prova

• Documenti di conformità

4. Attrezzatura di prova

• Nome dell'attrezzatura

• Modello

• Numero di risorsa

• Stato della calibrazione

• Precisione o capacità di misurazione

5. Risultati dei test

Per ogni prova registrare:

• Requisito

• Metodo

• Condizioni

• Criterio di accettazione

• Risultati individuali

• Conclusione passata/fallita

• Note

• File di supporto

6. Deviazioni

Documentazione:

• Descrizione della deviazione

• Motivo

• Valutazione tecnica

• Stato temporaneo o permanente

• Azione correttiva richiesta

• Autorità di approvazione

7. Decisione finale

Utilizza uno stato chiaro come:

• Approvato

• Omologato con condizioni documentate

• Respinto

• Sono necessari ulteriori test

• Approvato solo per la produzione pilota

• Approvato per la produzione in serie

Evita conclusioni ambigue come 'sostanzialmente accettabili' o 'dovrebbe andare bene'.

Errori comuni nella convalida dei campioni

Lista di controllo finale per l'approvazione della produzione di massa

Requisiti e documenti

• Specifiche della batteria approvate

• Specifica della cella approvata

• Disegno meccanico approvato

• Connettore e piedinatura approvati

• Specifiche PCM o BMS approvate

• Requisiti di ricarica approvati

• Etichetta approvata

• Specifiche di imballaggio approvate

• Documenti di conformità richiesti esaminati

• Revisioni coerenti in tutti i documenti

Identità del campione

• Confermata la costruzione dell'intento produttivo

• ID dei campioni registrati

• Modello cellulare e lotto registrati

• Revisione PCM o BMS registrata

• Firmware registrato

• I componenti corrispondono alla distinta base prevista

• Confermata la sede di produzione

Convalida meccanica

• Le dimensioni massime passano

• Il peso passa

• Passaggi di posizionamento PCM

• La lunghezza del cavo passa

• Passaggi di uscita del cavo

• L'orientamento del connettore passa

• Passaggi di assemblaggio del dispositivo

• La custodia non è pizzicata o danneggiata

• Il gioco di espansione è adeguato

• I requisiti relativi a vibrazioni o cadute sono soddisfatti

Convalida elettrica

• La tensione a circuito aperto passa

• La capacità passa

• L'energia passa

• La resistenza interna passa

• Passa corrente continua

• La corrente di picco passa

• Passaggi correnti di avvio

• La caduta di tensione passa

• Il tempo di esecuzione passa

• La corrente di standby passa

• Il comportamento di ricarica passa

Convalida termica

• La temperatura della cella passa

• La temperatura del PCM o del BMS passa

• La temperatura del connettore passa

• La temperatura del filo passa

• La temperatura del dispositivo chiuso passa

• La condizione operativa peggiore viene superata

• La temperatura di carica supera

Protezione e Comunicazione

• Risposta al sovraccarico verificata

• Risposta di scarica eccessiva verificata

• Risposta alla sovracorrente verificata

• Verifica della risposta al cortocircuito

• Rilevamento della temperatura verificato

• Valore NTC e posizione verificati

• Comportamento di ripristino verificato

• Sonno e risveglio verificati

• Comportamento dello stato di carica verificato

• Comunicazione verificata

• Autenticazione verificata, se richiesta

Affidabilità e Produzione

• Il requisito del ciclo o dell'invecchiamento passa

• Il requisito di spazio di archiviazione viene superato

• I requisiti ambientali passano

• Completata la produzione pilota

• Dati di produzione revisionati

• Caratteristiche critiche controllate

• Campione d'oro trattenuto

• Rapporto di convalida firmato

• Concordato il processo di controllo delle modifiche

• Azioni correttive chiuse

• Approvata la versione per la produzione in serie

Conclusione

Un campione di batteria LiPo personalizzato non dovrebbe essere approvato semplicemente perché si adatta alla custodia e alimenta il dispositivo.

Un'approvazione affidabile inizia con specifiche controllate e criteri di accettazione misurabili. La batteria finita dovrebbe quindi essere valutata per identità, dimensioni, connettore e polarità, capacità, carica, autonomia, corrente continua e di picco, caduta di tensione, temperatura, funzioni di protezione, comunicazione, integrazione meccanica, conservazione e invecchiamento.

I test più significativi utilizzano il dispositivo finale, il caricabatterie, la custodia, il firmware, il percorso dei cavi e il profilo operativo. I test al banco dei fornitori e i test sui dispositivi dei clienti hanno scopi diversi e potrebbero essere necessari entrambi.

Il campione deve inoltre rappresentare il progetto di produzione previsto. Un'unità ingegneristica costruita a mano non può dimostrare che dimensioni, saldature, cablaggi, impostazioni di protezione e prestazioni rimarranno costanti durante la produzione di massa. Una costruzione pilota controllata, la documentazione approvata, i campioni di riferimento conservati e il controllo formale delle modifiche aiutano a collegare test di campioni di successo con una fornitura ripetibile.

L’obiettivo non è dimostrare che una batteria possa funzionare una volta. Serve per confermare che la batteria specificata funzioni in modo sicuro e coerente nel prodotto previsto e che lo stesso design approvato possa essere riprodotto durante tutta la produzione.

Domande frequenti

Cosa dovrei testare su un campione di batteria LiPo personalizzato?

Come minimo, verificare l'identità della batteria, le dimensioni finite, il connettore, la polarità, la tensione, la capacità, il comportamento di carica, la corrente continua e di picco, l'autonomia, l'aumento di temperatura, le funzioni di protezione e l'adattamento meccanico nel dispositivo finale. L'ambito completo dovrebbe riflettere l'applicazione e il mercato di riferimento.

Un campione di batteria personalizzato è sufficiente per l'approvazione?

Di solito no. Un campione può identificare problemi di compatibilità di base ma non può dimostrare variazioni, affidabilità o coerenza della produzione da unità a unità. La quantità richiesta deve essere definita in base al rischio del progetto, all'ambito del test, alla complessità della batteria e ai requisiti normativi.

Che cos'è un campione di batteria con intento produttivo?

Un campione con intento di produzione utilizza la cella, il circuito di protezione, il connettore, il filo, l'isolamento, il firmware, la costruzione e il processo di produzione destinati alla produzione di massa. Le componenti temporanee o sostitutive dovrebbero essere rese note e risolte prima dell'approvazione definitiva.

Dovrei testare la cella nuda o il pacco batteria finito?

Convalidare il gruppo batteria finito che verrà installato nel prodotto. Un test a cella nuda non rappresenta la caduta di tensione, le dimensioni, il comportamento di protezione, il connettore, il cablaggio, l'isolamento o la temperatura della batteria completata.

Come posso verificare la capacità di un campione di batteria LiPo?

Utilizzare un test di carica-scarica controllato con tensione di carica, corrente, terminazione, tempo di riposo, corrente di scarica, tensione di interruzione e temperatura definiti. Registrare i risultati individuali sia in ampere-ora che in watt-ora, ove appropriato.

La capacità nominale è uguale all'autonomia del dispositivo?

No. L'autonomia dipende anche dalla corrente del dispositivo, dall'efficienza di conversione, dai carichi impulsivi, dalla tensione della batteria, dalla temperatura operativa, dalle perdite di cablaggio, dalla resistenza del circuito di protezione e dalla soglia di spegnimento del dispositivo.

Perché la batteria dovrebbe essere testata all'interno dell'involucro finale?

L'involucro influisce sulla dissipazione del calore, sulla compressione della batteria, sull'instradamento dei cavi, sul flusso d'aria, sulla posizione del connettore e sull'assemblaggio del dispositivo. Una batteria che funziona correttamente su un banco aperto potrebbe surriscaldarsi o subire stress meccanici all'interno del prodotto.

Come dovrebbe essere testata la corrente di picco?

Utilizzare un profilo di carico che riproduca l'entità, la durata e la frequenza di ripetizione del picco effettivo del dispositivo. Testare a temperature e stati di carica rilevanti registrando al contempo la tensione minima, la temperatura, la risposta della protezione e il comportamento del dispositivo.

Qual è la differenza tra un campione ingegneristico e un campione d'oro?

Durante lo sviluppo viene utilizzato un campione tecnico che potrebbe ancora cambiare. Un campione dorato è un riferimento fisico approvato che rappresenta la costruzione e la lavorazione di produzione accettate. Dovrebbe essere supportato da disegni e specifiche controllate.

L'approvazione UN 38.3 significa che il campione è pronto per la produzione di massa?

No. La norma UN 38.3 riguarda i test sul trasporto di celle e batterie al litio. Non verifica l'idoneità del dispositivo, l'autonomia, la compatibilità del caricabatterie, le prestazioni di picco, la temperatura all'interno dell'involucro o la coerenza della produzione.

Posso utilizzare un rapporto di certificazione dalla cella interna per il pacchetto personalizzato?

Non automaticamente. Confermare se il rapporto copre la configurazione completa della batteria e lo scopo previsto. Modifiche alla configurazione della serie, alla protezione, al cablaggio, all'involucro o ad altri dettagli costruttivi possono influenzare i requisiti applicabili.

Cosa dovrebbe succedere se un campione di batteria si guasta?

Documentare l'unità guasta, le condizioni del test, i dati misurati e la revisione della batteria. Determinare la causa principale, implementare un'azione correttiva controllata, emettere una nuova revisione ove necessario e ripetere i test interessati. Da rivedere anche le funzioni connesse.

Cos’è un ciclo di produzione pilota?

Un'esecuzione pilota produce una quantità limitata utilizzando i componenti, le attrezzature, le istruzioni di lavoro, i metodi di ispezione e il processo di produzione previsti. Aiuta a confermare la ripetibilità prima che venga rilasciato un ordine di volume elevato.

Il risultato del test più basso o il risultato medio dovrebbero determinare l’approvazione?

Entrambi sono importanti. Una media può mostrare le prestazioni complessive, ma i risultati minimi e le variazioni rivelano se le singole unità soddisfano i requisiti in modo coerente. Le regole di accettazione dovrebbero essere definite prima del test.

Quali modifiche dovrebbero richiedere la notifica al cliente?

Modifiche a cella, PCM o BMS, firmware, connettore, cavo, NTC, fusibile, isolamento, dimensioni, processo di assemblaggio, luogo di produzione, metodo di test o imballaggio possono richiedere notifica e riconvalida, a seconda del loro effetto sul prodotto approvato.

Quali informazioni devo inviare al produttore di batterie LiPo prima del campionamento?

Fornire lo spazio della batteria, la tensione, la capacità, il carico continuo e di picco, il metodo di ricarica, l'autonomia target, il connettore, la polarità, la lunghezza del cavo, le funzioni di protezione, la temperatura operativa, il tipo di dispositivo, il mercato di riferimento, i requisiti di conformità e il volume degli ordini previsto. I disegni dei dispositivi e i dati del profilo di carico sono particolarmente utili.

Quando una batteria LiPo personalizzata sarà pronta per la produzione di massa?

È pronto quando i campioni destinati alla produzione soddisfano le specifiche approvate, i test critici a livello di dispositivo e di affidabilità vengono superati, i documenti di conformità richiesti sono stati esaminati, la produzione pilota conferma la ripetibilità, i guasti vengono risolti e il processo di progettazione e controllo delle modifiche viene formalmente approvato.