Cara Memilih Penyambung untuk Pek Bateri Litium Tersuai

Penyambung ialah antara muka elektrik dan mekanikal antara pek bateri litium tersuai dan peranti hos. Ia membawa kuasa, menjejaskan penurunan voltan, menentukan cara bateri dipasang, dan mungkin juga menyediakan sambungan keseimbangan, pengesan suhu atau komunikasi.

Untuk projek OEM, pemilihan penyambung harus dilakukan pada masa yang sama dengan reka bentuk pek bateri. Penyambung yang sesuai dengan prototaip semasa mungkin masih menimbulkan masalah semasa pengeluaran besar-besaran jika ia sukar dipasang, tidak mempunyai mekanisme penguncian yang boleh dipercayai, meningkatkan ketinggian penutup atau tidak sepadan dengan pengecas akhir dan seni bina BMS.

Apabila membangunkan bateri tersuai, ZERNE boleh mengkonfigurasi pek mengikut jenis penyambung yang diperlukan, panjang kabel, kedudukan keluar wayar dan keadaan aplikasi. Anda boleh menyemak yang lebih luas penyelesaian pek bateri litium tersuai sebelum menyediakan spesifikasi penyambung.

Jawapan Pantas: Bagaimana Anda Memilih Penyambung Pek Bateri?

Pilih penyambung pek bateri dengan menyemak keperluan ini mengikut urutan:

1. Sahkan voltan bateri dan arus berterusan dan puncak maksimum.

2. Tentukan sama ada penyambung membawa kuasa nyahcas, kuasa pengecasan atau kedua-duanya.

3. Sahkan bilangan kuasa, keseimbangan, penderia suhu dan pin komunikasi.

4. Periksa penyambung mengawan, padang, ketinggian, lebar, kaedah penguncian dan kekunci.

5. Pilih tolok wayar mengikut arus, panjang kabel, fleksibiliti dan kenaikan suhu.

6. Sahkan kekutuban, penetapan pin, rintangan sentuhan dan perlindungan daripada mengawan yang salah.

7. Sahkan pemasangan bateri, penyambung, kabel dan peranti hos yang lengkap di bawah keadaan yang realistik.

Penyambung tidak boleh dipilih daripada kapasiti bateri dalam mAh sahaja. Pek 2,000mAh mungkin memerlukan spesifikasi penyambung dan wayar yang sangat berbeza bergantung pada sama ada peranti menarik 1A secara berterusan, 8A berselang-seli atau mempunyai arus permulaan yang tinggi.

1. Mulakan Dengan Antara Muka Peranti, Bukan Jenama Penyambung

Peranti hos biasanya mentakrifkan kekangan penyambung pertama. Sebelum membandingkan keluarga penyambung, dokumentasikan cara bateri akan disambungkan kepada produk.

Soalan penting termasuk:

Maklumat ini menghalang ralat reka bentuk biasa: memilih penyambung biasa dahulu dan cuba menyesuaikan pek bateri di sekelilingnya kemudian.

Untuk gambaran keseluruhan terperinci tentang cara penyambung sesuai dengan spesifikasi bateri yang lebih luas, lihat panduan untuk reka bentuk pek bateri litium-ion . Keputusan penyambung di sini adalah lebih sempit: ia memfokuskan pada antara muka antara pek bateri siap dan peranti.

2. Tentukan Keperluan Elektrik

Voltan nominal dan voltan maksimum

Penyambung mestilah serasi dengan voltan operasi pek dan voltan tertinggi yang boleh muncul semasa pengecasan. Nilai yang berkaitan bukan sahaja voltan bateri nominal.

Sebagai contoh, sel bateri litium biasa boleh digambarkan dengan voltan nominal 3.7V, manakala voltan yang dicas penuh lebih tinggi. Pek berbilang sel meningkatkan voltan yang dilihat oleh penyambung dan pemasangan kabel.

Oleh itu, spesifikasi penyambung hendaklah termasuk:

• voltan bateri nominal;

• voltan pengecasan maksimum;

• julat voltan operasi yang dijangkakan;

• voltan pemotongan pelepasan di mana berkaitan;

• sama ada penyambung digunakan untuk mengecas, menyahcas atau kedua-duanya.

Penyambung itu sendiri mungkin mempunyai penarafan voltan, tetapi pemasangan lengkap juga mesti diperiksa untuk penebat, jarak, susunan pin-ke-pin dan reka bentuk elektrik peranti hos.

Arus berterusan

Arus berterusan ialah arus yang dijangka semasa operasi biasa. Ia biasanya nilai pertama yang digunakan untuk menyaring penyambung dan kabel.

Anggaran asas untuk beban DC ialah:

Arus ≈ Kuasa ÷ Voltan

Jika peranti menggunakan 18W daripada pek bateri 7.4V nominal:

18W ÷ 7.4V ≈ 2.43A

Arus sebelah bateri sebenar mungkin lebih tinggi apabila penukar digunakan kerana kehilangan penukaran:

Arus bateri ≈ Kuasa output ÷ (Voltan bateri × kecekapan penukar)

Penyambung harus dinilai menggunakan laluan semasa sebenar, bukan sahaja kuasa keluaran nominal peranti.

Arus puncak dan arus masuk

Sesetengah peranti mengeluarkan arus puncak jangka pendek apabila motor dihidupkan, pemancar radio, pam diaktifkan atau pemproses menukar mod pengendalian. Penyambung yang sesuai untuk arus purata mungkin masih mengalami penurunan voltan atau pemanasan yang berlebihan semasa kejadian ini.

Dokumen:

• arus operasi biasa;

• arus berterusan maksimum;

• arus puncak;

• tempoh puncak;

• kekerapan pengulangan;

• permulaan atau arus masuk.

Jangan gunakan nilai semasa tajuk penyambung tanpa menyemak cara nilai itu ditentukan. Penarafan mungkin bergantung pada suhu ambien, susunan terminal, saiz wayar, bilangan sesentuh bertenaga dan kenaikan suhu yang dibenarkan.

3. Padankan Penyambung dengan Laluan Semasa

Pek bateri litium tersuai mungkin mengandungi beberapa laluan elektrik:

• petunjuk pelepasan positif dan negatif utama;

• pengecasan petunjuk;

• petunjuk keseimbangan;

• NTC atau wayar pengesan suhu;

• talian komunikasi;

• pengenalan atau litar saling kunci.

Tidak setiap bateri memerlukan semua sambungan ini. Penyambung harus dipilih mengikut seni bina sistem sebenar.

Penyambung kuasa utama

Penyambung utama membawa arus tertinggi dan biasanya memerlukan perhatian yang paling untuk:

• rintangan sentuhan terminal;

• luas keratan rentas wayar;

• kebolehpercayaan mengawan;

• kekuatan mengunci;

• perlindungan polariti;

• kenaikan suhu;

• fleksibiliti kabel.

Penyambung keseimbangan atau deria

Penyambung keseimbangan mungkin membawa arus yang lebih rendah tetapi masih memerlukan penetapan pin yang tepat dan sentuhan yang boleh dipercayai. Ia mungkin menyambung wayar ketik sel individu kepada pengecas atau sistem pengurusan bateri.

Penyambung baki tidak boleh dianggap sebagai pengganti penyambung kuasa utama. Ia mempunyai fungsi elektrik yang berbeza dan mungkin memerlukan saiz wayar yang berbeza, jarak pin dan prosedur pengendalian.

Pin suhu dan komunikasi

Pek bateri pintar boleh menggunakan pin tambahan untuk NTC, SMBus, CAN, UART atau antara muka isyarat yang lain. Pin ini memerlukan penetapan yang betul, integriti isyarat dan perlindungan daripada pintasan yang tidak disengajakan.

Pemilihan penyambung harus diselaraskan dengan seni bina BMS. Untuk penjelasan yang lebih luas tentang keputusan sistem perlindungan, lihat PCM lwn. BMS untuk bateri LiPo.

4. Periksa Rintangan Sentuhan dan Penurunan Voltan

Penyambung adalah sebahagian daripada litar kuasa. Malah rintangan yang kecil boleh menjadi penting pada arus yang lebih tinggi.

Hubungan asas ialah:

Kejatuhan voltan = Arus × Rintangan

Haba yang dijana dalam laluan sentuhan penyambung boleh dianggarkan sebagai:

Kehilangan kuasa = Arus² × Rintangan

Sebagai contoh, jika jumlah rintangan laluan sesentuh ialah 10mΩ dan arus ialah 6A:

Kejatuhan voltan = 6A × 0.010Ω = 0.06V Kehilangan kuasa = 6² × 0.010Ω = 0.36W

Pengiraan ini adalah awalan. Keputusan akhir bergantung pada penyambung lengkap, terminal, kelim, wayar, antara muka mengawan dan suhu operasi.

Rintangan sentuhan yang tinggi boleh menyebabkan:

• voltan rendah pada peranti;

• mengurangkan prestasi motor atau penggerak;

• pemanasan tambahan;

• kecekapan berkurangan;

• kenaikan suhu setempat;

• operasi tidak stabil semasa beban puncak.

Untuk peranti yang mempunyai had voltan rendah yang ketat atau permintaan semasa yang tinggi, rintangan sentuhan hendaklah disertakan dalam pelan ujian prototaip dan bukannya dinilai hanya daripada penilaian katalog.

5. Pilih Tolok Wayar yang Betul

Penyambung pek bateri dan kabel mesti dipilih sebagai satu pemasangan. Penyambung arus tinggi tidak mengimbangi kabel bersaiz kecil.

Pemilihan tolok wayar bergantung kepada:

• arus berterusan;

• arus puncak;

• panjang kabel;

• penurunan voltan yang dibenarkan;

• suhu persekitaran;

• penarafan suhu penebat;

• fleksibiliti kabel;

• ruang kepungan yang tersedia;

• keadaan penghalaan dan lenturan.

Dalam sistem AWG, nombor AWG yang lebih kecil biasanya menunjukkan konduktor yang lebih besar. Walau bagaimanapun, nombor AWG dengan sendirinya tidak mencukupi untuk mengesahkan reka bentuk. Keupayaan arus akhir bergantung pada pembinaan kabel, penebat, suhu dan keadaan pemasangan.

Kabel yang lebih panjang menghasilkan lebih banyak rintangan dan oleh itu lebih banyak penurunan voltan. Peralatan fleksibel mungkin memerlukan pembinaan kabel yang berbeza daripada pemasangan industri tetap walaupun kedua-duanya membawa arus yang sama.

Pengilang bateri harus menerima panjang kabel dan kedudukan keluar wayar yang diperlukan, bukan sahaja nama penyambung. Perkhidmatan bateri tersuai ZERNE menyenaraikan panjang kabel, jenis penyambung dan kedudukan keluar wayar sebagai input projek yang boleh dikonfigurasikan.

6. Pertimbangkan Saiz Penyambung, Mengunci dan Mengunci

Keserasian elektrik tidak menjamin keserasian mekanikal.

Dimensi penyambung

Semak sampul lengkap yang dipasang:

• ketinggian badan penyambung;

• lebar dan panjang penyambung;

• pelepasan terminal;

• jejari selekoh kabel;

• kelegaan selak;

• ruang untuk memasukkan dan mengeluarkan;

• gangguan pada kantung bateri, kes atau BMS;

• akses untuk pemasangan pengeluaran.

Penyambung yang sesuai dengan bateri tetapi tidak boleh dimasukkan selepas kepungan dipasang akan menimbulkan masalah pembuatan.

Untuk produk berkuasa bateri dengan petak yang ketat, dimensi penyambung harus dinilai bersama dengan reka bentuk petak bateri , termasuk pelepasan, penghalaan kabel dan elaun untuk pek siap.

Penguncian dan pengekalan

Penyambung muat geseran mungkin mencukupi untuk pemasangan dalaman yang dilindungi. Peralatan yang terdedah kepada getaran, pergerakan atau servis berulang mungkin memerlukan selak positif atau kaedah pengekalan lain.

Tanya:

• Bolehkah getaran melonggarkan sambungan?

• Bolehkah operator memutuskan sambungan secara tidak sengaja?

• Adakah mekanisme penguncian boleh diakses selepas pemasangan?

• Bolehkah penyambung dilepaskan tanpa merosakkan kabel?

• Adakah selak kekal selamat selepas kitaran mengawan berulang?

Perlindungan kunci dan polariti

Keying membantu mengelakkan mengawan yang salah. Perlindungan polariti mengurangkan risiko menyambungkan bateri secara terbalik.

Sistem penyambung harus mempunyai dokumen yang jelas:

• terminal positif;

• terminal negatif;

• perintah pin isyarat;

• perintah imbangan-wayar;

• pin sensor suhu;

• pin komunikasi;

• rawatan pin yang tidak digunakan.

Jangan sekali-kali bergantung pada warna wayar sahaja. Jadual lukisan atau pendawaian yang diluluskan hendaklah menentukan pinout.

7. Pilih Jenis Penyambung untuk Aplikasi

JST, Molex dan keluarga penyambung wayar-ke-papan atau wayar-ke-wayar lain mungkin sesuai untuk aplikasi bateri yang berbeza. Pemasangan penyambung tersuai juga mungkin sesuai apabila peranti mempunyai ruang, kabel atau keperluan penyepaduan yang luar biasa.

Soalan utamanya bukanlah 'Jenama mana yang terbaik?' Ia adalah:

Seni bina penyambung yang manakah menyediakan prestasi elektrik yang diperlukan, pengekalan mekanikal dan kebolehpercayaan pengeluaran untuk peranti ini?

Peranti boleh pakai padat mungkin mengutamakan:

• profil rendah;

• padang kecil;

• penghalaan kabel fleksibel;

• daya sisipan rendah;

• arus terhad.

Peranti industri mungkin mengutamakan:

• keupayaan arus yang lebih tinggi;

• pengekalan yang lebih kuat;

• kabel tebal;

• rintangan getaran;

• penggantian perkhidmatan yang lebih mudah.

Produk perubatan atau pemantauan mungkin memerlukan:

• penugasan pin terkawal;

• pengenalan yang boleh dipercayai;

• kenalan isyarat yang dilindungi;

• prosedur pemasangan dan pemeriksaan yang didokumenkan.

Untuk istilah seperti petunjuk utama, petunjuk baki, JST, Molex dan pilihan penyambung tersuai, pembaca boleh merujuk kepada pilihan sedia ada. Penjelasan penyambung bateri LiPo . Keputusan pemilihan kemudiannya harus kembali kepada keperluan semasa, mekanikal dan pengesahan peranti.

8. Selaraskan Penyambung Dengan Pengecas dan BMS

Reka bentuk penyambung mesti sepadan dengan sistem bateri yang lengkap.

Titik penyelarasan penting termasuk:

• mengecas semasa;

• arus pelepasan;

• bilangan sel;

• keperluan baki;

• penderiaan suhu;

• perlindungan arus lebih;

• perlindungan undervoltage dan overvoltage;

• protokol komunikasi;

• tugasan pin sisi pengecas;

• pemisahan laluan pengecasan dan pelepasan.

Sebagai contoh, pek bateri boleh menggunakan satu penyambung untuk kuasa dan satu lagi untuk mengimbangi atau komunikasi. Dalam reka bentuk lain, peranti hos dan pengecas mungkin berkongsi antara muka berbilang pin. Penyelesaian yang betul bergantung pada BMS, pengecas dan seni bina peranti.

Penyambung hendaklah dibekukan hanya selepas perkara berikut dipersetujui:

1. konfigurasi sel bateri;

2. strategi perlindungan;

3. antara muka pengecas;

4. pinout peranti hos;

5. panjang kabel dan lokasi keluar;

6. had pengecasan dan pelepasan.

Penyambung tidak boleh membetulkan pengecas yang tidak serasi atau sistem perlindungan yang tidak dikonfigurasikan dengan betul.

9. Sediakan Spesifikasi Penyambung untuk Pengilang Bateri

Permintaan penyambung yang jelas membantu pengilang menilai kebolehlaksanaan dan menyediakan sampel yang tepat.

Berikan maklumat berikut:

Pengilang bateri mungkin mengesyorkan penyambung lain jika pilihan yang diminta tidak memenuhi keperluan semasa, ruang atau pengeluaran. Penggantian hendaklah diluluskan menggunakan lukisan, sampel dan pengesahan pinout yang dikemas kini.

10. Sahkan Penyambung Semasa Pengujian Prototaip

Pengesahan penyambung harus menjadi sebahagian daripada kelulusan sampel pek bateri, bukan difikirkan selepas itu.

Pelan pengesahan OEM praktikal mungkin termasuk:

Pemeriksaan elektrik

• mengesahkan kekutuban dan penetapan pin;

• semak kesinambungan;

• mengukur penurunan voltan di bawah arus perwakilan;

• semak rintangan sentuhan jika berkenaan;

• mengesahkan laluan pengecasan dan pelepasan;

• mengesahkan sambungan imbangan dan pengesan suhu;

• perhatikan suhu penyambung semasa operasi biasa dan puncak.

Pemeriksaan mekanikal

• mengesahkan daya kawin dan unmating;

• periksa penglibatan selak;

• periksa pelepasan ketegangan kabel;

• sahkan kelegaan penyambung dalam kandang;

• periksa lenturan dan penghalaan kabel;

• uji mengawan berulang jika produk boleh diservis.

Pemeriksaan persekitaran dan sistem

• menilai operasi di bawah julat suhu yang dimaksudkan;

• periksa prestasi di bawah getaran atau pergerakan;

• periksa hubungan terputus-putus;

• sahkan penyambung selepas pengangkutan atau pengendalian;

• sahkan bahawa pek bateri yang telah siap tidak mengganggu kepungan.

Untuk proses kelulusan sampel yang lebih luas, lihat Cara Mengesahkan Sampel Bateri LiPo Tersuai Sebelum Pengeluaran Besar-besaran.

11. Kesilapan Pemilihan Penyambung Bateri Biasa

Memilih mengikut kapasiti sahaja

Kapasiti menunjukkan jumlah caj yang disimpan oleh pek. Ia tidak menentukan arus penyambung yang diperlukan, saiz kabel atau prestasi beban puncak.

Memadankan hanya bentuk palam

Dua penyambung mungkin kelihatan serupa semasa mempunyai pinout yang berbeza, saiz terminal, kaedah mengunci atau keupayaan semasa.

Mengabaikan laluan pengecasan

Penyambung yang digunakan untuk mengecas dan menyahcas mesti dinilai untuk arus tertinggi dalam kedua-dua arah.

Menggunakan penyambung tanpa memeriksa penghalaan kabel

Penyambung mungkin muat pada PCB atau bekas bateri tetapi gagal apabila kabel perlu dibengkokkan di sekeliling kandang.

Bergantung pada warna wayar

Warna wayar boleh berbeza mengikut pembekal atau pemasangan. Gunakan lukisan pinout terkawal dan sahkan sampel yang telah siap.

Memilih penyambung bersaiz besar tanpa memeriksa kepungan

Penyambung dengan keupayaan arus yang lebih besar juga mungkin memerlukan lebih banyak ketinggian, kelegaan dan jejari selekoh. Kos mekanikal boleh melebihi faedah elektrik.

Menunggu sehingga pengeluaran besar-besaran

Menukar penyambung selepas perkakas, lekapan kabel atau pengesahan kepungan boleh menjejaskan pek bateri, peranti hos dan proses pengeluaran secara serentak.

12. Senarai Semak Pemilihan Penyambung Pek Bateri

Sebelum meluluskan penyambung bateri litium tersuai, sahkan:

• Penyambung mengawan sebelah hos dikenal pasti.

• Voltan nominal dan maksimum disahkan.

• Arus berterusan, puncak dan arus masuk didokumenkan.

• Laluan pengecasan dan nyahcas ditentukan.

• Kuasa utama dan pin isyarat dikenal pasti.

• Baki, NTC atau keperluan komunikasi disahkan.

• Dimensi penyambung sesuai dengan kepungan.

• Panjang kabel dan kedudukan keluar diluluskan.

• Tolok wayar dan sasaran jatuh voltan ditentukan.

• Kekutuban dan kekunci diperiksa.

• Keperluan penguncian dan pelepasan ketegangan disahkan.

• Lukisan pinout disemak.

• Sampel prototaip diuji secara elektrik.

• Pengekalan mekanikal dan penghalaan kabel disahkan.

• Kaedah pemasangan dan pemeriksaan pengeluaran dipersetujui.

Soalan Lazim

Apakah faktor yang paling penting apabila memilih penyambung pek bateri?

Arus adalah salah satu faktor yang paling penting, tetapi ia harus dinilai bersama dengan voltan, rintangan sentuhan, tolok wayar, pengekalan mekanikal, pinout dan persekitaran operasi.

Bolehkah saya menggunakan penyambung yang sama untuk mengecas dan menyahcas?

Kadangkala, tetapi hanya apabila penyambung, kabel, pengecas, BMS dan peranti hos direka bentuk untuk laluan arus gabungan. Laluan pengecasan dan pelepasan yang berasingan mungkin lebih sesuai untuk sesetengah sistem.

Adakah penyambung JST sesuai untuk pek bateri litium?

Penyambung JST mungkin sesuai untuk aplikasi padat atau arus rendah tertentu, tetapi kesesuaian bergantung pada siri yang tepat, susunan terminal, saiz wayar, profil semasa dan keadaan mekanikal. Nama penyambung sahaja tidak mencukupi untuk kelulusan.

Adakah saya memerlukan penyambung baki?

Penyambung keseimbangan diperlukan hanya apabila seni bina bateri dan pengecas atau BMS memerlukan sambungan sel individu. Ia tidak boleh ditambah tanpa mengesahkan konfigurasi sel dan reka bentuk perlindungan.

Bagaimanakah cara saya menentukan penyambung kepada pengeluar bateri?

Sediakan nombor bahagian penyambung hos, voltan, arus berterusan dan puncak, panjang kabel, tolok wayar, pinout, kedudukan keluar kabel, ruang tersedia, keperluan penguncian dan ujian pengesahan yang dijangkakan.

Sekiranya penyambung dipilih sebelum pek bateri direka bentuk?

Penyambung harus ditakrifkan lebih awal, tetapi ia harus dimuktamadkan bersama-sama dengan konfigurasi sel, BMS, pengecas, kepungan dan penghalaan kabel. Penyelarasan awal mengurangkan risiko reka bentuk semula.

Kesimpulan

Memilih penyambung untuk pek bateri litium tersuai ialah keputusan kejuruteraan antara muka, bukan sekadar tugas pemilihan komponen. Penyelesaian yang betul mesti membawa arus yang diperlukan, mengekalkan penurunan voltan yang boleh diterima, sesuai dengan kepungan, mengelakkan pengawan yang salah dan kekal boleh dipercayai semasa pengeluaran dan perkhidmatan.

Pasukan OEM harus menyediakan pengeluar bateri dengan penyambung hos, profil semasa, pinout, keperluan kabel, sampul mekanikal dan syarat pengesahan. Penyambung kemudiannya boleh disepadukan dengan sel bateri, BMS, pengecas dan perumahan pek sebagai satu pemasangan yang diuji.

Untuk projek yang memerlukan pek bateri tersuai dengan penyambung tertentu, panjang kabel atau kedudukan keluar wayar, hubungi Pasukan bateri tersuai ZERNE atau semak secara lebih luas penyelesaian pembuatan dan reka bentuk pek bateri litium.