Cara Memilih Pek Bateri Litium-Ion Boleh Dicas semula untuk Peranti OEM

Pek bateri litium-ion boleh dicas semula harus dipilih sebagai sebahagian daripada sistem peranti yang lengkap. Voltan, kapasiti, arus, dimensi, penyambung, litar perlindungan dan pengecas semuanya mempengaruhi sama ada produk siap akan beroperasi dengan pasti.

Pek bateri yang kelihatan sesuai dalam katalog mungkin masih gagal memenuhi keperluan peranti OEM. Ia mungkin muat secara elektrik tetapi tidak secara mekanikal, menyediakan kapasiti nominal yang mencukupi tetapi tidak mencukupi arus puncak, atau berfungsi semasa ujian makmal tetapi memerlukan BMS atau penyambung yang berbeza untuk pengeluaran.

Atas sebab ini, pasukan OEM harus menilai pek bateri berbanding keadaan operasi sebenar peranti dan bukannya memilih hanya mengikut saiz mAh atau fizikal.

ZERNE menyediakan penyelesaian pek bateri litium untuk aplikasi yang memerlukan voltan, kapasiti, dimensi, sistem perlindungan dan konfigurasi penyambung tersuai.

Jawapan Pantas: Bagaimana Anda Memilih Pek Bateri Litium-Ion Boleh Dicas semula?

Pilih pek bateri litium-ion boleh dicas semula dalam susunan ini:

1. Tentukan julat voltan peranti dan seni bina kuasa.

2. Ukur permintaan semasa normal, maksimum dan puncak.

3. Tetapkan masa operasi dan sasaran tenaga yang diperlukan.

4. Periksa petak bateri, dimensi, laluan kabel dan had berat.

5. Pilih konfigurasi sel dan kimia bateri yang sesuai.

6. Padankan BMS, PCM, pengecas dan penyambung dengan pek.

7. Sahkan suhu operasi dan keadaan persekitaran.

8. Uji sampel prototaip di dalam peranti sebenar.

9. Semak konsistensi pengeluaran, dokumentasi dan sokongan penyesuaian.

10. Luluskan pek bateri terakhir hanya selepas pengesahan elektrik, mekanikal dan sistem.

Pek bateri yang terbaik tidak semestinya yang mempunyai kapasiti tertinggi. Ia adalah yang memenuhi keperluan voltan, tenaga, arus, mekanikal, keselamatan dan pengeluaran peranti pada masa yang sama.

1. Mulakan Dengan Keperluan Peranti OEM

Sebelum menghubungi pembekal bateri, sediakan helaian keperluan peranti asas.

Maklumat ini membolehkan pembekal menilai bateri sebagai komponen bersepadu dan bukannya menawarkan pek generik.

Untuk penjelasan yang lebih luas tentang bagaimana keperluan ini berkaitan dengan reka bentuk pek, lihat Reka Bentuk Pek Bateri Litium-Ion: Voltan, Kapasiti, BMS dan Masa Jalan.

2. Padankan Voltan Bateri dengan Peranti

Voltan adalah keadaan pemeriksaan elektrik pertama.

Pek bateri yang dipilih mesti kekal dalam julat input peranti hos yang boleh diterima sepanjang nyahcas dan mengecas. Peranti yang direka untuk bateri litium sel tunggal mungkin tidak menerima pek berbilang sel tanpa litar pengurusan kuasa yang sesuai.

Apabila menentukan voltan, semak:

• voltan bateri nominal;

• voltan yang dicas penuh;

• voltan pelepasan minimum;

• julat input-voltan peranti;

• keperluan penukar atau pengawal selia;

• voltan keluaran pengecas;

• Tetapan pemotongan BMS.

Contohnya, pek yang diterangkan sebagai 7.4V mempunyai voltan nominal, tetapi voltannya berubah semasa mengecas dan menyahcas. Peranti mesti direka bentuk untuk julat operasi penuh dan bukannya nilai nominal sahaja.

Jika projek membandingkan konfigurasi berbilang sel biasa, perincian panduan pek bateri siri dan selari menerangkan cara susunan sel mempengaruhi voltan dan kapasiti. Proses pemilihan sekarang harus menggunakan konfigurasi itu hanya sebagai input kepada keputusan peranti yang lebih luas.

3. Anggaran Kapasiti dan Keperluan Tenaga

Kapasiti bateri biasanya dinyatakan dalam jam ampere atau jam miliampere. Tenaga biasanya dinyatakan dalam watt-jam.

Anggaran tenaga awal ialah:

Tenaga (Wh) = Voltan (V) × Kapasiti (Ah)

Contohnya:

7.4V × 2Ah = 14.8Wh

Ini adalah pengiraan tenaga nominal. Tenaga yang boleh digunakan mungkin lebih rendah kerana:

• kerugian penukar;

• voltan pemotongan pelepasan;

• suhu;

• penuaan bateri;

• beban semasa;

• had perlindungan;

• kecekapan pengendalian peranti.

Oleh itu, kapasiti harus dipilih berdasarkan keperluan tenaga boleh guna sebenar dan bukannya hanya nilai mAh yang dicetak.

Untuk pengiraan yang lebih terperinci, rujuk Cara Mengira Kapasiti Pek Bateri Litium-Ion.

4. Tentukan Sasaran Masa Jalan

Kapasiti bateri yang sama boleh memberikan masa operasi yang berbeza dalam produk yang berbeza. Peranti dengan beban kuasa rendah yang stabil berkelakuan berbeza daripada peranti bermotor dengan puncak arus yang kerap.

Anggaran masa jalan awal boleh ditulis sebagai:

Masa Jalan ≈ Tenaga bateri boleh guna ÷ Purata kuasa peranti

Hasil akhir bergantung pada profil beban sebenar peranti. Jurutera harus membezakan antara:

• semasa siap sedia;

• arus operasi biasa;

• arus berterusan maksimum;

• puncak atau arus permulaan;

• kitaran tugas;

• selang tidur dan bangun.

Pek bateri yang memenuhi sasaran purata masa jalan mungkin masih tidak sesuai jika ia tidak dapat menyokong peranti semasa permintaan puncak.

Yang terperinci panduan pengiraan masa jalan pek bateri litium merangkumi faktor pengiraan dengan lebih mendalam. Dalam peringkat pemilihan, persoalan utama ialah sama ada pek calon menyediakan tenaga boleh guna yang mencukupi di bawah profil operasi sebenar.

5. Semak Keupayaan Pelepasan Berterusan dan Puncak

Kapasiti dan keupayaan nyahcas adalah spesifikasi yang berbeza.

Pek bateri berkapasiti tinggi mungkin tidak sesuai untuk peranti berkuasa tinggi jika sel, litar perlindungan atau pendawaiannya tidak dapat menyokong arus yang diperlukan. Sebaliknya, pek nyahcas tinggi mungkin memberikan lebih banyak keupayaan semasa daripada yang diperlukan sambil meningkatkan kos, berat atau keperluan terma.

Dokumen:

• arus pelepasan purata;

• arus berterusan maksimum;

• arus puncak;

• tempoh puncak;

• permulaan atau arus masuk;

• kekerapan pengulangan;

• toleransi voltan-kendur.

Pek bateri hendaklah dinilai pada tahap sistem. Keupayaan sel, had BMS, penarafan penyambung, saiz kabel dan keadaan terma semuanya mempengaruhi prestasi sebenar.

Untuk projek arus tinggi, pembekal hendaklah mengesahkan keadaan ujian yang digunakan untuk sebarang pelepasan atau penarafan semasa. Penarafan tanpa suhu ujian, voltan potong dan tempoh adalah sukar untuk dibandingkan dengan tepat.

6. Pilih Format Sel dan Kimia Bateri

Format sel mempengaruhi ketumpatan tenaga, bentuk, berat, tingkah laku terma dan fleksibiliti pembungkusan.

Sel kantung polimer litium

Sel kantung polimer litium selalunya sesuai apabila peranti memerlukan:

• bentuk nipis atau tersuai;

• penggunaan ruang kepungan yang cekap;

• panjang, lebar atau ketebalan fleksibel;

• integrasi berprofil rendah;

• lokasi kabel atau penyambung tersuai.

Sel litium-ion berbentuk silinder

Sel silinder mungkin sesuai apabila reka bentuk memerlukan:

• format silinder piawai;

• struktur sel yang tegar;

• susunan pek siri dan selari;

• reka bentuk pek yang boleh diganti atau modular;

• penutup bateri yang lebih besar.

Pilihan hendaklah berdasarkan pembungkusan peranti, semasa, tenaga dan keperluan pengeluaran. Ia tidak boleh dibuat hanya daripada kapasiti nominal satu sel.

Jika projek membandingkan konfigurasi kantung dan silinder, pembekal harus menilai pek bateri yang telah siap daripada membandingkan nombor sel individu sahaja.

7. Sahkan Dimensi dan Berat Bateri

Bateri mesti muat dengan penutup produk tanpa menimbulkan masalah mampatan, pergerakan atau penghalaan kabel.

Sediakan pembekal dengan:

• ketebalan maksimum;

• panjang dan lebar yang dibenarkan;

• bentuk petak bateri;

• kelegaan penyambung;

• kawasan selekoh kabel;

• kaedah penetapan;

• keperluan kusyen atau pengekalan;

• berat maksimum.

Dimensi bateri nominal mungkin tidak mewakili sampul surat yang dipasang penuh. Penyambung, papan perlindungan, wayar, penebat, pelekat, buih dan lekapan mekanikal juga memerlukan ruang.

Bateri yang sesuai dengan kandang kosong mungkin mengganggu:

• skru atau pengikat;

• modul paparan;

• antena;

• bahagian bergerak;

• komponen penghasil haba;

• rusuk kandang;

• kawasan akses perkhidmatan.

Untuk peranti dengan had pembungkusan yang ketat, petak bateri hendaklah disemak bersama-sama dengan pelepasan, mampatan dan elaun bengkak.

8. Padankan BMS dan Sistem Perlindungan

Pek bateri litium-ion yang boleh dicas semula biasanya memerlukan perlindungan atau sistem pengurusan yang sesuai dengan konfigurasi dan aplikasinya.

Bergantung pada reka bentuk, pek mungkin memerlukan:

• perlindungan caj berlebihan;

• perlindungan lebihan pelepasan;

• perlindungan arus lebih;

• perlindungan litar pintas;

• pemantauan suhu;

• mengimbangi sel;

• anggaran keadaan caj;

• fungsi komunikasi;

• kawalan pengecasan.

Reka bentuk perlindungan yang betul bergantung pada bilangan sel, kimia, permintaan semasa, pengecas dan keperluan peranti hos.

Pek ringkas dengan dua wayar kuasa mungkin memerlukan susunan perlindungan yang berbeza daripada bateri pintar dengan komunikasi dan pemantauan sel individu.

BMS hendaklah dinyatakan bersama-sama dengan:

• konfigurasi sel;

• cas semasa;

• arus pelepasan;

• keperluan sensor suhu;

• protokol komunikasi;

• pinout penyambung;

• logik kawalan sisi peranti.

Artikel itu PCM lwn. BMS untuk Bateri LiPo boleh membantu menjelaskan perbezaan antara perlindungan asas dan sistem pengurusan yang lebih maju.

9. Semak Kaedah Pengecasan

Pek bateri boleh dicas semula mestilah serasi dengan pengecas dan seni bina pengecasan peranti hos.

Sahkan:

• voltan keluaran pengecas;

• mengecas semasa;

• kaedah pengecasan;

• keperluan pengecasan baki;

• mengecas had suhu;

• penyambung sisi pengecas;

• kaedah penamatan caj;

• sama ada pengecasan berlaku di dalam atau di luar peranti.

Pengecas mesti sepadan dengan kiraan sel pek bateri dan keperluan pengecasan. Penyambung nyahcas yang sesuai tidak secara automatik bermakna pek itu sesuai untuk mengecas melalui antara muka yang sama.

Pasukan reka bentuk juga harus mengesahkan sama ada peranti menyokong:

• mengecas semasa beroperasi;

• pengecasan bateri boleh tanggal;

• stesen pengecas luaran;

• Pengecasan berasaskan USB;

• pengecas bateri khusus;

• komunikasi antara pengecas dan BMS.

Pengecasan hendaklah disahkan dengan bateri siap, BMS, pengecas dan peranti bersama-sama.

10. Pilih Konfigurasi Penyambung dan Kabel

Penyambung mempengaruhi prestasi elektrik dan integrasi mekanikal.

Nyatakan:

• keluarga penyambung atau nombor bahagian yang tepat;

• penyambung mengawan;

• keperluan semasa;

• keperluan voltan;

• bilangan pin;

• peruntukan kuasa dan isyarat;

• panjang kabel;

• tolok wayar;

• arah keluar kabel;

• mengunci dan mengunci;

• ruang pemasangan yang tersedia.

Pek bateri yang sama mungkin memerlukan susunan penyambung yang berbeza untuk peranti hos yang berbeza. Produk boleh pakai padat mungkin mengutamakan penyambung berprofil rendah, manakala produk perindustrian mungkin memerlukan pengekalan yang lebih kukuh dan laluan arus yang lebih besar.

Untuk proses keputusan penyambung terperinci, lihat Cara Memilih Penyambung untuk Pek Bateri Litium Tersuai.

11. Pertimbangkan Suhu Operasi dan Persekitaran

Prestasi bateri berubah mengikut suhu. Aplikasi peranti harus menentukan tempat bateri akan beroperasi, mengecas dan kekal disimpan.

Pertimbangkan:

• suhu operasi biasa;

• suhu operasi minimum dan maksimum;

• suhu pengecasan;

• suhu penyimpanan;

• pendedahan kepada getaran;

• kelembapan atau habuk;

• pergerakan mekanikal berulang;

• haba daripada elektronik berdekatan;

• penebat haba di dalam kepungan.

Keadaan sejuk boleh mengurangkan kuasa yang ada dan meningkatkan rintangan dalaman. Suhu tinggi boleh mempercepatkan penuaan dan meningkatkan keperluan pengurusan terma.

Pembekal bateri harus menilai sel, BMS, penyambung, kepungan dan keadaan pengecasan bersama-sama. Tuntutan suhu harus dikaitkan dengan konfigurasi akhir dan keadaan ujian dan bukannya digunakan secara meluas pada setiap pek bateri.

12. Pilih Antara Pek Bateri Standard dan Tersuai

Pek bateri litium-ion standard boleh dicas semula mungkin sesuai apabila:

• voltan dan kapasiti sudah sepadan dengan peranti;

• dimensi sesuai tanpa pengubahsuaian;

• penyambung adalah serasi;

• keupayaan semasa adalah mencukupi;

• tiada BMS khas diperlukan;

• jangkaan kuantiti dan bekalan adalah stabil.

Pek tersuai adalah lebih sesuai apabila peranti memerlukan:

• dimensi luar biasa;

• bateri berbentuk atau nipis;

• panjang kabel tertentu;

• penyambung tersuai;

• siri berbilang sel dan konfigurasi selari;

• kadar pelepasan yang lebih tinggi;

• perlindungan khas;

• penderiaan suhu;

• fungsi komunikasi;

• kepungan khusus produk baharu.

Halaman pek bateri komersial ialah destinasi yang sesuai untuk permintaan produk umum, manakala penyelesaian bateri tersuai adalah lebih relevan apabila bateri mesti direka bentuk di sekeliling peranti.

13. Nilai Sokongan OEM Pembekal

Memilih pek bateri boleh dicas semula juga bermakna menilai sama ada pembekal boleh menyokong projek melebihi petikan sampel.

Tanya pembekal tentang:

• pemilihan sel;

• reka bentuk pek bateri;

• Penyepaduan BMS atau PCM;

• penyambung dan penyesuaian kabel;

• pensampelan prototaip;

• ujian elektrik;

• pemeriksaan kesesuaian mekanikal;

• ketekalan pengeluaran;

• kawalan bahan masuk;

• pemeriksaan penghantaran;

• dokumentasi teknikal;

• perubahan kejuruteraan;

• sokongan semasa pengeluaran perintis.

Pembekal harus dapat menerangkan bagaimana sampel yang diluluskan menjadi konfigurasi pengeluaran besar-besaran.

Untuk pandangan yang lebih luas tentang peralihan daripada prototaip kepada pengeluaran, lihat Proses Pengilangan Pek Bateri Litium-Ion untuk Projek OEM.

14. Sahkan Pek Bateri Di Dalam Peranti

Pek bateri tidak boleh diluluskan hanya daripada helaian spesifikasi pembekal. Sampel akhir harus diuji dalam peranti OEM sebenar.

Pengesahan elektrik

Semak:

• julat voltan;

• tingkah laku caj;

• prestasi pelepasan;

• arus biasa;

• arus puncak;

• voltan kendur;

• tindak balas perlindungan bateri;

• keserasian pengecas;

• Komunikasi BMS jika berkenaan.

Pengesahan mekanikal

Semak:

• kesesuaian kandang;

• mengawan penyambung;

• penghalaan kabel;

• pengekalan bateri;

• tekanan atau pergerakan di dalam petak;

• akses untuk pemasangan dan perkhidmatan;

• gangguan pada bahagian sekeliling.

Pengesahan masa jalan

Ukur masa jalan peranti sebenar di bawah:

• operasi biasa;

• operasi beban tinggi;

• kitaran siap sedia atau tidur;

• permulaan berulang;

• keadaan suhu yang realistik.

Pengesahan pengeluaran

Sahkan:

• dimensi kekal konsisten;

• kedudukan penyambung dan kabel boleh diulang;

• label dan tanda kekutuban adalah betul;

• komponen perlindungan sepadan dengan sampel yang diluluskan;

• rekod ujian tersedia;

• perubahan kejuruteraan memerlukan kelulusan.

Yang sedia ada senarai semak pengesahan sampel bateri tersuai menyediakan rujukan berguna untuk kelulusan pra-pengeluaran.

15. Kesilapan Pemilihan Biasa

Memilih hanya dengan mAh

Kapasiti yang lebih tinggi tidak menjamin masa jalan yang boleh digunakan lebih lama jika pek terlalu besar, terlalu berat atau tidak serasi dengan voltan peranti.

Mengabaikan arus puncak

Arus purata mungkin kelihatan boleh diterima manakala beban permulaan atau motor menyebabkan voltan melorot atau penutupan perlindungan.

Merawat voltan nominal sebagai julat operasi penuh

Peranti mesti menampung voltan pengecasan, voltan nyahcas dan keadaan pemotongan.

Memilih bateri sebelum memeriksa kepungan

Konflik mekanikal sering muncul selepas penyambung, BMS dan kabel dimasukkan ke dalam sampul pek sebenar.

Memilih BMS terlalu lewat

BMS boleh menjejaskan keupayaan semasa, pinout penyambung, tingkah laku pengecasan dan dimensi pek.

Meluluskan sampel tanpa mengujinya dalam peranti

Ujian bangku sahaja mungkin tidak mendedahkan gangguan kabel, pengumpulan haba, konflik isyarat atau tingkah laku penutupan sisi peranti.

Membandingkan pembekal hanya dengan harga seunit

Harga permulaan yang lebih rendah mungkin tidak termasuk sokongan kejuruteraan, pensampelan, pengesahan, dokumentasi atau konsistensi pengeluaran.

16. Senarai Semak Pemilihan Pek Bateri OEM

Sebelum meluluskan pek bateri litium-ion boleh dicas semula, sahkan:

• Julat voltan peranti didokumenkan.

• Voltan bateri nominal dan maksimum adalah serasi.

• Arus purata, berterusan dan puncak ditakrifkan.

• Sasaran masa jalan adalah berdasarkan kuasa peranti yang realistik.

• Dimensi bateri termasuk penyambung dan BMS.

• Berat adalah dalam had peranti.

• Format dan konfigurasi sel adalah sesuai.

• Keperluan BMS atau PCM disahkan.

• Keserasian pengecas disahkan.

• Penyambung, panjang kabel dan pinout diluluskan.

• Julat suhu operasi dan pengecasan ditentukan.

• Sampel prototaip diuji dalam peranti sebenar.

• Keperluan pemeriksaan pengeluaran didokumenkan.

• Kelulusan pertukaran kejuruteraan dipersetujui dengan pembekal.

Soalan Lazim

Apakah spesifikasi yang paling penting apabila memilih pek bateri litium-ion boleh dicas semula?

Keserasian voltan ialah keperluan pertama, tetapi tenaga semasa, boleh guna, dimensi, BMS, pengecas, penyambung dan persekitaran operasi juga mesti dinilai sebelum kelulusan.

Berapakah kapasiti bateri yang diperlukan oleh peranti OEM?

Kapasiti bergantung pada purata kuasa peranti, masa jalan yang diperlukan, kecekapan sistem, pemotongan nyahcas dan keadaan operasi. Nilai mAh yang dicetak tidak boleh dianggap sebagai kapasiti boleh guna yang tepat dalam produk siap.

Adakah pek bateri standard sesuai untuk pengeluaran OEM?

Pek standard mungkin sesuai jika voltan, kapasiti, dimensi, arus, penyambung, perlindungan dan keadaan bekalan sepadan dengan peranti. Penyesuaian selalunya diperlukan apabila peranti mempunyai ruang yang sempit atau keperluan elektrik khas.

Adakah semua pek bateri litium-ion boleh dicas semula memerlukan BMS?

Sistem perlindungan dan pengurusan yang diperlukan bergantung pada konfigurasi sel, kimia, pengecas, semasa dan aplikasi. Pembekal harus mengesyorkan seni bina perlindungan yang sesuai untuk pek siap.

Sekiranya pek bateri diuji sebelum peranti memasuki pengeluaran besar-besaran?

ya. Bateri hendaklah diuji dalam peranti sebenar sebelum pengeluaran besar-besaran. Keadaan elektrik, mekanikal, pengecasan, masa jalan dan persekitaran harus disertakan dalam pelan kelulusan.

Apakah maklumat yang harus dihantar oleh pembeli OEM kepada pengeluar bateri?

Sediakan julat voltan peranti, profil kuasa dan arus, sasaran masa jalan, dimensi petak bateri, had berat, penyambung, keperluan kabel, kaedah pengecasan, persekitaran operasi, kuantiti yang dijangkakan dan ujian yang diperlukan.

Kesimpulan

Memilih pek bateri litium-ion boleh dicas semula untuk peranti OEM memerlukan penilaian peringkat sistem. Voltan dan kapasiti adalah titik permulaan yang penting, tetapi ia hanya sebahagian daripada keputusan.

Pek akhir juga mesti menyediakan arus yang diperlukan, muat pada penutup, berfungsi dengan pengecas, berkomunikasi dengan betul dengan peranti jika perlu, sertakan perlindungan yang sesuai dan kekal konsisten semasa pengeluaran.

Pasukan OEM harus menyediakan helaian keperluan yang lengkap dan mengesahkan bateri di dalam peranti sebenar sebelum pengeluaran besar-besaran.

Untuk projek yang memerlukan dimensi tersuai, konfigurasi sel, BMS, penyambung atau reka bentuk kabel, hubungi ZERNE untuk mendapatkan sokongan pek bateri litium tersuai.