OEM Projeleri için Özel Lityum Pil Tasarımı Kontrol Listesi

Özel bir lityum pil projesi, alıcının gerekli kapasiteyi bilmemesi nedeniyle nadiren başarısız olur. Çoğu zaman sorunlar, ilk spesifikasyon eksik olduğunda başlar.

Bir OEM ekibi hedef voltajı ve kapasiteyi sağlayabilir ancak pil bölmesini, tepe akımını, konnektör konumunu, şarj yöntemini, çalışma sıcaklığını veya koruma gereksinimlerini dışarıda bırakabilir. Tedarikçi daha sonra varsayımlara dayalı bir teklif hazırlayabilir. Bu varsayımlar örnekleme, cihaz entegrasyonu veya seri üretim sırasında sorunlar yaratabilir.

Bu nedenle pratik bir özel akü tasarım süreci, eksiksiz bir proje özetiyle başlamalıdır. Amaç alıcının her teknik detaya tek başına karar vermesini sağlamak değil. Amaç, üreticinin fizibiliteyi değerlendirmesi, uygun bir pil mimarisi önermesi ve hala onaylanması gereken gereksinimleri belirlemesi için yeterli güvenilir bilgi sağlamaktır.

Bu kontrol listesi, bir fiyat teklifi veya özel pil örneği talep etmeden önce ihtiyaç duyulan ana bilgileri kapsar.

Hızlı Cevap: Özel Bir Lityum Pil için Hangi Bilgiler Gereklidir?

OEM alıcılarının normalde aşağıdaki bilgileri hazırlaması gerekir:

Proje bilgileri ne kadar eksiksiz olursa, değerlendirilmesi o kadar kolay olur . özel bir lityum iyon pilin tasarım, teklif, numune alma ve üretim öncesinde

1. Önce Pil Uygulamasını Tanımlayın

Pil, yalıtılmış bir bileşen olarak seçilmek yerine cihazın etrafında tasarlanmalıdır.

Açıklayarak başlayın:

• Cihazın yaptığı;

• Ne sıklıkla çalışır;

• İster sürekli ister aralıklı çalışsın;

• Bekleme ve aktif modları olup olmadığı;

• İster taşınabilir, ister sabit, ister giyilebilir, ister endüstriyel;

• Pilin değiştirilebilir mi yoksa kalıcı olarak takılı mı olduğu;

• Cihazın kablosuz iletişim kurup kurmadığı;

• Pilin titreşime, darbeye, neme veya sıcaklık değişikliklerine maruz kalıp kalmadığı.

Örneğin, bir GPS izleyici zamanının çoğunu beklemede geçirebilir ancak konumlandırma ve veri iletimi için kısa süreli yüksek akıma ihtiyaç duyabilir. Tıbbi bir cihaz, kararlı çıkışa ve dikkatlice kontrol edilen korumaya ihtiyaç duyabilir. Giyilebilir bir ürün kalınlığa, ağırlığa, esnekliğe ve rahatlığa daha fazla önem verebilir.

Uygulama bilgileri üreticinin kapasite, mevcut talep, boyut, koruma ve beklenen çalışma süresi arasındaki ilişkiyi değerlendirmesine yardımcı olur.

2. Voltaj Gereksinimlerini Doğrulayın

Gerilim, teyit edilmesi gereken ilk özelliklerden biridir.

Şartname aşağıdakileri birbirinden ayırmalıdır:

• Nominal voltaj;

• Normal çalışma voltajı;

• Tam şarj voltajı;

• Kesme gerilimi;

• Cihaz giriş voltajı aralığı;

• Şarj cihazı çıkış gereksinimleri.

Bir cihaz, tek hücreli bir pil veya çok hücreli bir pil paketi etrafında tasarlanabilir. Gerekli voltaj hücre konfigürasyonunu, koruma devresini, şarj sistemini, konnektörü ve akü yönetim stratejisini etkileyebilir.

Cihazın ve şarj cihazının bu voltajı nasıl kullandığını açıklamadan sadece '12 V pil' gibi bir ifade vermeyin. Üreticinin ayrıca cihazın deşarj sırasında voltaj değişimini kabul edip etmediğini ve regüle edilmiş bir çıkışın gerekli olup olmadığını bilmesi gerekir.

Voltaj uyumsuzluğu aşağıdakilere neden olabilir:

• Şarj uyumsuzluğu;

• Cihazın kapatılması;

• Azaltılmış kullanılabilir kapasite;

• Aşırı akım talebi;

• Koruma aktivasyonu;

• Ek güç dönüşümü gereksinimleri.

Bu nedenle voltaj, cihazın güç girişi ve şarj tasarımıyla birlikte gözden geçirilmelidir.

3. Kapasite ve Enerji Gereksinimlerini Belirleyin

Kapasite genellikle miliamper-saat veya mAh cinsinden ifade edilir. Daha büyük kapasite, daha uzun çalışma süresini destekleyebilir ancak aynı zamanda pil boyutunu, ağırlığını, maliyetini ve şarj süresini de artırabilir.

Mümkün olduğunda aşağıdaki bilgileri sağlayın:

• mAh veya Ah cinsinden gerekli kapasite;

• Hedef çalışma zamanı;

• Ortalama çalışma akımı;

• Bekleme akımı;

• Tepe akım süresi;

• Görev döngüsü;

• Beklenen pil rezervi;

• Şarj frekansı;

• Kabul edilebilir pil ağırlığı.

Daha yüksek güçlü uygulamalar için enerjiyi watt-saat cinsinden tartışmak da yararlı olabilir:

Enerji (Wh)=Nominal Gerilim (V)×Kapasite (Ah)

Bir pilin kullanılabilir çalışma süresi yalnızca nominal kapasitesine değil aynı zamanda cihaz yüküne, çalışma sıcaklığına, deşarj oranına, kesme ayarlarına, şarj koşullarına ve sistem verimliliğine de bağlıdır.

Yararlı bir OEM spesifikasyonu basitçe şunu belirtmemelidir:

Gerekli pil: 3,7 V, 2.000 mAh.

Şunları açıklamalıdır:

Cihaz, sistemle uyumlu nominal voltaja, yaklaşık 2.000 mAh hedef kapasiteye, tanımlanmış bir çalışma akımına, bir tepe akım gereksinimine ve belirtilen çalışma koşulları altında beklenen minimum çalışma süresine sahip şarj edilebilir bir pil gerektirir.

Nihai kapasite yalnızca katalog değerinden seçilmek yerine numune testi yoluyla onaylanmalıdır.

4. Normal, Sürekli ve Tepe Akımını Tanımlayın

Akım talebi hücre seçimini, voltaj düşüşünü, iç direnci, koruma ayarlarını ve termal davranışı etkiler.

Tasarım özeti şunları ayırmalıdır:

• Normal çalışma akımı;

• Sürekli maksimum akım;

• Tepe akımı;

• Başlangıç ​​veya ani akım;

• Tepe akım süresi;

• Zirve olaylarının sıklığı;

• Şarj akımı.

Düşük ortalama akım tüketen bir cihaz yine de çok daha yüksek kısa süreli akım sağlayabilen bir pile ihtiyaç duyabilir. Eğer bu durum tasarım aşamasında tespit edilmezse aküde aşırı voltaj düşüşü yaşanabilir veya aşırı akım koruması tetiklenebilir.

Tepe akımı bir zaman periyoduyla tanımlanmalıdır. Örneğin:

• Normal çalışma için 2 A;

• 5 3 saniye boyunca bir zirve;

• Zirve olayı her 10 dakikada bir tekrarlanır.

Bu bilgi, 'yüksek akımlı pil' gibi genel bir ifadeden daha faydalıdır.

5. Kullanılabilir Pil Alanını Ölçün

Mekanik uyum, özel pil tasarımının temel bir parçasıdır.

Aşağıdakiler dahil olmak üzere pil bölmesinin bir çizimini, 3 boyutlu modelini veya doğru ölçümlerini sağlayın:

• Maksimum uzunluk;

• Maksimum genişlik;

• Maksimum kalınlık;

• Mevcut yükseklik;

• Kurulum yönü;

• Montaj noktaları;

• Saklama yöntemi;

• Pilin etrafındaki boşluk;

• Koruma levhası için alan;

• Konektör ve teller için alan;

• Kablo yönlendirme;

• Değiştirme veya inceleme için erişim.

Yalnızca boş bölmeyi ölçmeyin. Tasarım ayrıca şunları da dikkate almalıdır:

• Yalıtım;

• Koruyucu malzemeler;

• Konektör yüksekliği;

• Kablo bükülme yarıçapı;

• İmalat toleransı;

• Montaj izni;

• Isı dağılımı;

• Mekanik sıkıştırma;

• Üretim sırasında olası boyutsal farklılıklar.

Kompakt ürünlerde, konektör konumu veya kablo çıkış yönündeki bir farklılık, hücre boyutları doğru görünse bile pilin takılmasını engelleyebilir.

ZERNE'nin Özel lityum pil çözümleri istenilen boyut, kapasite, koruma sistemi, konnektör ve uygulama koşullarına göre değerlendirilebilmektedir. Nihai tasarımın yine de gerçek cihaz muhafazasıyla doğrulanması gerekiyor.

6. Pilin Şekline ve Yapısına Karar Verin

Özel bir lityum pil, standart dikdörtgen formatta, ince formatta, kavisli tasarımda veya ekipmana uygun başka bir şekil kullanabilir.

Şartnamede pilin aşağıdakilere ihtiyaç duyup duymadığı belirtilmelidir:

• Standart bir dikdörtgen şekil;

• İnce ve düz bir yapı;

• Kavisli veya şekilli bir form;

• Çok hücreli bir pil takımı;

• Çıkarılabilir bir kasa;

• Sert bir muhafaza;

• Özel bir montaj yapısı;

• Belirli bir hücre yönelimi.

Seçim, cihazın yapısına ve üretim gereksinimlerine göre yapılmalıdır. Tamamen özelleştirilmiş bir şekil, alan kullanımını iyileştirebilir ancak aynı zamanda kalıplamayı, montajı, incelemeyi, paketlemeyi ve üretim tutarlılığını da etkileyebilir.

Normal bir dikdörtgen bölme için standart bir yapı daha pratik olabilir. Düzensiz veya oldukça kompakt cihazlar için şekilli veya ince bir pil daha iyi entegrasyon sağlayabilir.

Tamamen özelleştirilmiş bir yapıya geçmeden önce, OEM ekipleri aynı zamanda bir yapı arasındaki dengeleri de karşılaştırabilir. özel lityum pil ve kullanıma hazır pil takımı.

Tasarım ayrıca pil paketinin aşağıdakileri gerektirip gerektirmediğini de tanımlamalıdır:

• Seri bağlantı;

• Paralel bağlantı;

• Seri-paralel konfigürasyon;

• Hücre eşleştirme;

• Ayrı bir koruma panosu;

• İletişim özellikli bir BMS.

7. Konektörü ve Kablolamayı Belirtin

Konektör pil arayüzünün bir parçasıdır ve numune alınmadan önce onaylanmalıdır.

Sağlamak:

• Gerekirse konnektör markası veya serisi;

• Pim sayısı;

• Konektör yönelimi;

• Bağlayıcı konumu;

• Kablo uzunluğu;

• Tel göstergesi;

• Tel çıkış yönü;

• Polarite;

• Kurşun gereksinimlerinin dengelenmesi;

• Şarj kablosu ve deşarj kablosu düzeni.

Bir pil doğru voltaja ve kapasiteye sahip olmasına rağmen konektörün anakartla uyumlu olmaması veya kablonun yanlış taraftan çıkması nedeniyle cihaz entegrasyonunda başarısız olabilir.

Konektör aşağıdakilerle birlikte gözden geçirilmelidir:

• Mevcut alan;

• Ekleme yönü;

• Kilitleme yöntemi;

• Titreşim koşulları;

• Montaj sırası;

• Hizmet gereksinimleri;

• Gerekli akım.

Daha ayrıntılı konnektör hususları için bkz. LiPo pil konnektörleri ve özel kablolama seçenekleri.

8. PCM, BMS ve Sıcaklık Algılama Gereksinimlerini Tanımlayın

Koruma sistemi batarya mimarisine ve cihaz gereksinimlerine göre seçilmelidir.

Tasarım özeti, projenin aşağıdakilere ihtiyaç duyup duymadığını açıklamalıdır:

• Aşırı şarj koruması;

• Aşırı deşarj koruması;

• Aşırı akım koruması;

• Kısa devre koruması;

• Sıcaklık izleme;

• Hücre dengeleme;

• Şarj durumu bilgileri;

• İletişim fonksiyonları;

• Şarj etme ve boşaltma kontrolü;

• Akıllı pil arayüzü.

Tek hücreli bir pil, nispeten basit işlevlere sahip bir koruma devresi kullanabilir. Çok hücreli bir pil takımı, hücre izleme, dengeleme, arıza kaydı, iletişim veya sistem entegrasyonu için daha gelişmiş bir BMS gerektirebilir.

Alıcı ayrıca koruma sisteminin rolünü de açıklamalıdır:

• Şarj cihazı akü tarafından kontrol ediliyor mu?

• Cihazın pil durumu bilgisine ihtiyacı var mı?

• NTC gerekli mi?

• Cihaz SMBus, CAN veya başka bir protokol aracılığıyla iletişim kuruyor mu?

• BMS'nin akü muhafazasının içine mi yoksa dışına mı yerleştirilmesi gerekiyor?

Koruma sistemi seçimine ilişkin genel bir açıklama için şu bağlantıya bakın: LiPo piller için PCM ve BMS.

9. Çalışma Ortamını Tanımlayın

Pil performansı ve tasarım gereksinimleri, çalışma ortamına göre önemli ölçüde değişebilir.

Spesifikasyon şunları içermelidir:

• Çalışma sıcaklığı aralığı;

• Depolama sıcaklığı;

• Şarj sıcaklığı;

• Nem;

• Titreşim;

• Şok;

• Toz veya suya maruz kalma;

• Rakım;

• İç veya dış mekan kullanımı;

• Beklenen hizmet ömrü;

• Kurulumdan önce depolama süresi.

Sıcaklık özellikle önemlidir çünkü şarj etme ve boşaltma koşulları aynı olmayabilir. Açık havada, endüstriyel bir cihazın içinde veya ısı üreten bir bileşenin yakınında kullanılan bir pilin ek termal değerlendirmeye ihtiyacı olabilir.

Tasarım ayrıca pil bölmesinin aşağıdaki özelliklere sahip olup olmadığını da tanımlamalıdır:

• Tamamen kapalı;

• Havalandırılmış;

• Bir ısı kaynağının yakınında;

• Doğrudan güneş ışığına maruz kalan;

• Tekrarlanan mekanik harekete tabidir.

Hücreyi, koruma sistemini, muhafazayı ve test planını seçmeden önce bu ayrıntılar dikkate alınmalıdır.

10. Şarj Gereksinimlerini Doğrulayın

Özel bir pil, amaçlanan şarj sistemiyle uyumlu olmalıdır.

Sağlamak:

• Şarj cihazı tipi;

• Şarj cihazı çıkış voltajı;

• Maksimum şarj akımı;

• Şarj yöntemi;

• Denge şarj gereksinimleri;

• Şarj konektörü;

• Şarj sıcaklığı sınırları;

• Beklenen şarj süresi;

• Şarjın cihazın içinde gerçekleşip gerçekleşmeyeceği.

Pil üreticisi, şarj cihazının, pilin, koruma sisteminin ve cihazın birlikte nasıl çalıştığını anlamalıdır. Şarj cihazını içermeyen bir pil spesifikasyonu eksik olabilir.

Şarj cihazı yalnızca nominal akü kapasitesine göre seçilmemelidir. Ayrıca pil yapılandırmasına, koruma ayarlarına, şarj voltajına, akım sınırlarına ve uygulama koşullarına da uygun olmalıdır.

11. Test ve Doğrulama Gereksinimlerini Hazırlayın

Seri üretimden önce pil tasarımının cihaza göre doğrulanması gerekir.

İlk proje özeti aşağıdaki gibi beklenen doğrulama kapsamını tanımlamalıdır:

• Kapasite testi;

• Şarj ve deşarj testi;

• Çalışma zamanı doğrulaması;

• Tepe akım testi;

• İç direnç ölçümü;

• Sıcaklık izleme;

• Konektör ve kablo denetimi;

• Mekanik uyum;

• Titreşim veya darbe testi;

• Tekrarlanan şarj ve deşarj;

• Cihaz düzeyinde entegrasyon testi.

Test koşulları mümkün olduğunca açık bir şekilde tanımlanmalıdır. Kapasite sonuçları akıma, sıcaklığa, kesme voltajına, şarj yöntemine ve test ekipmanına bağlı olarak değişiklik gösterebilir.

Numune amaçlanan üretim tasarımını temsil etmelidir. Testten sonra hücre, koruma kartı, konnektör, kablo veya muhafaza değişirse projenin ek incelemesi veya yeniden doğrulaması gerekebilir.

Gereksinim incelemesi, prototip geliştirme, doğrulama, pilot üretim ve seri üretimin adım adım görünümü için bkz. Prototipten Seri Üretime: Özel Pil Geliştirme Aşamaları.

Bu makale tasarım ve teklif öncesi ihtiyaç duyulan bilgilere odaklanmaktadır. Ayrıntılı numune kabul kriterleri ayrı bir pil numunesi doğrulama kılavuzunda ele alınmalıdır.

12. Uyumluluk ve Dokümantasyon İhtiyaçlarını Belirleyin

Uyumluluk gereksinimleri pil yapısına, hedef pazara, ürün kategorisine, taşıma yöntemine ve müşteri gereksinimlerine bağlıdır.

Teklif vermeden önce projenin aşağıdakileri gerektirip gerektiremeyeceğini belirleyin:

• UN 38.3 test belgeleri;

• SDS veya MSDS;

• Ürün özellikleri;

• Pil etiketleri;

• Taşıma belgeleri;

• RoHS veya diğer önemli beyanlar;

• Pazara özel gereksinimler;

• Müşteriye özel muayene kayıtları.

Alıcı ayrıca şunları da açıklamalıdır:

• Hedef ülkeler;

• Nakliye yöntemi;

• Ürün sınıflandırması;

• Pilin ekipmana takılı olarak gönderilip gönderilmediği;

• Müşterinin test raporuna veya beyanına ihtiyacı olup olmadığı;

• Belgelerin belirli bir pil modelini veya üretim tasarımını kapsaması gerekip gerekmediği.

Sertifika ve nakliye belgeleri, nihai akü yapısına göre gözden geçirilmelidir. Daha önceki bir prototipe ait belge, daha sonraki bir üretim tasarımını otomatik olarak temsil etmeyebilir.

13. OEM Pil Spesifikasyonu Kontrol Listesi

Fiyat teklifi istemeden önce aşağıdaki öğeleri onaylayın.

Başvuru

• Cihaz adı ve uygulaması;

• Çalışma modları;

• Çalışma zamanı hedefi;

• Çalışma ortamı;

• Beklenen üretim aşaması.

Elektrik

• Nominal voltaj;

• Tam şarj voltajı;

• Kapasite;

• Normal akım;

• Tepe akımı;

• Şarj akımı;

• Kesinti gereksinimleri.

Mekanik

• Maksimum uzunluk;

• Maksimum genişlik;

• Maksimum kalınlık;

• Ağırlık sınırı;

• Bağlayıcı alanı;

• Montaj yöntemi;

• Kablo güzergahı;

• Muhafaza açıklığı.

Koruma ve Arayüz

• PCM veya BMS;

• NTC;

• Hücre dengeleme;

• İletişim;

• Bağlayıcı;

• Tel uzunluğu;

• Tel çıkış konumu.

Üretim ve Uyumluluk

• Prototip miktarı;

• Tahmini üretim hacmi;

• Örnek test gereksinimleri;

• Hedef pazar;

• Dokümantasyon ihtiyaçları;

• Paketleme ve nakliye gereksinimleri.

Proje teklif verme yönünde ilerliyorsa ana maliyet etkenleri de gözden geçirilmelidir. hakkında ayrı bir kılavuz özel lityum pil paketi maliyeti ve OEM fiyatlandırma faktörleri, satın alma ekiplerinin bu tartışmaya hazırlanmasına yardımcı olabilir.

SSS

Özel pil tasarımının ilk adımı nedir?

İlk adım, cihaz uygulamasını ve elektrik, mekanik, çevresel ve üretim gereksinimlerini tanımlamaktır. Bir pil, yalnızca voltaj veya kapasiteye göre seçilmek yerine ekipmanın etrafında tasarlanmalıdır.

Özel bir pil üreticisine hangi bilgileri göndermeliyim?

Akü voltajını, kapasitesini, akım talebini, boyutları, konnektör ayrıntılarını, uygulamayı, çalışma ortamını, beklenen miktarı ve tüm PCM/BMS, test veya uyumluluk gerekliliklerini gönderin.

Belirli bir boyuta özel bir lityum pil yapılabilir mi?

Cihaz yapısına ve mevcut montaj alanına göre özel akü boyutları geliştirilebilir. Nihai boyut, yalıtımı, koruma bileşenlerini, konektörleri, kabloları, toleransları ve montaj açıklığını içermelidir.

Fiyat teklifi istemeden önce BMS'yi belirtmem gerekiyor mu?

Cihaz ve koruma gereksinimlerini açıklamalısınız ancak tam BMS modelini kendiniz seçmeniz gerekmeyebilir. Üretici, pil yapılandırmasını, akımı, şarj yöntemini, iletişim ihtiyaçlarını ve çalışma koşullarını inceledikten sonra uygun bir PCM veya BMS önerebilir.

Bağlayıcı ayrıntıları neden önemlidir?

Konektör elektriksel uyumluluğu, montajı, kablo yönlendirmesini, kullanılabilir alanı ve servis kolaylığı etkiler. Konektör tipi, polaritesi, konumu, kablo uzunluğu ve kablo çıkış yönü numune almadan önce doğrulanmalıdır.

Seri üretimden önce neler test edilmeli?

Numunenin kapasite, şarj ve deşarj, çalışma süresi, akım, sıcaklık, mekanik uyum, konektör ve cihaz entegrasyon testlerine ihtiyacı olabilir. Nihai doğrulama planı, başvuru ve kabul edilen spesifikasyonla eşleşmelidir.

Çözüm

Eksiksiz bir spesifikasyon, başarılı bir özel lityum pil projesinin temelidir.

OEM alıcıları, fiyat teklifi veya numune talep etmeden önce uygulamayı, voltajı, kapasiteyi, akım talebini, boyutları, akü yapısını, konnektörü, koruma sistemini, şarj yöntemini, çalışma ortamını, test gerekliliklerini, üretim beklentilerini ve uyumluluk belgelerini tanımlamalıdır.

Özel akü tasarımı kontrol listesinin amacı, alıcıyı her teknik kararı tek başına almaya zorlamak değildir. Pil üreticisine fizibiliteyi değerlendirmek, riskleri belirlemek, uygun bir tasarım önermek ve daha doğru bir teklif hazırlamak için yeterli güvenilir bilgi vermektir.

Özel bir lityum pil projesi için cihaz uygulamanızı, hedef kapasitenizi, voltajınızı, mevcut pil alanınızı, mevcut talebinizi, konektör gereksinimlerinizi, beklenen miktarı ve test ihtiyaçlarınızı ZERNE'nin özel pil mühendisliği ekibiyle paylaşın. Ekip, ilk spesifikasyonu inceleyebilir ve numune alma ve üretim için uygun bir pil çözümünün geliştirilmesine yardımcı olabilir.