Bir OEM Cihaz için Şarj Edilebilir Lityum İyon Pil Paketi Nasıl Seçilir

Tüm cihaz sisteminin bir parçası olarak şarj edilebilir bir lityum iyon pil takımı seçilmelidir. Gerilim, kapasite, akım, boyutlar, konnektör, koruma devresi ve şarj cihazının tamamı bitmiş ürünün güvenilir bir şekilde çalışıp çalışmayacağını etkiler.

Katalogda uygun görünen bir pil takımı yine de bir OEM cihazının gereksinimlerini karşılayamayabilir. Elektriksel olarak uyabilir ancak mekanik olarak uymayabilir, yeterli nominal kapasite sağlayabilir ancak yeterli tepe akımı sağlayamayabilir veya laboratuvar testleri sırasında çalışabilir ancak üretim için farklı bir BMS veya konnektör gerektirebilir.

Bu nedenle OEM ekipleri, pil takımını yalnızca mAh veya fiziksel boyuta göre seçmek yerine cihazın gerçek çalışma koşullarına göre değerlendirmelidir.

ZERNE sağlar lityum pil paketi çözümleri . özelleştirilmiş voltaj, kapasite, boyutlar, koruma sistemleri ve konektör konfigürasyonları gerektiren uygulamalar için

Hızlı Cevap: Şarj Edilebilir Lityum İyon Pil Paketini Nasıl Seçersiniz?

Şarj edilebilir bir lityum iyon pil takımını şu sırayla seçin:

1. Cihazın voltaj aralığını ve güç mimarisini tanımlayın.

2. Normal, maksimum ve tepe akım talebini ölçün.

3. Gerekli çalışma süresini ve enerji hedefini ayarlayın.

4. Pil bölmesini, boyutları, kablo yolunu ve ağırlık sınırını kontrol edin.

5. Uygun bir hücre konfigürasyonu ve pil kimyası seçin.

6. BMS, PCM, şarj cihazı ve konektörü paketle eşleştirin.

7. Çalışma sıcaklığını ve çevre koşullarını doğrulayın.

8. Prototip örneklerini gerçek cihazın içinde test edin.

9. Üretim tutarlılığını, dokümantasyonu ve özelleştirme desteğini inceleyin.

10. Nihai akü paketini yalnızca elektrik, mekanik ve sistem doğrulamasından sonra onaylayın.

En iyi pil paketinin mutlaka en yüksek kapasiteye sahip olması gerekmez. Cihazın voltaj, enerji, akım, mekanik, güvenlik ve üretim gereksinimlerini aynı anda karşılayandır.

1. OEM Cihaz Gereksinimleriyle Başlayın

Bir pil tedarikçisiyle iletişime geçmeden önce bir temel cihaz gereksinim sayfası hazırlayın.

Bu bilgi, tedarikçinin pili genel bir paket sunmak yerine entegre bir bileşen olarak değerlendirmesine olanak tanır.

Bu gerekliliklerin ambalaj tasarımıyla nasıl ilişkili olduğuna dair daha geniş bir açıklama için bkz. Lityum İyon Pil Paketi Tasarımı: Gerilim, Kapasite, BMS ve Çalışma Süresi.

2. Akü Voltajını Cihazla Eşleştirin

Gerilim ilk elektriksel ekranlama koşuludur.

Seçilen pil takımı, deşarj ve şarj işlemi boyunca ana cihazın kabul edilebilir giriş aralığında kalmalıdır. Tek hücreli lityum pil için tasarlanmış bir cihaz, uygun bir güç yönetimi devresi olmayan çok hücreli bir paketi kabul etmeyebilir.

Gerilimi tanımlarken şunları kontrol edin:

• nominal akü voltajı;

• tam şarjlı voltaj;

• minimum deşarj voltajı;

• cihaz giriş voltajı aralığı;

• dönüştürücü veya regülatör gereksinimleri;

• şarj cihazı çıkış voltajı;

• BMS kesme ayarları.

Örneğin 7,4V olarak tanımlanan bir paketin nominal voltajı vardır ancak şarj ve deşarj sırasında voltajı değişir. Cihaz, yalnızca nominal değere göre değil, tam çalışma aralığına göre tasarlanmalıdır.

Proje ortak çok hücreli konfigürasyonları karşılaştırıyorsa, ayrıntılı seri ve paralel akü paketi kılavuzu, hücre düzeninin voltajı ve kapasiteyi nasıl etkilediğini açıklar. Mevcut seçim süreci, bu konfigürasyonu yalnızca daha geniş cihaz kararına bir girdi olarak kullanmalıdır.

3. Kapasite ve Enerji Gereksinimlerini Tahmin Edin

Pil kapasitesi genellikle amper saat veya miliamper saat cinsinden ifade edilir. Enerji genellikle watt-saat cinsinden ifade edilir.

Ön enerji tahmini şu şekildedir:

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

Örneğin:

7,4V × 2Ah = 14,8Wh

Bu nominal enerji hesaplamasıdır. Kullanılabilir enerji aşağıdakilerden dolayı daha düşük olabilir:

• dönüştürücü kayıpları;

• deşarj kesme voltajı;

• sıcaklık;

• pil yaşlanması;

• mevcut yük;

• koruma sınırları;

• cihazın çalışma verimliliği.

Bu nedenle kapasite, yalnızca basılı mAh değeri yerine gerçek kullanılabilir enerji gereksinimine göre seçilmelidir.

Daha ayrıntılı bir hesaplama için bkz. Lityum İyon Pil Paketi Kapasitesi Nasıl Hesaplanır?.

4. Çalışma Zamanı Hedefini Tanımlayın

Aynı pil kapasitesi farklı ürünlerde farklı çalışma süreleri sağlayabilmektedir. Sabit düşük güç yüküne sahip bir cihaz, sık akım tepe noktalarına sahip motorlu bir cihazdan farklı davranır.

Bir ön çalışma süresi tahmini şu şekilde yazılabilir:

Çalışma süresi ≈ Kullanılabilir pil enerjisi ÷ Ortalama cihaz gücü

Nihai sonuç, cihazın gerçek yük profiline bağlıdır. Mühendisler aşağıdakileri birbirinden ayırmalıdır:

• bekleme akımı;

• normal çalışma akımı;

• maksimum sürekli akım;

• tepe veya başlangıç ​​akımı;

• görev döngüsü;

• uyku ve uyanma aralıkları.

Ortalama çalışma süresi hedefini karşılayan bir pil paketi, yoğun talep sırasında cihazı destekleyemiyorsa yine de uygun olmayabilir.

Ayrıntılı lityum pil paketi çalışma süresi hesaplama kılavuzu, hesaplama faktörlerini daha derinlemesine kapsar. Seçim aşamasında asıl soru, aday paketin gerçek çalışma profili altında yeterli kullanılabilir enerji sağlayıp sağlamadığıdır.

5. Sürekli ve Tepe Deşarj Kapasitesini Kontrol Edin

Kapasite ve deşarj kapasitesi farklı özelliklerdir.

Yüksek kapasiteli bir pil takımı, eğer hücreleri, koruma devresi veya kabloları gerekli akımı desteklemiyorsa, yüksek güçlü bir cihaz için uygun olmayabilir. Tersine, yüksek deşarjlı bir paket, maliyeti, ağırlığı veya termal gereksinimleri arttırırken gerekenden daha fazla akım kapasitesi sağlayabilir.

Belge:

• ortalama deşarj akımı;

• maksimum sürekli akım;

• tepe akımı;

• zirve süresi;

• başlatma veya ani akım;

• tekrarlama sıklığı;

• voltaj düşüşü toleransı.

Pil paketi sistem düzeyinde değerlendirilmelidir. Hücre kapasitesi, BMS sınırları, konnektör değeri, kablo boyutu ve termal koşulların tümü gerçek performansı etkiler.

Yüksek akım projeleri için tedarikçi, herhangi bir deşarj veya akım değeri için kullanılan test koşullarını doğrulamalıdır. Test sıcaklığı, kesme voltajı ve süresi olmayan bir derecelendirmenin doğru bir şekilde karşılaştırılması zordur.

6. Hücre Formatını ve Pil Kimyasını Seçin

Hücre formatı enerji yoğunluğunu, şeklini, ağırlığını, termal davranışını ve paketleme esnekliğini etkiler.

Lityum polimer kese hücreleri

Lityum polimer kese hücreleri genellikle cihazın aşağıdakileri gerektirdiği durumlarda uygundur:

• ince veya özelleştirilmiş bir şekil;

• muhafaza alanının verimli kullanımı;

• esnek uzunluk, genişlik veya kalınlık;

• düşük profilli entegrasyon;

• özel bir kablo veya konektör konumu.

Silindirik lityum iyon hücreleri

Tasarım aşağıdakileri gerektirdiğinde silindirik hücreler uygun olabilir:

• standartlaştırılmış bir silindirik format;

• katı bir hücre yapısı;

• bir seri ve paralel paket düzenlemesi;

• değiştirilebilir veya modüler paket tasarımı;

• daha büyük bir pil muhafazası.

Seçim, cihazın ambalajına, akımına, enerji ve üretim gereksinimlerine göre yapılmalıdır. Sadece bir hücrenin nominal kapasitesinden yapılmamalıdır.

Bir proje kese ve silindirik konfigürasyonları karşılaştırıyorsa tedarikçi tek tek hücre sayılarını tek başına karşılaştırmak yerine bitmiş pil takımını değerlendirmelidir.

7. Pil Boyutlarını ve Ağırlığını Doğrulayın

Pil, sıkıştırma, hareket veya kablo yönlendirme sorunları yaratmadan ürün muhafazasına sığmalıdır.

Tedarikçiye şunları sağlayın:

• maksimum kalınlık;

• izin verilen uzunluk ve genişlik;

• pil bölmesi şekli;

• konnektör açıklığı;

• kablo bükme alanı;

• sabitleme yöntemi;

• yastıklama veya tutma gereksinimleri;

• maksimum ağırlık.

Nominal pil boyutları, kurulu zarfın tamamını temsil etmeyebilir. Konektör, koruma levhası, teller, yalıtım, yapıştırıcı, köpük ve mekanik donanımlar da alan gerektirir.

Boş muhafazaya uyan bir pil aşağıdakileri etkileyebilir:

• vidalar veya bağlantı elemanları;

• ekran modülleri;

• antenler;

• hareketli parçalar;

• ısı üreten bileşenler;

• mahfaza kaburgaları;

• hizmet erişim alanları.

Paketleme limitleri sıkı olan cihazlar için pil bölmesi aşağıdakilerle birlikte gözden geçirilmelidir: açıklık, sıkıştırma ve şişme payı.

8. BMS ve Koruma Sistemini Eşleştirin

Şarj edilebilir bir lityum iyon pil paketi normalde konfigürasyonuna ve uygulamasına uygun bir koruma veya yönetim sistemi gerektirir.

Tasarıma bağlı olarak paket şunları gerektirebilir:

• aşırı şarj koruması;

• aşırı deşarj koruması;

• aşırı akım koruması;

• kısa devre koruması;

• sıcaklık izleme;

• hücre dengeleme;

• şarj durumu tahmini;

• iletişim fonksiyonları;

• şarj kontrolü.

Doğru koruma tasarımı hücre sayısına, kimyaya, mevcut talebe, şarj cihazına ve ana cihaz gereksinimlerine bağlıdır.

İki güç kablosu içeren basit bir paket, iletişim ve bireysel hücre izleme özelliğine sahip akıllı bir bataryadan farklı bir koruma düzenlemesi gerektirebilir.

BMS aşağıdakilerle birlikte belirtilmelidir:

• hücre konfigürasyonu;

• şarj akımı;

• deşarj akımı;

• sıcaklık sensörü gereksinimleri;

• iletişim protokolü;

• konnektör pin çıkışı;

• cihaz tarafı kontrol mantığı.

makale LiPo Piller için PCM ve BMS karşılaştırması, temel koruma ile daha gelişmiş bir yönetim sistemi arasındaki farkın netleştirilmesine yardımcı olabilir.

9. Şarj Yöntemini Kontrol Edin

Şarj edilebilir bir pil paketinin, şarj cihazıyla ve ana cihazın şarj mimarisiyle uyumlu olması gerekir.

Onaylamak:

• şarj cihazı çıkış voltajı;

• şarj akımı;

• şarj yöntemi;

• denge şarj gereksinimleri;

• şarj sıcaklığı sınırları;

• şarj cihazı tarafı konektörü;

• ücret sonlandırma yöntemi;

• şarjın cihazın içinde mi yoksa dışında mı gerçekleştiği.

Şarj cihazı, pil takımının hücre sayısına ve şarj gereksinimlerine uygun olmalıdır. Uygun bir deşarj konektörü, otomatik olarak paketin aynı arayüz üzerinden şarj edilmeye uygun olduğu anlamına gelmez.

Tasarım ekibi ayrıca cihazın aşağıdakileri destekleyip desteklemediğini de doğrulamalıdır:

• çalışırken şarj etme;

• çıkarılabilir pil şarjı;

• harici şarj istasyonları;

• USB tabanlı şarj;

• özel akü şarj cihazları;

• şarj cihazı ve BMS arasındaki iletişim.

Şarj işlemi bitmiş pil, BMS, şarj cihazı ve cihazla birlikte doğrulanmalıdır.

10. Konektör ve Kablo Yapılandırmasını Seçin

Konektör hem elektriksel performansı hem de mekanik entegrasyonu etkiler.

Belirtin:

• konektör ailesi veya tam parça numarası;

• çiftleşme konektörü;

• mevcut gereksinim;

• voltaj gereksinimi;

• pin sayısı;

• güç ve sinyal tahsisi;

• kablo uzunluğu;

• tel göstergesi;

• kablo çıkış yönü;

• kilitleme ve anahtarlama;

• mevcut kurulum alanı.

Aynı pil paketi, farklı ana cihazlar için farklı konektör düzenlemeleri gerektirebilir. Kompakt bir giyilebilir ürün, düşük profilli bir konektöre öncelik verebilirken endüstriyel bir ürün, daha güçlü bir tutma ve daha büyük bir akım yolu gerektirebilir.

Ayrıntılı bağlayıcı karar süreci için bkz. Özel Lityum Pil Paketi için Konektör Nasıl Seçilir.

11. Çalışma Sıcaklığını ve Ortamını Dikkate Alın

Pil performansı sıcaklıkla birlikte değişir. Cihaz uygulaması pilin nerede çalışacağını, şarj edileceğini ve saklanacağını tanımlamalıdır.

Dikkate almak:

• normal çalışma sıcaklığı;

• minimum ve maksimum çalışma sıcaklığı;

• şarj sıcaklığı;

• depolama sıcaklığı;

• titreşime maruz kalma;

• nem veya toz;

• tekrarlanan mekanik hareket;

• yakındaki elektroniklerden gelen ısı;

• muhafazanın içindeki ısı yalıtımı.

Soğuk koşullar mevcut gücü azaltabilir ve iç direnci artırabilir. Yüksek sıcaklıklar yaşlanmayı hızlandırabilir ve termal yönetim gereksinimlerini artırabilir.

Pil tedarikçisi hücreyi, BMS'yi, konektörü, muhafazayı ve şarj koşullarını birlikte değerlendirmelidir. Sıcaklık iddiası her akü paketine geniş çapta uygulanmak yerine nihai konfigürasyona ve test koşullarına bağlanmalıdır.

12. Standart ve Özel Pil Paketleri Arasında Seçim Yapın

Standart bir şarj edilebilir lityum iyon pil paketi aşağıdaki durumlarda uygun olabilir:

• voltaj ve kapasite zaten cihazla eşleşiyor;

• boyutlar değiştirilmeden sığar;

• konektör uyumludur;

• mevcut kapasite yeterlidir;

• özel bir BMS gerekli değildir;

• beklenen miktar ve arz istikrarlı.

Cihaz aşağıdakileri gerektirdiğinde özel bir paket daha uygundur:

• olağandışı boyutlar;

• şekilli veya ince bir pil;

• belirli bir kablo uzunluğu;

• özel bir bağlayıcı;

• çok hücreli seri ve paralel konfigürasyon;

• daha yüksek bir deşarj oranı;

• özel koruma;

• sıcaklık algılama;

• iletişim fonksiyonları;

• ürüne özel yeni bir muhafaza.

Ticari pil paketi sayfası genel ürün talebi için uygun hedeftir. özel pil çözümleri daha uygundur. Pilin cihaza göre tasarlanması gerektiğinde

13. Tedarikçinin OEM Desteğini Değerlendirin

Şarj edilebilir bir pil paketi seçmek aynı zamanda tedarikçinin projeyi örnek bir teklifin ötesinde destekleyip destekleyemeyeceğini değerlendirmek anlamına da gelir.

Tedarikçiye şunları sorun:

• hücre seçimi;

• pil paketi tasarımı;

• BMS veya PCM entegrasyonu;

• konnektör ve kablo özelleştirmesi;

• prototip örneklemesi;

• elektrik testi;

• mekanik uyum kontrolleri;

• üretim tutarlılığı;

• gelen malzeme kontrolü;

• sevkiyat denetimi;

• teknik belgeler;

• mühendislik değişiklikleri;

• Pilot üretim sırasında destek.

Tedarikçi, onaylanan numunenin seri üretim konfigürasyonuna nasıl dönüştüğünü açıklayabilmelidir.

Prototipten üretime geçişe ilişkin daha geniş bir bakış için bkz. OEM Projeleri için Lityum İyon Pil Paketi Üretim Süreci.

14. Cihazın İçindeki Pil Paketini Doğrulayın

Bir pil takımı yalnızca tedarikçi spesifikasyon sayfasından onaylanmamalıdır. Nihai numune gerçek OEM cihazında test edilmelidir.

Elektriksel doğrulama

Kontrol etmek:

• voltaj aralığı;

• şarj davranışı;

• deşarj performansı;

• normal akım;

• tepe akımı;

• voltaj düşmesi;

• pil koruma yanıtı;

• şarj cihazı uyumluluğu;

• Uygun olduğu yerde BMS iletişimi.

Mekanik doğrulama

Kontrol etmek:

• muhafaza uyumu;

• konnektör çiftleşmesi;

• kablo yönlendirme;

• pil tutma;

• bölme içindeki basınç veya hareket;

• montaj ve servis için erişim;

• çevredeki parçalara müdahale.

Çalışma zamanı doğrulaması

Gerçek cihaz çalışma süresini şu şekilde ölçün:

• normal çalışma;

• yüksek yükte çalışma;

• bekleme veya uyku döngüleri;

• tekrarlanan başlatma;

• gerçekçi sıcaklık koşulları.

Üretim doğrulaması

Onaylamak:

• boyutlar tutarlı kalır;

• konektör ve kablo konumu tekrarlanabilir;

• etiketler ve kutup işaretleri doğrudur;

• koruma bileşenleri onaylanan numuneyle eşleşiyor;

• test kayıtları mevcuttur;

• mühendislik değişiklikleri onay gerektirir.

Mevcut özel pil örneği doğrulama kontrol listesi, üretim öncesi onay için yararlı bir referans sağlar.

15. Yaygın Seçim Hataları

Yalnızca mAh ile seçme

Paket çok büyükse, çok ağırsa veya cihaz voltajıyla uyumsuzsa, daha yüksek kapasite daha uzun kullanılabilir çalışma süresini garanti etmez.

Tepe akımının göz ardı edilmesi

Başlatma veya motor yükleri voltaj düşmesine veya korumanın kapanmasına neden olduğunda ortalama akım kabul edilebilir görünebilir.

Nominal gerilimi tam çalışma aralığı olarak ele alma

Cihaz şarj voltajına, deşarj voltajına ve kesme koşullarına uygun olmalıdır.

Muhafazayı kontrol etmeden önce pil seçimi

Mekanik çatışmalar genellikle konnektör, BMS ve kablonun gerçek pakete dahil edilmesinden sonra ortaya çıkar.

BMS'nin çok geç seçilmesi

BMS, mevcut kapasiteyi, konnektör pin çıkışını, şarj davranışını ve paket boyutlarını etkileyebilir.

Numuneyi cihazda test etmeden onaylama

Tek başına deneme testi, kablo parazitini, termal birikimi, sinyal çakışmalarını veya cihaz tarafındaki kapanma davranışını ortaya çıkaramayabilir.

Tedarikçileri yalnızca birim fiyata göre karşılaştırma

Daha düşük bir başlangıç ​​fiyatına mühendislik desteği, numune alma, doğrulama, dokümantasyon veya üretim tutarlılığı dahil olmayabilir.

16. OEM Pil Paketi Seçimi Kontrol Listesi

Şarj edilebilir lityum iyon pil paketini onaylamadan önce şunları onaylayın:

• Cihaz voltaj aralığı belgelenmiştir.

• Nominal ve maksimum akü voltajı uyumludur.

• Ortalama, sürekli ve tepe akımı tanımlanır.

• Çalışma zamanı hedefi gerçekçi cihaz gücüne dayanmaktadır.

• Pil boyutları konnektörü ve BMS'yi içerir.

• Ağırlık cihazın limiti dahilindedir.

• Hücre formatı ve konfigürasyonu uygundur.

• BMS veya PCM gereksinimleri onaylanır.

• Şarj cihazı uyumluluğu doğrulandı.

• Konektör, kablo uzunluğu ve pin çıkışı onaylanmıştır.

• Çalışma ve şarj sıcaklık aralıkları tanımlanmıştır.

• Prototip örnekleri gerçek cihazda test edilir.

• Üretim denetimi gereklilikleri belgelenmiştir.

• Tedarikçi ile mühendislik değişikliği onayı üzerinde anlaşmaya varılır.

SSS

Şarj edilebilir bir lityum iyon pil takımı seçerken en önemli özellik nedir?

Gerilim uyumluluğu ilk gerekliliktir ancak onay öncesinde akım, kullanılabilir enerji, boyutlar, BMS, şarj cihazı, konnektör ve çalışma ortamı da değerlendirilmelidir.

Bir OEM cihazının ne kadar pil kapasitesine ihtiyacı vardır?

Kapasite, cihazın ortalama gücüne, gerekli çalışma süresine, sistem verimliliğine, deşarjın kesilmesine ve çalışma koşullarına bağlıdır. Yazdırılan mAh değeri, bitmiş üründeki tam kullanılabilir kapasite olarak değerlendirilmemelidir.

Standart bir pil takımı OEM üretimine uygun mudur?

Gerilimi, kapasitesi, boyutları, akımı, konektörü, koruması ve besleme koşulları cihaza uygunsa standart bir paket uygun olabilir. Cihazın alanı dar olduğunda veya özel elektrik gereksinimleri olduğunda, genellikle özelleştirmeye ihtiyaç duyulur.

Tüm şarj edilebilir lityum iyon pil paketlerinin BMS'ye ihtiyacı var mı?

Gerekli koruma ve yönetim sistemi hücre konfigürasyonuna, kimyaya, şarj cihazına, akıma ve uygulamaya bağlıdır. Tedarikçi, bitmiş paket için uygun koruma mimarisini önermelidir.

Cihaz seri üretime geçmeden önce pil takımı test edilmeli mi?

Evet. Pil seri üretimden önce gerçek cihazda test edilmelidir. Onay planına elektrik, mekanik, şarj, çalışma süresi ve çevre koşulları dahil edilmelidir.

Bir OEM alıcısı akü üreticisine hangi bilgileri göndermelidir?

Cihazın voltaj aralığını, güç ve akım profilini, çalışma süresi hedefini, pil bölmesi boyutlarını, ağırlık sınırını, konektörü, kablo gereksinimlerini, şarj yöntemini, çalışma ortamını, beklenen miktarı ve gerekli testleri sağlayın.

Çözüm

Bir OEM cihazı için şarj edilebilir lityum iyon pil takımının seçilmesi, sistem düzeyinde bir değerlendirme gerektirir. Gerilim ve kapasite önemli başlangıç ​​noktalarıdır ancak bunlar kararın yalnızca bir parçasıdır.

Nihai paket ayrıca gerekli akımı sağlamalı, muhafazaya uymalı, şarj cihazıyla çalışmalı, gerektiğinde cihazla doğru şekilde iletişim kurmalı, uygun korumayı içermeli ve üretim sırasında tutarlı kalmalıdır.

OEM ekipleri seri üretimden önce eksiksiz bir gereksinim sayfası hazırlamalı ve cihazın içindeki pili doğrulamalıdır.

Özelleştirilmiş boyutlar, hücre konfigürasyonu, BMS, konektör veya kablo tasarımı gerektiren projelerde özel lityum pil paketi desteği için ZERNE ile iletişime geçin.