Reka bentuk bateri untuk peralatan perubatan dan mudah alih bermula dengan keperluan pengendalian peranti. Voltan, masa jalan, beban puncak, ruang yang tersedia, kaedah pengecasan, penyambung, keadaan persekitaran dan laluan pensijilan semuanya mempengaruhi konfigurasi pek akhir. HSS Energy menyokong pembangunan bateri litium-ion dan LiFePO4 padat daripada spesifikasi awal melalui pengesahan dan pengeluaran sampel.
|
Voltan Biasa |
Kimia |
Format Sel |
Penyesuaian |
|
3.7V / 7.4V / 11.1V / 12V / tersuai |
Li-ion / LiFePO4 |
18650 / 21700 / kantung |
BMS / penyambung / kabel / perumahan / label / pembungkusan |
Gambaran keseluruhan penyelesaian bateri peralatan perubatan dan mudah alih
Peralatan perubatan dan elektronik mudah alih selalunya mempunyai had yang ketat pada saiz dan berat bateri sementara masih memerlukan masa jalan yang boleh diramal dan penghantaran kuasa yang stabil. Langkah reka bentuk pertama ialah mengesahkan keperluan peranti dan bukannya memilih bateri hanya dengan voltan dan Ah.
· Voltan kendalian dan julat voltan yang dibenarkan
· Masa operasi atau masa sandaran yang diperlukan
· Purata, berterusan dan arus puncak
· Dimensi dan berat bateri maksimum
· Kaedah pengecasan dan antara muka pengecasan
· Keperluan penyambung dan kabel
· Suhu operasi dan penyimpanan
· Sasaran pasaran dan dokumentasi yang diperlukan
|
Langkah |
Titik Pemilihan |
Semakan Kejuruteraan |
|
1 |
Jenis Peranti |
Perubatan / diagnostik / pemantauan / pencetak / instrumen / peralatan mudah alih pintar |
|
2 |
Keperluan Elektrik |
Voltan + beban purata + beban puncak + masa jalan yang diperlukan |
|
3 |
Had Mekanikal |
Maksimum L × W × H + berat + kedudukan pelekap |
|
4 |
Seni Bina Bateri |
Konfigurasi Li-ion atau LiFePO4 + 18650 / 21700 / kantung + S/P |
|
5 |
BMS dan Antara Muka |
Perlindungan + komunikasi pilihan + kabel + penyambung |
|
6 |
Pengesahan |
Sampel -> ujian peranti -> pengoptimuman -> spesifikasi yang diluluskan -> pengeluaran |
|
Platform |
Seni Bina Biasa |
Arah Peralatan yang Sesuai |
|
3.7V |
1S Li-ion |
Peranti pegang tangan, elektronik kompak, peralatan mudah alih pintar |
|
7.4V |
2S Li-ion |
Instrumen mudah alih, peralatan pemantauan, kecantikan dan peranti penjagaan diri |
|
7.4V |
2S Li-ion |
Pencetak mudah alih, peralatan diagnostik, peranti pemantauan, robotik dan peralatan mudah alih |
|
12V / 12.8V |
Li-ion atau 4S LiFePO4 |
Modul sandaran, peralatan mudah alih, penggantian asid plumbum kecil |
|
24V dan tersuai |
berasaskan projek |
Peralatan mudah alih yang lebih besar, robotik, instrumen berkuasa dan sistem khas |
Untuk projek litium-ion padat, pilihan sel Gred A boleh termasuk EVE, DMEGC, BAK, LG dan Samsung, tertakluk pada spesifikasi peranti, ketersediaan sel dan keperluan projek. Pemilihan sel juga mempertimbangkan ketekalan kapasiti, rintangan dalaman, keupayaan nyahcas, suhu operasi, saiz dan kesinambungan bekalan.
Projek bateri peralatan perubatan biasanya memerlukan kawalan yang lebih ketat ke atas keserasian elektrik dan mekanikal kerana bateri adalah sebahagian daripada peranti yang lengkap. Laluan pematuhan yang tepat bergantung pada produk akhir dan pasaran sasaran, jadi dokumentasi bateri harus disahkan bersama dengan pelan pensijilan peranti.
|
Titik Reka Bentuk |
Mengapa Ia Penting |
|
Keluaran yang stabil |
Menyokong operasi peranti yang boleh diramal merentasi julat bateri yang boleh digunakan |
|
Masa jalan |
Mesti sepadan dengan peperiksaan, pemantauan atau tempoh penggunaan mudah alih yang dimaksudkan |
|
Beban puncak |
Motor, pam, paparan, radio atau pemproses boleh mencipta puncak arus jangka pendek |
|
Saiz dan berat |
Peralatan mudah alih selalunya mempunyai petak bateri tetap atau had ergonomik |
|
Suhu |
Had cas/nyahcas bateri mesti sepadan dengan persekitaran operasi yang dimaksudkan |
|
Spesifikasi boleh dikesan |
Konfigurasi bateri yang diluluskan hendaklah kekal dikawal selepas pengesahan peranti |
Peralatan mudah alih mungkin lebih menekankan dimensi padat, jisim rendah, pengecasan berulang dan antara muka yang fleksibel. Pek yang sesuai harus direka bentuk sekitar profil beban sebenar dan bukannya menggunakan kapasiti nominal sebagai satu-satunya faktor pemilihan.
· Pencetak mudah alih dan instrumen pegang tangan: masa jalan serta permintaan semasa sementara
· Peranti pemantauan dan komunikasi: output DC yang stabil dan operasi siap sedia
· Peranti mudah alih pintar: dimensi padat, antara muka pengecasan dan muat kepungan
· Peralatan robotik dan mudah alih: arus berterusan, beban puncak dan komunikasi pilihan
· Modul sandaran: masa jalan yang boleh diramal, nyahcas diri yang rendah dan kebolehservisan yang mudah
Konfigurasi BMS dipilih mengikut voltan pek, kimia sel dan keperluan peranti. Fungsi perlindungan standard boleh termasuk lebihan cas, lebihan nyahcas, lebih suhu, perlindungan litar pintas dan arus lebih, bersama-sama dengan pengimbangan sel dan pemantauan suhu jika diperlukan.
Komunikasi boleh ditambah apabila peralatan hos memerlukan status bateri atau data kawalan. Pilihan projek boleh termasuk Bluetooth, RS485 dan CAN. Protokol akhir, definisi data dan antara muka perkakasan disahkan dengan pelanggan sebelum kelulusan sampel.
|
Kawasan |
Pilihan Biasa |
|
Penyambung |
JST, Molex, XT30, XT60, DC5521 dan antara muka khusus projek lain |
|
kabel |
Tolok wayar, panjang kabel, terminal, fius dan petunjuk cas/nyahcas berasingan |
|
Perumahan |
Bungkus susut, penutup plastik sedia ada, perkakas plastik tersuai, penutup keluli tahan karat atau kepingan logam |
|
Label |
Label model, penjenamaan pelanggan, amaran dan pengenalan khusus pasaran |
|
Pembungkusan |
Pembungkusan eksport standard atau pembungkusan OEM tersuai |
Pek bateri tersuai dengan kabel dan penyambung khusus projek yang disediakan untuk pengeluaran
Projek peralatan mudah alih rujukan menggunakan pek bateri lithium-ion 7.4V 10Ah. Pek menggunakan konfigurasi 2S dan penyambung kuasa XT60. Butiran elektrik dan mekanikalnya dipadankan dengan antara muka peralatan dan keperluan operasi.
|
Item Projek |
Konfigurasi Disahkan |
|
Voltan Nominal |
7.4V |
|
Kapasiti |
10Ah |
|
Tenaga Nominal |
74Wj |
|
Arus Pelepasan Berterusan |
20A |
|
Seni bina |
2S |
|
Penyambung |
Penyambung XT60 |
|
Fokus Penyesuaian |
Keupayaan nyahcas, penyambung XT60 dan penyepaduan kabel |
Pek bateri tersuai 7.4V 10Ah dalam pengeluaran kelompok
Tenaga bateri boleh dianggarkan daripada beban peranti, tetapi hasilnya hanyalah titik permulaan.
|
Input |
Contoh |
|
Purata beban peranti |
15W |
|
Masa jalan yang diperlukan |
4 jam |
|
Keperluan tenaga awal |
15W × 4j = 60Wj |
Kapasiti bateri akhir juga mesti mempertimbangkan arus nyahcas, kecekapan penukaran, kedalaman nyahcas yang dibenarkan, suhu, penuaan, beban puncak dan ruang pemasangan yang tersedia. Margin kejuruteraan disahkan mengikut peralatan sebenar dan bukannya menggunakan satu peratusan tetap untuk setiap projek.
|
pentas |
Tindakan |
Keluaran |
|
01 |
Semakan Keperluan |
Voltan, beban, masa jalan, ruang, penyambung dan pasaran sasaran |
|
02 |
Cadangan Bateri |
Sel, konfigurasi S/P, BMS, dimensi dan antara muka |
|
03 |
Sampel Kejuruteraan |
Pengeluaran prototaip dan pemeriksaan elektrik |
|
04 |
Ujian Peranti |
Pengesahan masa jalan, pengecasan, suhu, kesesuaian dan beban puncak |
|
05 |
Pengoptimuman |
Laraskan konfigurasi apabila ujian mengenal pasti ketidakpadanan |
|
06 |
Kelulusan Sampel |
Bekukan spesifikasi yang diluluskan |
|
07 |
Pengeluaran Juruterbang |
Pengesahan konsistensi kumpulan kecil |
|
08 |
Pengeluaran Beramai-ramai |
QC pengeluaran dan pemeriksaan akhir |
Kawalan pengeluaran biasa boleh termasuk pemeriksaan sel masuk, pengisihan dan pemadanan sel, pengesahan BMS, pemasangan, pemeriksaan caj/pelepasan, pengesahan perlindungan, penuaan dan pemeriksaan akhir. Pelan ujian yang tepat ditentukan oleh model bateri dan keperluan projek.
Pek bateri menjalani ujian elektrik berbilang saluran
Keperluan pensijilan mesti disahkan mengikut konfigurasi bateri akhir, kategori produk akhir dan pasaran destinasi. Bergantung pada projek, dokumentasi mungkin termasuk UN38.3 dan MSDS, manakala projek bateri boleh cas semula mudah alih terpilih mungkin memerlukan IEC 62133-2 / CB, CE/RoHS atau pensijilan khusus pasaran seperti KC.
Skop pensijilan adalah khusus model. Laporan atau sijil untuk satu pek bateri tidak boleh dianggap sebagai perlindungan automatik untuk konfigurasi lain.
|
Dokumentasi |
Tujuan Biasa |
|
UN38.3 |
Ujian pengangkutan untuk model bateri litium yang berkenaan |
|
MSDS |
Dokumentasi sokongan keselamatan dan pengangkutan |
|
IEC 62133-2 / CB |
Projek bateri litium boleh cas semula boleh dicas semula mudah alih yang boleh digunakan |
|
CE / RoHS |
Mengikut konfigurasi produk dan keperluan pasaran destinasi |
|
KC |
Model bateri yang boleh digunakan untuk pasaran Korea |
· Nama peranti dan aplikasi
· Voltan kendalian dan julat voltan yang dibenarkan
· Arus atau kuasa purata, berterusan dan puncak
· Waktu jalan yang diperlukan
· Dimensi dan berat bateri maksimum
· Kaedah pengecasan dan maklumat pengecas
· Keperluan penyambung, kabel dan komunikasi
· Suhu operasi dan persekitaran pemasangan
· Negara sasaran dan keperluan pensijilan
· Sampel yang dijangkakan dan kuantiti pengeluaran
Spesifikasi, contoh dan pilihan konfigurasi yang ditunjukkan pada halaman ini adalah untuk penilaian kejuruteraan awal. Voltan akhir, kapasiti, dimensi, berat, arus nyahcas, model sel, BMS, penyambung, penutup, komunikasi dan spesifikasi lain mungkin berubah mengikut keperluan peranti, ketersediaan komponen, skop pensijilan dan pembangunan produk.
Spesifikasi akhir tertakluk kepada sampel yang diluluskan, lembaran data yang disahkan, perjanjian teknikal, PI atau kontrak. Jika maklumat tapak web berbeza daripada dokumen projek yang diluluskan, dokumen projek yang diluluskan akan diutamakan.
Hantar voltan peranti, beban, masa jalan yang diperlukan, ruang bateri, kaedah pengecasan, penyambung dan pasaran sasaran. HSS Energy boleh menilai seni bina bateri yang sesuai untuk sampel dan pengesahan peranti.
