Batteridesign til medicinsk og bærbart udstyr starter med enhedens driftskrav. Spænding, driftstid, spidsbelastning, tilgængelig plads, opladningsmetode, stik, miljøforhold og certificeringsrute påvirker alle den endelige pakkekonfiguration. HSS Energy understøtter udvikling af kompakte lithium-ion- og LiFePO4-batterier fra indledende specifikation til prøvevalidering og produktion.
|
Typisk spænding |
Kemi |
Celleformat |
Tilpasning |
|
3,7V / 7,4V / 11,1V / 12V / brugerdefineret |
Li-ion / LiFePO4 |
18650 / 21700 / pose |
BMS / stik / kabel / hus / etiket / emballage |
Oversigt over batteriløsninger til medicinsk og bærbart udstyr
Bærbart medicinsk og elektronisk udstyr har ofte strenge begrænsninger for batteristørrelse og -vægt, mens det stadig kræver forudsigelig driftstid og stabil strømforsyning. Det første designtrin er at bekræfte enhedens krav i stedet for kun at vælge et batteri efter spænding og Ah.
· Driftsspænding og tilladt spændingsområde
· Nødvendig driftstid eller backup-tid
· Gennemsnitlig, kontinuerlig og spidsstrøm
· Maksimal batteridimensioner og -vægt
· Opladningsmetode og opladningsgrænseflade
· Krav til stik og kabel
· Drifts- og opbevaringstemperatur
· Målmarked og påkrævet dokumentation
|
Trin |
Udvælgelsespunkt |
Engineering Check |
|
1 |
Enhedstype |
Medicinsk / diagnostisk / overvågning / printer / instrument / smart bærbart udstyr |
|
2 |
Elektrisk krav |
Spænding + gennemsnitsbelastning + spidsbelastning + påkrævet driftstid |
|
3 |
Mekanisk grænse |
Maksimal L × B × H + vægt + monteringsposition |
|
4 |
Batteriarkitektur |
Li-ion eller LiFePO4 + 18650 / 21700 / pose + S/P-konfiguration |
|
5 |
BMS og interface |
Beskyttelse + valgfri kommunikation + kabel + stik |
|
6 |
Validering |
Prøve -> enhedstest -> optimering -> godkendt specifikation -> produktion |
|
Platform |
Typisk arkitektur |
Egnet udstyrsretning |
|
3,7V |
1S Li-ion |
Håndholdte enheder, kompakt elektronik, smart bærbart udstyr |
|
7,4V |
2S Li-ion |
Bærbare instrumenter, overvågningsudstyr, skønheds- og personlig plejeudstyr |
|
7,4V |
2S Li-ion |
Bærbare printere, diagnostisk udstyr, overvågningsudstyr, robotteknologi og mobilt udstyr |
|
12V / 12,8V |
Li-ion eller 4S LiFePO4 |
Backup moduler, bærbart udstyr, små bly-syre erstatning |
|
24V og custom |
Projektbaseret |
Større mobilt udstyr, robotter, drevne instrumenter og specialsystemer |
Til kompakte lithium-ion-projekter kan klasse A-cellemuligheder omfatte EVE, DMEGC, BAK, LG og Samsung, afhængigt af enhedsspecifikationerne, celletilgængelighed og projektkrav. Cellevalg tager også hensyn til kapacitetskonsistens, intern modstand, afladningsevne, driftstemperatur, størrelse og forsyningskontinuitet.
Batteriprojekter for medicinsk udstyr kræver typisk strammere kontrol af elektrisk og mekanisk kompatibilitet, fordi batteriet er en del af en komplet enhed. Den nøjagtige overholdelsesrute afhænger af slutproduktet og målmarkedet, så batteridokumentation bør bekræftes sammen med enhedscertificeringsplanen.
|
Design Point |
Hvorfor det betyder noget |
|
Stabil output |
Understøtter forudsigelig enhedsdrift på tværs af det anvendelige batteriområde |
|
Runtime |
Skal matche den tilsigtede undersøgelses-, overvågnings- eller mobilbrugsperiode |
|
Spidsbelastning |
Motorer, pumper, displays, radioer eller processorer kan skabe kortvarige strømspidser |
|
Størrelse og vægt |
Bærbart udstyr har ofte faste batterirum eller ergonomiske grænser |
|
Temperatur |
Batteriets opladnings-/afladningsgrænser skal svare til det tilsigtede driftsmiljø |
|
Sporbar specifikation |
Godkendt batterikonfiguration bør forblive kontrolleret efter enhedsvalidering |
Bærbart udstyr kan lægge større vægt på kompakte dimensioner, lav masse, gentagen opladning og fleksible grænseflader. En passende pakke bør designes omkring den reelle belastningsprofil i stedet for at bruge nominel kapacitet som den eneste valgfaktor.
· Bærbare printere og håndholdte instrumenter: Runtime plus forbigående strømbehov
· Overvågnings- og kommunikationsenheder: stabil DC-udgang og standby-drift
· Smarte mobilenheder: kompakte mål, opladningsgrænseflade og kabinetpasning
· Robotik og mobilt udstyr: kontinuerlig strøm, spidsbelastning og valgfri kommunikation
· Backup-moduler: forudsigelig driftstid, lav selvafladning og enkel service
BMS-konfigurationen vælges i henhold til pakkespænding, cellekemi og enhedskrav. Standardbeskyttelsesfunktioner kan omfatte overopladning, overafladning, overtemperatur, kortslutnings- og overstrømsbeskyttelse sammen med cellebalancering og temperaturovervågning, hvor det er nødvendigt.
Kommunikation kan tilføjes, når værtsudstyret har brug for batteristatus eller kontroldata. Projektmuligheder kan omfatte Bluetooth, RS485 og CAN. Den endelige protokol, datadefinition og hardwaregrænseflade bekræftes med kunden før prøvegodkendelse.
|
Areal |
Typiske muligheder |
|
Stik |
JST, Molex, XT30, XT60, DC5521 og andre projektspecificerede grænseflader |
|
Kabel |
Trådmåler, kabellængde, terminal, sikring og separate lade-/afladningsledninger |
|
Boliger |
Krympefolie, eksisterende plastikkabinet, specialfremstillet plastikværktøj, rustfrit stål eller metalplade kabinet |
|
Mærke |
Modelmærke, kundebranding, advarsler og markedsspecifik identifikation |
|
Emballage |
Standard eksportemballage eller tilpasset OEM-emballage |
Brugerdefinerede batteripakker med projektspecifikke kabler og stik forberedt til produktion
Et referenceprojekt med bærbart udstyr brugte en 7,4V 10Ah lithium-ion-batteripakke. Pakken bruger en 2S-konfiguration og et XT60-strømstik. Dens elektriske og mekaniske detaljer er tilpasset udstyrets grænseflade og driftskrav.
|
Projektobjekt |
Bekræftet konfiguration |
|
Nominel spænding |
7,4V |
|
Kapacitet |
10 Ah |
|
Nominel energi |
74Wh |
|
Kontinuerlig afladningsstrøm |
20A |
|
Arkitektur |
2S |
|
Stik |
XT60 stik |
|
Tilpasningsfokus |
Afladningsevne, XT60-stik og kabelintegration |
7,4V 10Ah brugerdefinerede batteripakker i batchproduktion
Batterienergi kan estimeres ud fra enhedens belastning, men resultatet er kun et udgangspunkt.
|
Input |
Eksempel |
|
Gennemsnitlig enhedsbelastning |
15W |
|
Påkrævet køretid |
4 timer |
|
Indledende energibehov |
15W × 4t = 60Wh |
Den endelige batterikapacitet skal også tage hensyn til afladningsstrøm, konverteringseffektivitet, tilladt afladningsdybde, temperatur, ældning, spidsbelastning og tilgængelig installationsplads. Engineering margin bekræftes i henhold til det faktiske udstyr i stedet for at anvende en fast procentdel på hvert projekt.
|
Scene |
Handling |
Produktion |
|
01 |
Kravgennemgang |
Spænding, belastning, køretid, plads, stik og målmarked |
|
02 |
Batteriforslag |
Celle, S/P-konfiguration, BMS, dimensioner og interface |
|
03 |
Engineering prøve |
Prototypeproduktion og el-inspektion |
|
04 |
Enhedstest |
Kørselstid, opladning, temperatur, pasform og spidsbelastningsvalidering |
|
05 |
Optimering |
Juster konfigurationen, hvor test identificerer en uoverensstemmelse |
|
06 |
Prøvegodkendelse |
Frys den godkendte specifikation |
|
07 |
Pilotproduktion |
Små batch-konsistensverifikation |
|
08 |
Masseproduktion |
Produktions-QC og slutinspektion |
Typiske produktionskontroller kan omfatte indgående celleinspektion, cellesortering og -matchning, BMS-verifikation, montering, opladnings-/afladningskontrol, beskyttelsesverifikation, ældning og slutinspektion. Den nøjagtige testplan bestemmes af batterimodellen og projektkravene.
Batteripakker, der gennemgår multi-kanal elektrisk test
Certificeringskrav skal bekræftes i henhold til den endelige batterikonfiguration, slutproduktkategori og destinationsmarked. Afhængigt af projektet kan dokumentationen omfatte UN38.3 og MSDS, mens udvalgte bærbare genopladelige batteriprojekter kan kræve IEC 62133-2/CB, CE/RoHS eller markedsspecifik certificering såsom KC.
Certificeringsomfanget er modelspecifikt. En rapport eller certifikat for én batteripakke må ikke behandles som automatisk dækning for en anden konfiguration.
|
Dokumentation |
Typisk formål |
|
UN38.3 |
Transporttest for den relevante lithiumbatterimodel |
|
MSDS |
Sikkerheds- og transportunderstøttende dokumentation |
|
IEC 62133-2 / CB |
Gældende bærbare forseglede genopladelige lithiumbatteriprojekter |
|
CE / RoHS |
I henhold til produktkonfiguration og destinationsmarkedskrav |
|
KC |
Gældende batterimodeller til det koreanske marked |
· Enhedsnavn og applikation
· Driftsspænding og tilladt spændingsområde
· Gennemsnitlig, kontinuerlig og spidsstrøm eller effekt
· Påkrævet køretid
· Maksimal batteridimensioner og -vægt
· Opladningsmetode og opladeroplysninger
· Krav til stik, kabel og kommunikation
· Driftstemperatur og installationsmiljø
· Målland og certificeringskrav
· Forventet prøve- og produktionsmængde
Specifikationer, eksempler og konfigurationsmuligheder vist på denne side er til foreløbig teknisk evaluering. Endelig spænding, kapacitet, dimensioner, vægt, afladningsstrøm, cellemodel, BMS, stik, kabinet, kommunikation og andre specifikationer kan ændre sig i henhold til enhedskrav, komponenttilgængelighed, certificeringsomfang og produktudvikling.
De endelige specifikationer er underlagt den godkendte prøve, bekræftet datablad, teknisk aftale, PI eller kontrakt. Hvor webstedsoplysninger afviger fra et godkendt projektdokument, har det godkendte projektdokument forrang.
Send enhedens spænding, belastning, påkrævet driftstid, batteriplads, opladningsmetode, stik og målmarked. HSS Energy kan evaluere en passende batteriarkitektur til prøve- og enhedsvalidering.
