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经典案例/装卸车锂电池
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案情(客户需求)
1、锂电池用于装卸车,标称电压37V,标称容量16Ah,持续工作电流40A,峰值电流160A,保护板有过流、过充、过放、短路以及高温保护, 工作电压范围27V-42V。能读取电量和温度,用硬件实现。黑色塑料外壳,安装提手。充放电连接器自成一体,德国造。
2、电池组要求不规则排列每个电池组标配一个42V 3.5A锂电也专用充电器,充电时间7-8小时充满。
3、外观:应有商标、型号、规格、制造厂名、编号、出厂日期等标志,且标志清晰、牢固、不易脱落,外观整洁。
4、电池组外壳以及封口剂等材料应具有阻燃性,且具有导热特性。
5、防爆性能:电池组在充电过程中,不应过热,不应内部爆炸。
6、荷电保持能力:锂电池组静置90天后其荷电能力不低于90%
7、自我保护功能:电池组在过放与过充情况下有自我保护功能,不得出现爆裂情况。
破案(案情分析)
1、难点:
①受尺寸限制,电池组结构设计必须做到精准;
②保护板需要另行开发,尺寸有严格要求,增加了开发难度;
③电池盒内部电池组的电子线同连接器相连,其空间狭窄,加上电子线较粗,安装难度较大;
④电池组组装必须严格按图纸尺寸,公差不到1mm,加上是异形结构,组装难度很大。
2、重点:
①优化保护板结构;
②保护板各项参数必须考虑装卸车实际使用时的各种状态;
③电子线如何与输入、输出接口对接;④电池盒设计制作时,各个尺寸必须精准;电池组组装必须精心;
⑤通讯设置必须做到相对精准、稳定。
立案(方案设计)
1、设计思路:
①利用工装夹具,首先使异形电池组各个部位的尺寸固定;
②保护板各焊盘位置同电池组无缝对接,尽可能减小组合尺寸;在保证各项参数达标的情况下,保护板的元器件尽可能扁平,以减小保护板的厚度;充分利用电池盒局部空间使保护板B+B-同电池组连接;
③采用75℃温控开关;
④设计电池盒、制作3D图。电池盒交由模具厂制作;
⑤以分段电压来模拟电量,以热敏电阻来识别温度信息
⑥标签设计。交由印刷厂制作。
2、具体方案:
(1)锂电池组
电池组规格型号 |
尺 寸 |
重 量 |
36V 16Ah 10S8P |
异形 |
约5KG(含外壳) |
(2)锂电芯
电池类型 |
三元锂 |
充电截止电压(恒流恒压模式) |
4.2V |
电池型号 |
18650(三洋) |
放电截止电压 |
2.75V |
外形尺寸 |
∮18mm*65mm |
最大充电电流(恒流) |
2A |
重量 |
约45g |
最大放电电流 |
20A |
出厂内阻 |
≤45mΩ |
放电温度 |
-20℃—55℃ |
出厂容量 |
2000mAh |
充电温度 |
0-45℃ |
放电倍率 |
10C |
容量一致性 |
MAX:20mA公差 |
额定电压 |
3.6V |
循环充放电次数 |
300次左右 |
(3)保护板
充电截止电压 |
42±0.5V |
长度 |
≤120mm(含排插) |
放电截止电压 |
27.5±0.5V |
宽度 |
≤55mm |
最大持续工作电流 |
40A |
厚度 |
≤40mm |
峰值电流(启动电流) |
160A |
充放电端口 |
同口 |
电量反馈 |
0-2.5V模拟量电压反馈 |
温度反馈 |
0-2.5V模拟量电压反馈 |
(4)插件
G84K插座(7针) |
37mm(直径) |
约29mm(长度) |
(5)充电器
充电模式 |
恒流恒压 |
标准充电电流 |
3.5A |
充电截止电压 |
42±0.5V |
充电指示灯 |
红灯亮,充电;绿灯亮,停 |
充电截止电流 |
≤300mA |
类型 |
桌面式 |
输入插头(插墙) |
国标品字插 |
输出插头 |
G84K插座,公头(需方供) |
电子线长度 |
常规 |
实施(过程介绍)
1、电芯配组
2、贴绝缘面圈
3、贴红钢纸绝缘并将电芯初步固定
4、用镍带将电芯串并联并贴红钢纸和高温胶
5、使用电子线让电池组与保护板连接
6、用电子线与输入、输出连接器焊接
7、电池组装盒装箱(完成)
验证(难点重点)
1、电池组装进外壳之后,输入、输出是否正常;