户外用机器电池方案,磷酸铁锂和三元 24V10AH 一、户外机器人电池设计要求: 根据客户的要求和规格,设计与铁路轨道,飞行器等检测设备配套的低温电池组,配合温度保护等安全保护电路,达到电池与设备配套在低温恶劣环境下运行的电池解决方案。选用铁锂和三元方案进行对比.要求24V10AH 二、具体参数要求如下: 1)电芯设计要求:三元锂材料18650-7S4P/10Ah/25.2V 2)结构设计要求:尺寸要求紧凑,外观精美,整体防尘防水防震,外壳PVC打胶。 3)电路设计要求:工作温度:-20~+60℃,能有短路,过流等保护,带有485等上位机通讯 三、智能探测机器人电池设计方案 7.4V 3350mAh电子全站仪(日系品牌),带有DS2781 DS2438 MAX17215 五月 3, 2016 全站仪 (TS) 或全站仪经纬仪 (TST) 是一种用于测量和建筑施工的电子/光学仪器。它是一种电子中转经纬仪,集成了电子测距仪(EDM),用于测量垂直和水平角度以及从仪器到特定点的坡度距离,以及用于收集数据和执行三角测量计算的车载计算机。[1] 机器人或电动全站仪允许操作员通过远程控制从远处控制仪器。这消除了对助理工作人员的需求,因为操作员拿着逆向反射器并从观测点控制全站仪。这些电动全站仪也可用于称为自动电动全站仪 (AMTS) 的自动化设置。
探伤仪是一种便携式工业无损探伤仪。它可以快速、方便、完整、准确地检测、定位、评估和诊断工件中的各种缺陷(焊缝、裂纹、夹杂物、褶皱、气孔、砂孔等)。它既可用于实验室,也可用于工程现场。该仪器可广泛应用于制造业、钢铁冶金、金属加工业、化工等需要缺陷检测和质量控制的领域。还广泛应用于航空航天、铁路运输、锅炉压力容器等领域的在役安全检验和寿命评价。它是无损检测行业的必要组成部分。便携式探伤仪已成为现代社会现场检测的重要工具,为便携式探伤仪提供高效、便携、便携、充足的备用电源解决方案,是检测人员长期开展现场工作的重要保障。由于其独特的优势,18650锂电池组已成为此类高科技测试仪器备用电源解决方案的首选。 二、锂电池设计方案: 1)智能电表保护板(PCM):采用1线智能电池管理系统,利用先进的功率计算原理,定时精确计算电池电量,通过1线不时向主机上报电池电量信息,为可充电智能电池组提供功能保护。由于锂电池的化学特性,具有过充、过放、短路过流、过温等保护功能,避免燃烧、爆炸等危险。 2)18650锂离子电池/18650/3400mAh/3.7V锂离子电池(三洋)。 3)温度开关:主要设计用于温度保护功能。当电池本身的温度达到70°C时,由于其他异常问题;当温度在5°C以内时,温度开关起到温度保护的作用。 4)场效应晶体管(MOSFET):MOSFET在保护电路中起开关作用,绝不会增加或减少负载两端的电压,从而保证电压的稳定。 5)电池组封装(外壳)(超声波焊接) 客户要求定制通讯芯片并且配套充电器使用 通讯芯片选用美信集团达拉斯DS2781芯片,芯片内置soc模块,ROM模块: 通过程序和仪器设备上位机进行通讯,实现设备内部多组电池进行协调使用 通过程序实现和充电器的联动,实现充电管控和定时休眠功能 锂离子电池组的组装工艺及方法
锂离子电池组的组装工艺
锂离子电池的PACK是通过两种方式实现的。一种是通过激光焊接或超声波焊接或脉冲焊接。这是一种常用的焊接方法。优点是可靠性好,但不易更换。第二种是通过弹性金属板接触。优点是不需要焊接,电池易于更换。缺点是可能导致接触不良。
锂离子电池组的组装工艺
(1)串并联组成:电池由并联的单体电芯组成。新容量并联增加,电压不变。串联后,电压加倍,容量不变。例如,一个 7.4V/3.4Ah 电池由单个 NCR18650/3.3Ah 通过 5 个并联组成。先并联后串联:并联后并联会因内阻差异和散热不均匀而影响电池的循环寿命。但是,单个电池的故障会自动退出,除了容量减少外,不影响并联后的使用,并联过程更严格。当并联的单元电池短路时,并联电路的电流很大,通常会加入熔断器保护技术。先串联后并联:根据整个电池组的容量,先串联,如整个电池容量的1/3,最后并联,降低了大容量电池组的故障概率。
(2)电芯要求:根据自己的设计要求选择相应的电芯。并联和串联电池要求类型和型号相同,容量、内阻和电压值相差不大于2%。一般情况下,电池并联和串联后,容量损失分别为2%和5%。电池数量越多,容量损失越大。无论是软包电池还是圆柱形电池,都必须将多串电池组合在一起。如果一致性差,电池容量会受到影响。一组中容量最低的电池决定了整组电池的容量。需要大电流放电性能。电机的启动电流是正常工作电流的三倍,只有大电流放电才能提高电机的功率性能。要求电池具有良好的散热性。电池数量较多,电池盒内电池温升不易消散,导致电池间温度不均匀,放电特性不同,电池性能长期下降。加工技术水平高。电池必须能够承受颠簸路面的振动冲击。加工工艺,特别是点焊工艺,要求很高。焊接完成后,进行检测,防止假焊和脱焊。
11.1V 6000mAh 便携式肺功能检测器 电池设计方案 带短路保险丝FUSE和BQ40Z50芯 一、便携式呼吸检测仪器电池设计方案要求: 便携式呼吸检测仪器在疫情期间推出,方便医务人员进行可移动式的户内、户外作业,提供持续、高效、稳定的移动电源已成为此类设备正常运作的**保障。方案采用高性能电芯,使整个电池具备高能量比、轻质量、小体积、高循环寿命、高安全、一致性高等特点。电源管理方案,采用高智能化的BMS电池管理系统,对电池的安全及电量进行有效的管理。二、电池设计方案: 1)保护板(PCM):主要是对可充电智能电池组进行设计的保护线路,由于锂电池本身的化学特性,需要提供智能电量计算、过充、过放、短路、过流及过温等保护功能。以避免引起燃烧、爆炸等危险。 2)AFE /IC(Protection IC):设计方案的主要保护功能芯片,对电芯进行过充、过放、过流、短路等功能的在线时时监测。使电芯在安全稳定高效的范围内工作。 3)18650锂离子电芯:18650 Li-ion cell(sanyo)。 4)场效应管(MOSFET):MOSFET管,在保护电路中起开关作用,使负载两端的电压不会升高也不会降低,保证电压稳定。 5)电量管理控制芯片(BQ40Z50): Ti的多功能的电量检测计,具有一个测量电压与温度的模数转换器(ADC) 和一个测量电流与充电感测的模数转换器。电量检测计具有一个微处理器,负责执行电量检测,能够提供剩余电量状态(Remaining State of Capacity)等信息,BQ40Z50芯片还提供剩余可运行时间 (Run Time to Empty)。主机可随时向电量检测计查询这些信息,将电池信息通知用户。电量检测计的使用非常方便,让使用者随时掌握电池电能。 6)电池组封装:PVC。 应特殊客户保密需求,细节作修改,图片和实物不完全符合 定制全国产供应链产品,电芯采用宽温电芯,并且耐穿刺实验,外壳采用铝合金喷漆镂空,达到客户防水防盐雾实验要求 1)电池容量:常温下不小于(27Ah) 2)充电截止电压:33.6V~34.2V; 3)标准充电:0.2C CC/CV,充电时间约为5小时 4)放电截止电压范围:20.8V~21.8V 5)**持续放电电流:<10A; 6)常温电池容量:≥27Ah; 7)高温电池容量:≥27Ah; 8)低温电池容量:≥19Ah;(-40℃) 1.1.1.1 设计保障及随整机测试项(统一展开)请厂家确认锂电池验收条件1)高低温试验 (1)高温贮存: a) 试验温度:+70℃; b) 试验时间:4h; c) 温度变化速率:不大于3℃/min; d) 试验相对湿度不大于15%。 高温贮存试验不作为验收要求,由乙方设计保证,随甲方设备进行试验。 (2)高温放电试验(验收试验加随整机测试): a) 试验温度:+55℃; b) 试验时间:试样在非工作状态下达到温度稳定,然后启动工作,保温2小时,进行放电测试。 c) 放电电流为4.0A,持续放电时间≥4h, (3)低温试验:(验收试验加随整机测试) 低温试验按GJB 150.4A-2009 《军用装备实验室环境试验方法 低温试验》要求执行。 (4)低温贮存: a) 温度:-50℃; 试验时间:温度稳定后再保持4h ; 温度变化速率:不大于3℃/min。 a) 温度:-40℃; 试验时间:试样在非工作状态下达到温度稳定,保温2小时,进行放电测试; 放电电流为4.5A,持续放电时间≥2h。 2)湿热试验(设计保障,随整机考核): 耐湿热性能应满足GJB 150.9A-2009中湿热试验的有关要求。 湿度95%; 高温高湿阶段:60℃,95%; 低温高湿阶段:30℃,95%。 湿热试验条件见表 3。 试验阶段温度(℃)相对湿度(%RH)试验时间升温阶段30->60951共16h高温高湿60±29515降温阶段60->30951共8h低温高湿30±2957按7.3 试验程序进行,试验周期数由4.3.2确定,一般为10个循环。 3)低气压: 设备低气压要求设备在不低于海拔高度4570米(57kPa)的地区正常工作的能力。无低气压贮存、快速减压或爆炸减压要求,单独执行低气压试验程序II(工作/机外挂飞)。试验方法按GJB 150.2A-2009《军用装备实验室环境试验方法 第2部分:低气压(高度)试验》中7.3.2进行。 试验条件见表4。 压力(kPa)保持时间(min)高度变化率(m/s)576010试验前、试验中及试验后对试验产品进行检测。 4)抗风:八级风(21m/s)正常工作,十二级风(35m/s)不损坏。 5)霉菌(设计保障,随整机考核): 设备霉菌实验要求抗长霉能力应满足GJB150.10A-2009的规定。设备应具有二级抗霉能力,试验后设备霉菌生长程度不大于2级,持续时间28天。 霉菌试验条件见表 5。 温度℃温度容差℃相对湿度%相对湿度容差%试验周期d试验菌种30±195±528黑曲霉、黄曲霉杂色曲霉、绳状曲霉球毛壳霉
试验后设备霉菌生长程度不大于2级(设计保证,随系统进行试验) 6)盐雾(设计保障,随整机考核): 满足GJB150.11A-2009的规定。在大气盐雾含量不低于5mg/m3的环境条件下应能长期使用。盐雾试验采用24小时喷盐雾24小时干燥交替进行共2个循环96小时。 盐雾试验条件借鉴以下设备。如图 1。
图1盐雾测试实验条件 7)砂尘: 符合GJB150.12A-2009中程序I、II的规定。地面设备在砂尘浓度不大于2g/m3的环境条件下应能正常工作。设备要求符合GJB150.12A-2009中程序I、II的规定,设备应能在砂尘浓度不低于2g/m3的环境条件下正常工作。其中程序I为吹尘(颗粒直径≤149μm),程序II为吹砂(颗粒直径150μm~850μm)。 吹尘试验条件如表6所示。 表 6 砂尘(吹尘)试验条件 温度℃相对湿度%风速m/s砂浓度g/m3时间h受试面23<308.910.6±76 70<301.5--温度稳定后保持1小时70<308.910.6±76吹砂试验条件如表 7所示。 温度℃相对湿度%风速m/s砂浓度g/m3时间受试面55<3018~292.2±0.5温度稳定4h后吹砂1.5h所有受试产品的侧面8)冲击: 满足GJB150.18A-2009中程序I、地面设备冲击要求。 KG设备冲击实验要求满足GJB150.18A-2009中程序I(功能性冲击)、地面设备冲击要求(峰值加速度40g,15ms)。 冲击试验条件如表8所示。 波形峰值加速度(g)持续时间(ms)冲击方向冲击次数后峰锯齿波4015±X向、±Y向、±Z向3次/向
9)太阳辐射: 满足GJB150.7A-2009中程序I的规定。露天使用的设备应有减小日晒热效应措施。在太阳辐射环境条件下应能正常工作,经预定时期暴露后性能不应下降。 KG设备太阳辐射试验要求满足GJB150.7A-2009中程序I的规定。程序I包括3种高温日循环,分别为循环A1、A2和A3。其中A2循环代表了中国大部分地区的环境条件,其试验条件为温度:44℃;辐照度:1120W/m2。循环数:最少3个循环,最多不超过7个循环(每个循环24小时)。 10)跌落: 满足GJB150.18A-2009中程序IV的规定。 KG设备跌落试验要求满足GJB150.18A-2009中程序IV(运输跌落)的规定。试件和箱子重量小于90.8kg,直径大于91cm,跌落高度选择为61cm,对每个角进行跌落,共8次。 11)淋雨: 满足GJB150.8A-2009程序I的规定,其余设备满足GJB150.8A-2009程序III的规定。设备淋雨试验要求满足满足GJB150.8A-2009程序I-阵雨和吹雨的规定,其余设备满足GJB150.8A-2009程序III-滴水的规定。采用推荐的降雨强度1.7mm/min。吹雨采用18m/s风速。吹雨时间30分钟。滴水时间15分钟。 12)振动试验 (耐久振动设计保证,随整机考核) 设备振动试验要求满足GJB150.16A-2009中组合轮式车辆C.3的规定。如下图所示,每轴向120分钟。
图2 组合轮式车辆振动环境 图3 振动试验环境对照表图 13)电磁兼容性要求 满足GJB 151B-2013规定电磁兼容性试验按GJB 151B-2013规定的方法进行。具体试验项目见下表。 表9 电磁兼容性试验项目 序号项目名称1 CE10210kHz~10MHz电源线传导发射2 CE107电源线尖峰信号(时域)传导发射3 CS10125Hz~150kHz电源线传导敏感度4 CS106电源线尖峰信号传导敏感度5 CS1144kHz~400MHz电缆束注入传导敏感度6 CS115电缆束注入脉冲激励传导敏感度7 CS11610kHz~100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度8 RE10210kHz~18GHz电场辐射发射9 RS10310kHz~40GHz电场辐射敏感度 项目提出 在助听器和TWS耳机的普及过程中,由于功能的增加,留给电池和喇叭的空间越来越小,TWS耳机再加上磁铁,经常会造成使用过程中,电池本身的磁性引起的喇叭的杂音,影响使用体现,下面是LIR豆式锂电池防磁方案: 7×24小时专业电话0755 2874 0867
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