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经典案例/装卸车锂电池

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;


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