Спроектировать Li-ion батарею под задачу - индивидуальный подход TESSELION

Зачем читать дальше

Если стандартные аккумуляторы не подходят по форм-фактору, ресурсам или безопасности, то требуется проектирование liion под конкретную задачу. В этой статье Вы получите практический план: когда нужен индивидуальный проект, какие решения выбирают инженеры и как мы подходим к разработке батарей под заказ.

Когда нужно спроектировать liion, а не брать «с полки»

• Требования к габаритам и форме не позволяют использовать серийные модули.
• Необходима высокая плотность энергии при ограниченном объеме.
• Нужны повышенные цикловая долговечность или гарантия работы в экстремальных температурных режимах.
• Приложение предъявляет повышенные требования к безопасности, например авиа- и приборостроение.

• Необходима интеграция с нестандартной электроникой или особенностями изделия.

  Если хотя бы одно условие выполняется, проектирование li ion окупает затраты за счёт эффективности, безопасности и долговечности решения.

  Этапы проектирования Li-ion батареи под заказ

  Ниже описаны этапы, которые дают прогрессирующую ценность клиенту и снижают риски при серийном производстве.

  1. Сбор требований и анализ задачи

• Вы присылаете ТЗ или описание режима работы.

• Инженер уточняет пиковые токи, время работы, габариты, температурный диапазон и режимы зарядки.
  Результат - техническое зеркало требований для расчёта.

  2. Выбор архитектуры и ячеек

• Выбираем тип ячеек (18650, 21700, pouch, prismatic) по критериям плотности, тока и механической интеграции.

• Определяем конфигурацию последовательных и параллельных цепочек для достижения требуемого напряжения и ёмкости.
  Результат - проектная схема батареи.

  3. Проектирование BMS и защиты

• Подбираем алгоритмы балансировки, отсечки по току и напряжению, алгоритмы термозащиты.

• Интегрируем средства мониторинга состояния заряда и здоровья аккумулятора.
  Результат - спецификация BMS и требования к ПО.

  4. Тепло- и конструктивное решение

• Рассчитываем тепловые потоки при рабочих режимах.

• Предлагаем корпус, систему охлаждения или теплоотводы, фиксацию ячеек и виброустойчивость.
  Результат - 3D-концепт и материалы.

  5. Прототипирование и тестирование

• Сборка опытного образца.

• Проведение электрофизических тестов, циклических испытаний, тестов безопасности и имитации реального сценария.
  Результат - отчёт с рекомендациями по доводке.

  6. Подготовка к серийному производству и сопровождение

• Технологическая документация, контроль качества и поддержка при вводе в серию.
  Результат - готовая к производству конструкция и пакет документов.

  Ключевые критерии при проектировании liion

• Энергия против мощности - определите приоритет: длительная автономность или способность отдавать большие пиковые токи.
• Температурный режим - влияет на выбор химии и систему управления температурой.
• Надёжность и срок службы - требования к числу циклов и деградации определяют подбор ячеек и алгоритмов зарядки.
• Масса и габариты - критичны для авиа- и переносных решений.

• Сертификация и соответствие отраслевым стандартам - влияют на конструктив и процессы тестирования.

  Практические решения и их применение

  Конфигурация	Главная задача	Подходящие варианты
  Компактный высокий автономный блок	Максимум энергии при ограниченном объеме	Pouch или prismatic, упор на плотность энергии
  Высокотоковая батарея	Питание приводов или пиковых нагрузок	18650/21700 в параллельных группах с усиленным BMS
  Плоские модульные батареи	Встраивание в тонкие корпуса приборов	Ламинированные pouch-модули, кастомная механическая фиксация

  Таблица показывает типичные подходы, окончательное решение всегда зависит от ТЗ.

  Как мы спроектируем систему под Ваши требования

• Работаем как по готовому ТЗ, так и с нуля, начиная от идеи.
• Инженер проводит быстрый расчёт по проекту и предлагает несколько архитектурных вариантов.

• Каждое решение проходит тестирование под реальные сценарии перед передачей в серию.
  Мы не предлагаем универсальные блоки с полки - батарея проектируется под устройство, режимы работы и условия эксплуатации Заказчика.

  Что важно согласовать на старте проекта

• Граничные параметры: напряжение, ёмкость, пиковый ток, допустимая температура и механические ограничения.
• Требования по безопасности и сертификации.

• Ожидаемый объём производства и сроки вывода в серию.
  Чёткая постановка задач на старте экономит время и снижает стоимость дизайна.

  Заключение - когда начинать проектирование

  Начинать стоит как можно раньше, когда есть базовое ТЗ или даже идея. Ранний инженерный обмен позволяет учесть батарею в конструкции изделия и избежать переработок. Если Вы хотите спроектировать liion под конкретную задачу, мы готовы провести анализ, предложить архитектуру и довести проект до стадии испытаний и производства.

  Следующий шаг

  Подготовьте краткое техническое задание или описание задачи - и Вы получите первый расчёт и варианты решения. Работая с нами, Вы получите батарею, которая не станет узким местом Вашего проекта.