医療および携帯機器のバッテリー ソリューション

医療機器および携帯機器のバッテリー設計は、機器の動作要件から始まります。電圧、実行時間、ピーク負荷、利用可能なスペース、充電方法、コネクタ、環境条件、認証ルートはすべて、最終的なパック構成に影響します。 HSS Energy は、初期仕様からサンプル検証および生産に至るまで、コンパクトなリチウムイオンおよび LiFePO4 バッテリーの開発をサポートします。

医療および携帯機器のバッテリーソリューションの概要

1. バッテリーを選択する前にデバイスを定義する

ポータブル医療機器および電子機器は、多くの場合、バッテリーのサイズと重量に厳しい制限がある一方で、予測可能な実行時間と安定した電力供給が必要です。設計の最初のステップは、電圧と Ah だけでバッテリーを選択するのではなく、デバイスの要件を確認することです。

· 動作電圧と許容電圧範囲

· 必要な動作時間またはバックアップ時間

· 平均電流、連続電流、ピーク電流

· バッテリーの最大寸法と重量

· 充電方法と充電インターフェース

· コネクタとケーブルの要件

· 動作温度と保管温度

· 対象市場と必要な書類

2. クイック選択決定ツリー

3. 一般的なバッテリープラットフォーム

コンパクトなリチウムイオン プロジェクトの場合、グレード A セルのオプションには、デバイスの仕様、セルの可用性、およびプロジェクトの要件に応じて、EVE、DMEGC、BAK、LG、Samsung が含まれます。セルの選択では、容量の一貫性、内部抵抗、放電能力、動作温度、サイズ、供給継続性も考慮します。

4. 医療機器設計の優先事項

医療機器のバッテリープロジェクトでは通常、バッテリーは完全なデバイスの一部であるため、電気的および機械的な互換性をより厳密に管理する必要があります。正確な準拠ルートは最終製品と対象市場によって異なるため、バッテリーの文書はデバイスの認証計画とともに確認する必要があります。

5. ポータブル機器の設計の優先事項

ポータブル機器では、コンパクトな寸法、低質量、繰り返しの充電、および柔軟なインターフェースがより重視される場合があります。適切なパックは、公称容量を唯一の選択要素として使用するのではなく、実際の負荷プロファイルに基づいて設計する必要があります。

· ポータブル プリンタとハンドヘルド機器: ランタイムと過渡電流需要

· 監視および通信デバイス: 安定した DC 出力とスタンバイ動作

· スマート モバイル デバイス: コンパクトな寸法、充電インターフェース、筐体のフィット感

· ロボットとモバイル機器: 連続電流、ピーク負荷、およびオプションの通信

· バックアップモジュール: 予測可能な実行時間、低い自己放電、簡単な保守性

6. BMS と保護

BMS 構成は、パック電圧、セルの化学的性質、およびデバイスの要件に応じて選択されます。標準の保護機能には、過充電、過放電、過熱、短絡、過電流の保護のほか、必要に応じてセルのバランスや温度の監視が含まれます。

ホスト機器がバッテリーステータスや制御データを必要とする場合、通信を追加できます。プロジェクト オプションには、Bluetooth、RS485、CAN などを含めることができます。最終的なプロトコル、データ定義、およびハードウェア インターフェイスは、サンプルの承認前に顧客と確認されます。

7. コネクタ、ケーブル、ハウジングのカスタマイズ

生産用に準備されたプロジェクト固有のケーブルとコネクタを備えたカスタム バッテリー パック

8. 実際のカスタムバッテリーのリファレンス

参考ポータブル機器プロジェクトでは、7.4V 10Ah リチウムイオン バッテリ パックを使用しました。このパックは 2S 構成と XT60 電源コネクタを使用します。その電気的および機械的詳細は、機器のインターフェースおよび動作要件に適合します。

7.4V 10Ah カスタムバッテリーパックのバッチ生産

9. デバイスの実行時間からバッテリー容量まで

バッテリーのエネルギーはデバイスの負荷から推定できますが、結果は出発点にすぎません。

最終的なバッテリー容量は、放電電流、変換効率、許容される放電深度、温度、経年劣化、ピーク負荷、利用可能な設置スペースも考慮する必要があります。エンジニアリングマージンはプロジェクトごとに一定の割合を適用するのではなく、実機に応じて確認されます。

10. プロトタイプとデバイスの検証

11. 製造と電気的検証

一般的な生産管理には、入荷セルの検査、セルの選別と照合、BMS 検証、組み立て、充放電チェ​​ック、保護検証、エージングおよび最終検査が含まれます。正確なテスト計画は、バッテリーのモデルとプロジェクトの要件によって決まります。

マルチチャンネル電気テストを受けるバッテリーパック

12. 認定および文書化のサポート

認証要件は、最終的なバッテリー構成、最終製品カテゴリ、および仕向け市場に従って確認する必要があります。プロジェクトによっては、文書に UN38.3 および MSDS が含まれる場合がありますが、一部のポータブル充電式バッテリー プロジェクトには IEC 62133-2 / CB、CE/RoHS、または KC などの市場固有の認証が必要な場合があります。

認定範囲はモデルごとに異なります。 1 つのバッテリー パックのレポートまたは証明書を、別の構成の自動適用範囲として扱ってはなりません。

13. 医療機器または携帯機器プロジェクトに必要な情報

· デバイス名とアプリケーション

· 動作電圧と許容電圧範囲

· 平均、連続、ピーク電流または電力

· 必要なランタイム

· バッテリーの最大寸法と重量

· 充電方法と充電器の情報

· コネクタ、ケーブル、通信要件

· 動作温度と設置環境

· 対象国と認証要件

· 予想されるサンプルと生産数量

14. パラメータおよび仕様に関する注意事項

このページに示されている仕様、例、および構成オプションは、予備的なエンジニアリング評価用です。最終電圧、容量、寸法、重量、放電電流、セルモデル、BMS、コネクタ、エンクロージャ、通信およびその他の仕様は、デバイス要件、コンポーネントの入手可能性、認証範囲および製品開発に応じて変更される場合があります。

最終仕様は、承認されたサンプル、確認済みのデータシート、技術契約、PI または契約の対象となります。ウェブサイトの情報が承認されたプロジェクト文書と異なる場合は、承認されたプロジェクト文書が優先されます。

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デバイスの電圧、負荷、必要な実行時間、バッテリー容量、充電方法、コネクタ、対象市場を送信します。 HSS Energy は、サンプルとデバイスの検証に適したバッテリー アーキテクチャを評価できます。