手机,平板,电脑及3C消费类产品锂电池设计方案
一、手机、平板、电脑、3C消费类产品的发展背景
手机、平板、电脑的发展背景各有特点,以下是相关介绍:
▲ 通信技术发展:从1G的模拟语音通信到如今5G的高速数据传输,通信技术的每一次变革都推动着手机发展。如2G开启数字通信与短信时代,3G使手机能快速上网、观看视频,4G催生了移动直播、短视频等应用,5G正推动着智能驾驶、远程医疗等新领域发展。
▲ 集成电路技术进步:芯片集成度不断提高,让手机性能大幅提升,能轻松运行复杂的操作系统和大型应用。同时,低功耗芯片的研发,延长了手机续航时间。
▲ 消费需求多样化:消费者对手机功能需求不断增加,不仅要求通信质量好,还希望有拍照、娱乐、办公等功能。手机厂商不断创新,使手机成为集多种功能于一体的智能终端。
▲ 移动办公需求增长:人们希望在移动中能进行高效办公,处理文档、表格、演示文稿等。平板以其便携性和一定的办公能力,成为笔记本电脑的补充,满足了人们在出差、旅行等场景下的办公需求。
▲ 娱乐体验升级:平板屏幕比手机大,视觉和音效更好,适合观看视频、玩游戏等娱乐活动。高清显示屏、高性能图形处理芯片的应用,为用户带来了出色的娱乐体验。
▲ 教育市场需求:随着在线教育的发展,平板成为学生学习的重要工具。可安装教育软件、阅读电子教材、进行在线学习,方便又高效,受到教育机构和学生的欢迎。
▲ 科研与军事需求推动:电脑最初是为满足军事和科研计算需求而诞生的,如美国为计算导弹轨迹等研制的ENIAC。后来,随着技术发展,逐渐应用到其他领域。
▲ 互联网发展促进:互联网的兴起使电脑的功能得到极大拓展,人们可以通过电脑浏览网页、收发邮件、进行在线购物等。电脑与互联网的结合,改变了人们的生活和工作方式。
新能源锂电池凭借其高能量密度、长循环寿命、环保等优势,成为手机。平板,电脑以及3C类产品锂电池的主选方案,本方案针对于手机。平板,电脑以及3C产品锂电池的应用需求,保障锂电池在特殊领域上能提供安全、高效、定制化电源解决方案
二、设备需求特点分析
1、设备应用特性
▲ 设备类型:使用生活中各行各业的工作以及人们生活。
▲ 工作环境:温度范围,零下-20℃~+70℃、高温,高湿度环境等。
▲ 功率需求:持续/峰值功率大、续航时间长,电压平台一般采用3.7V或7.4V等电压平台。
2、锂电池核心要求
▲ 高安全性:满足设备在严苛工况下的防爆、抗震、防水、抗干扰需求。
▲ 长循环寿命:≥500次(80%容量保持率)。
▲ 快速充电:支持1~2小时快充,适应高强度作业。
▲ 大功率放电:电池支持大电流持续放电,满足大功率设备对大电流需求,满足设备持续稳定工作。
▲ 智能化管理:BMS(电池管理系统)具备过充保护、过放保护、过流保护、短路保护、温度保护、故障诊断等功能,电池更智能。
▲ 放电温度范围:- 20℃ ~ +70℃范围,低温-20℃环境下,电池放电效率>70%以上。更宽的适应环境温度。
▲ 充电温度充电:- 20℃ ~ +50℃范围,更宽的适应环境温度。
三、方案设计
1、电池选型
▲ 电芯类型:三元锂电池(超低温、高能量密度、高安全性)、磷酸铁锂电池(超低温、高安全性、长寿命)、钠离子电池(高安全性、长寿命、低温性能好),按不同应用场景匹配选型不同体系电芯。
▲ 电池组合配置结构:根据设备需求电压、容量需求设计串并联方案,来满足不同的输出电压平台要求。
▲ 结构设计:IP68防护等级、抗震结构、防爆外壳(适用于极端环境或者易燃易爆环境)。
2、BMS管理系统
核心功能:
▲ 实时监控单体电芯电压、温度、SOC(电量状态)、SOH(健康状态)。
▲ 电池充电主动均衡技术,增加电芯之间使用一致性,延长电池组寿命。
▲ I2C/SMBUS/CAN/RS485通信接口,与设备主控系统交互数据及通讯。
▲ 库仑计算法,电池SOC更精准,电池更智能。
3、充电方案
▲ 充电设备:定制智能充电器,支持恒流恒压(CC-CV)充电。
▲ 充电策略:根据工况需求选择快充/慢充模式,避免电池过载。
▲ 智能管控:根据电池技术性能特点,智能化管控电池充电过程及故障判定。
四、安全与合规
1、安全防护
▲ 热管理:采用合理的结构布局,降低热失控,可采用风冷/物理降温系统(高功率场景应用),确保电池使用中的温度均匀性,有效控制电池热失控。
▲ 故障保护:过充、过放、短路、过流、过温等多重硬件保护机制。
▲ 故障保护:短路、过流、过温等多重硬件保护机制。
▲ 防爆认证:设计可通过各类安规认证。
2、标准符合性
▲ 符合国家标准:GB31241-2022(便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全技术规范)、GB 17761—2024(电动自行车安全技术规范)、GB/T 34131(电力储能用锂电池)、GB 38031(电动汽车用电池安全要求)等。
▲ 如何国内及国际认证:GB认证,UN38.3、UL认证、IEC认证、CE认证等各类认证要求;
五、项目实施计划
编号 |
进度阶段 |
项目内容 |
周期计划 |
1 |
需求调研 |
设备参数、工况数据采集 |
1周内 |
2 |
方案设计 |
电池组定制、BMS开发 |
2~3周 |
3 |
样品测试 |
充放电、高低温、安全防护,结构性能验证测试,设计符合性验证测试 |
3~4周 |
4 |
小批试产 |
备料计划、生产组装、老化、全检测试 |
2~3周 |
5 |
中批试产 |
备料计划、生产组装、老化、全检测试 |
2~3周 |
6 |
批量生产 |
备料计划、生产组装、老化、全检测试 |
4~6周 |
7 |
交付运维 |
安装调试、操作培训 |
1周内 |
六、经济效益分析
1、成本方面
▲ 降低运营成本,降低风险成本,节约财务成本。
2、节能效益:
▲ 大大降低电力能源的消耗,减少散热需求,延长设备使用时间。
3、维护成本:
▲ 设计智能化,使用寿命长,维护简单。
七、售后服务
1、质保期:1~5年售后质保,500~1000次以上循环寿命(以先到为准)。
2、远程监控:按实际需求状态,提供云平台实时监控电池状态,预警潜在故障。
3、应急响应:4小时内响应,8小时内出解决方案,24~48小时内提供现场技术支援。
提示:
▲ 需根据具体设备参数(如电压、容量、尺寸限制)细化方案;
▲ 若涉及特殊环境,需增加对应防护设计;
▲ 建议与设备制造商联合调试,确保电池与整机系统兼容