智能家居家电及电动窗帘锂电池设计方案
一、智能家居背景
随着人们对生活品质的追求,电子科技发展不断提升,家居产品智能化发展也更加广泛,智能家具的发展主要体现在以下几个方面:
技术发展层面
▲ 物联网技术:传感器、通信协议等物联网技术的成熟,使家具能连接成网,实现设备间的互联互通,如智能门锁可与智能灯光系统联动,开门时自动开灯。
▲ 人工智能技术:人工智能的语音识别、图像识别和机器学习等技术融入家具,让家具具备智能交互能力,如智能沙发可通过语音指令调整角度,智能衣柜能识别衣物并进行分类管理。
▲ 大数据技术:借助大数据分析用户使用习惯和偏好,智能家具可提供个性化服务。
消费需求层面
▲ 便捷舒适需求:人们希望生活更便捷舒适,智能家具能满足这一需求,如智能窗帘可远程控制开合,智能空调能自动调节温度。
▲ 品质生活追求:消费者对生活品质要求提高,愿意为具有科技感和智能化的家具买单,智能家具成为提升家居品质和品味的重要元素。
▲ 个性化定制需求:消费者不再满足于千篇一律的家具,智能家具可根据个人需求定制功能和外观,如定制具有特定收纳功能的智能橱柜。
行业竞争层面
▲ 家具行业转型:传统家具行业竞争激烈,智能化成为转型升级的重要方向,众多家具企业加大研发投入,推出智能家具产品以提升竞争力。
▲ 科技企业跨界:科技企业凭借技术优势跨界进入家具领域,带来新的设计理念和技术应用,加速了智能家具的发展。
社会环境层面
▲ 智能家居市场兴起:智能家居概念的普及,为智能家具发展提供了良好的市场环境,消费者对智能家居系统的接受度提高,也更愿意尝试智能家具产品。
▲ 政策支持:政府出台相关政策支持智能家居产业发展,为智能家具的研发、生产和推广提供了政策保障和资金支持。
新能源锂电池凭借其高能量密度、长循环寿命、环保等优势,是智能家居产品电源主选方案,本方案针对于智能家居类产品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,高震动环境等。
▲ 功率需求:持续/峰值功率大、续航时间长,电压平台一般采用12V或24V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:IP65~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
▲ 提高空间利用效率来降低空间成本,提升生活便捷性降低人力成本优势。
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,部分设备可免维护以及维护简单。
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