El diseño de baterías para equipos médicos y portátiles comienza con los requisitos operativos del dispositivo. El voltaje, el tiempo de ejecución, la carga máxima, el espacio disponible, el método de carga, el conector, las condiciones ambientales y la ruta de certificación afectan la configuración final del paquete. HSS Energy respalda el desarrollo de baterías compactas de iones de litio y LiFePO4 desde la especificación inicial hasta la validación y producción de muestras.
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Voltaje típico |
Química |
Formato de celda |
Personalización |
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3,7 V/7,4 V/11,1 V/12 V/personalizado |
Li-ion/LiFePO4 |
18650 / 21700 / bolsa |
BMS/conector/cable/carcasa/etiqueta/embalaje |
Descripción general de la solución de baterías para equipos médicos y portátiles
Los equipos médicos y electrónicos portátiles a menudo tienen límites estrictos en cuanto al tamaño y peso de la batería, pero aún requieren un tiempo de funcionamiento predecible y un suministro de energía estable. El primer paso del diseño es confirmar los requisitos del dispositivo en lugar de seleccionar una batería únicamente por voltaje y Ah.
· Tensión de funcionamiento y rango de tensión permitido
· Tiempo de funcionamiento requerido o tiempo de respaldo
· Corriente media, continua y pico
· Dimensiones y peso máximos de la batería
· Método de carga e interfaz de carga
· Requisitos de conectores y cables
· Temperatura de funcionamiento y almacenamiento
· Mercado objetivo y documentación requerida
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Paso |
Punto de selección |
Verificación de ingeniería |
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1 |
Tipo de dispositivo |
Médico/diagnóstico/monitoreo/impresora/instrumento/equipo portátil inteligente |
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2 |
Requisito eléctrico |
Voltaje + carga promedio + carga máxima + tiempo de ejecución requerido |
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3 |
Límite mecánico |
Máximo L × An × Al + peso + posición de montaje |
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4 |
Arquitectura de la batería |
Li-ion o LiFePO4 + 18650 / 21700 / bolsa + configuración S/P |
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5 |
BMS e interfaz |
Protección + comunicación opcional + cable + conector |
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6 |
Validación |
Muestra -> prueba del dispositivo -> optimización -> especificación aprobada -> producción |
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Plataforma |
Arquitectura típica |
Dirección adecuada del equipo |
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3,7 V |
1S de iones de litio |
Dispositivos portátiles, electrónica compacta, equipos portátiles inteligentes |
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7,4 V |
iones de litio 2S |
Instrumentos portátiles, equipos de monitorización, dispositivos de belleza y cuidado personal. |
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7,4 V |
iones de litio 2S |
Impresoras portátiles, equipos de diagnóstico, dispositivos de monitoreo, robótica y equipos móviles. |
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12V/12,8V |
Li-ion o 4S LiFePO4 |
Módulos de respaldo, equipos portátiles, pequeños reemplazos de plomo-ácido. |
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24V y personalizado |
Basado en proyectos |
Equipos móviles más grandes, robótica, instrumentos motorizados y sistemas especiales. |
Para proyectos compactos de iones de litio, las opciones de celdas de Grado A pueden incluir EVE, DMEGC, BAK, LG y Samsung, sujetas a las especificaciones del dispositivo, la disponibilidad de las celdas y los requisitos del proyecto. La selección de celdas también considera la consistencia de la capacidad, la resistencia interna, la capacidad de descarga, la temperatura de funcionamiento, el tamaño y la continuidad del suministro.
Los proyectos de baterías de equipos médicos normalmente requieren un control más estricto de la compatibilidad eléctrica y mecánica porque la batería es parte de un dispositivo completo. La ruta de cumplimiento exacta depende del producto final y del mercado objetivo, por lo que la documentación de la batería debe confirmarse junto con el plan de certificación del dispositivo.
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Punto de diseño |
Por qué es importante |
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Salida estable |
Admite el funcionamiento predecible del dispositivo en todo el rango de batería utilizable |
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Tiempo de ejecución |
Debe coincidir con el período previsto de examen, seguimiento o uso móvil |
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Carga máxima |
Los motores, bombas, pantallas, radios o procesadores pueden crear picos de corriente de corta duración. |
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Tamaño y peso |
Los equipos portátiles suelen tener compartimentos fijos para baterías o límites ergonómicos. |
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Temperatura |
Los límites de carga/descarga de la batería deben coincidir con el entorno operativo previsto. |
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Especificación rastreable |
La configuración de la batería aprobada debe permanecer controlada después de la validación del dispositivo |
Los equipos portátiles pueden poner mayor énfasis en las dimensiones compactas, la baja masa, la carga repetida y las interfaces flexibles. Se debe diseñar un paquete adecuado en función del perfil de carga real en lugar de utilizar la capacidad nominal como único factor de selección.
· Impresoras portátiles e instrumentos de mano: tiempo de ejecución más demanda de corriente transitoria
· Dispositivos de monitoreo y comunicación: salida CC estable y operación en espera
· Dispositivos móviles inteligentes: dimensiones compactas, interfaz de carga y ajuste de la carcasa
· Robótica y equipos móviles: corriente continua, carga pico y comunicación opcional
· Módulos de respaldo: tiempo de ejecución predecible, baja autodescarga y facilidad de servicio simple
La configuración de BMS se selecciona según el voltaje del paquete, la química de las celdas y los requisitos del dispositivo. Las funciones de protección estándar pueden incluir protección contra sobrecarga, sobredescarga, sobretemperatura, cortocircuito y sobrecorriente, junto con equilibrio de celdas y monitoreo de temperatura cuando sea necesario.
Se puede agregar comunicación cuando el equipo host necesita datos de control o estado de la batería. Las opciones del proyecto pueden incluir Bluetooth, RS485 y CAN. El protocolo final, la definición de datos y la interfaz de hardware se confirman con el cliente antes de la aprobación de la muestra.
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Área |
Opciones típicas |
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Conector |
JST, Molex, XT30, XT60, DC5521 y otras interfaces especificadas por el proyecto |
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Cable |
Calibre del cable, longitud del cable, terminal, fusible y cables de carga/descarga separados |
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Alojamiento |
Envoltura retráctil, gabinete de plástico existente, herramientas de plástico personalizadas, gabinete de acero inoxidable o chapa metálica |
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Etiqueta |
Etiqueta del modelo, marca del cliente, advertencias e identificación específica del mercado. |
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Embalaje |
Embalaje estándar de exportación o embalaje OEM personalizado |
Paquetes de baterías personalizados con cables y conectores específicos del proyecto preparados para la producción
Un proyecto de equipo portátil de referencia utilizó un paquete de baterías de iones de litio de 7,4 V y 10 Ah. El paquete utiliza una configuración 2S y un conector de alimentación XT60. Sus detalles eléctricos y mecánicos se adaptan a la interfaz del equipo y a los requisitos operativos.
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Elemento del proyecto |
Configuración confirmada |
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Tensión nominal |
7,4 V |
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Capacidad |
10Ah |
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Energía Nominal |
74Wh |
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Corriente de descarga continua |
20A |
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Arquitectura |
2S |
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Conectores |
conector XT60 |
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Enfoque de personalización |
Capacidad de descarga, conector XT60 e integración de cables |
Paquetes de baterías personalizados de 7,4 V y 10 Ah en producción por lotes
La energía de la batería se puede estimar a partir de la carga del dispositivo, pero el resultado es sólo un punto de partida.
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Aporte |
Ejemplo |
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Carga promedio del dispositivo |
15W |
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Tiempo de ejecución requerido |
4 horas |
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Requerimiento energético inicial |
15W × 4h = 60Wh |
La capacidad final de la batería también debe considerar la corriente de descarga, la eficiencia de conversión, la profundidad de descarga permitida, la temperatura, el envejecimiento, la carga máxima y el espacio de instalación disponible. El margen de ingeniería se confirma según el equipo real en lugar de aplicar un porcentaje fijo a cada proyecto.
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Escenario |
Acción |
Producción |
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01 |
Revisión de requisitos |
Voltaje, carga, tiempo de ejecución, espacio, conector y mercado objetivo. |
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02 |
Propuesta de batería |
Celda, configuración S/P, BMS, dimensiones e interfaz |
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03 |
Muestra de ingeniería |
Producción de prototipos e inspección eléctrica. |
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04 |
Prueba del dispositivo |
Validación de tiempo de ejecución, carga, temperatura, ajuste y carga máxima |
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05 |
Mejoramiento |
Ajustar la configuración cuando las pruebas identifiquen una discrepancia |
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06 |
Aprobación de muestra |
Congelar la especificación aprobada |
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07 |
Producción piloto |
Verificación de coherencia en lotes pequeños |
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08 |
Producción en masa |
Control de calidad de producción e inspección final. |
Los controles de producción típicos pueden incluir inspección de celdas entrantes, clasificación y combinación de celdas, verificación de BMS, ensamblaje, verificaciones de carga/descarga, verificación de protección, envejecimiento e inspección final. El plan de prueba exacto está determinado por el modelo de batería y los requisitos del proyecto.
Paquetes de baterías sometidos a pruebas eléctricas multicanal
Los requisitos de certificación deben confirmarse según la configuración final de la batería, la categoría del producto final y el mercado de destino. Dependiendo del proyecto, la documentación puede incluir UN38.3 y MSDS, mientras que proyectos seleccionados de baterías recargables portátiles pueden requerir IEC 62133-2/CB, CE/RoHS o una certificación específica del mercado como KC.
El alcance de la certificación es específico del modelo. Un informe o certificado para un paquete de baterías no debe tratarse como cobertura automática para otra configuración.
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Documentación |
Propósito típico |
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ONU38.3 |
Pruebas de transporte para el modelo de batería de litio aplicable |
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MSDS |
Documentación de apoyo a la seguridad y al transporte. |
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IEC 62133-2/CB |
Proyectos de baterías de litio recargables selladas portátiles aplicables |
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CE/RoHS |
Según la configuración del producto y los requisitos del mercado de destino. |
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kc |
Modelos de baterías aplicables para el mercado coreano. |
· Nombre del dispositivo y aplicación
· Tensión de funcionamiento y rango de tensión permitido
· Corriente o potencia media, continua y pico
· Tiempo de ejecución requerido
· Dimensiones y peso máximos de la batería
· Método de carga e información del cargador
· Requisitos de conector, cable y comunicación
· Temperatura de funcionamiento y entorno de instalación
· País de destino y requisito de certificación
· Muestra esperada y cantidad de producción
Las especificaciones, ejemplos y opciones de configuración que se muestran en esta página son para evaluación de ingeniería preliminar. El voltaje final, la capacidad, las dimensiones, el peso, la corriente de descarga, el modelo de celda, el BMS, el conector, la carcasa, la comunicación y otras especificaciones pueden cambiar según los requisitos del dispositivo, la disponibilidad de los componentes, el alcance de la certificación y el desarrollo del producto.
Las especificaciones finales están sujetas a la muestra aprobada, hoja de datos confirmada, acuerdo técnico, PI o contrato. Cuando la información del sitio web difiera de un documento de proyecto aprobado, prevalecerá el documento de proyecto aprobado.
Envíe el voltaje del dispositivo, la carga, el tiempo de ejecución requerido, el espacio de la batería, el método de carga, el conector y el mercado objetivo. HSS Energy puede evaluar una arquitectura de batería adecuada para la validación de muestras y dispositivos.
