Giải pháp pin thiết bị y tế và di động

Thiết kế pin cho thiết bị y tế và thiết bị cầm tay bắt đầu từ yêu cầu vận hành thiết bị. Điện áp, thời gian chạy, tải tối đa, dung lượng trống, phương pháp sạc, đầu nối, điều kiện môi trường và lộ trình chứng nhận đều ảnh hưởng đến cấu hình gói cuối cùng. HSS Energy hỗ trợ phát triển pin lithium-ion và LiFePO4 nhỏ gọn từ thông số kỹ thuật ban đầu cho đến quá trình xác nhận và sản xuất mẫu.

Điện áp điển hình	Hoá học	Định dạng ô	Tùy chỉnh
3.7V / 7.4V / 11.1V / 12V / tùy chỉnh	Li-ion / LiFePO4	18650/21700/túi	BMS/đầu nối/cáp/vỏ/nhãn/bao bì

Medical and Portable Equipment Battery Solutions

Tổng quan về giải pháp pin thiết bị y tế và di động

1. Xác định thiết bị trước khi chọn pin

Thiết bị y tế và điện tử di động thường có những giới hạn nghiêm ngặt về kích thước và trọng lượng của pin trong khi vẫn yêu cầu thời gian chạy có thể dự đoán được và nguồn điện ổn định. Bước thiết kế đầu tiên là xác nhận yêu cầu của thiết bị thay vì chỉ chọn pin theo điện áp và Ah.

· Điện áp hoạt động và dải điện áp cho phép

· Thời gian vận hành hoặc thời gian dự phòng cần thiết

· Dòng điện trung bình, liên tục và đỉnh

· Kích thước và trọng lượng tối đa của pin

· Phương thức sạc và giao diện sạc

· Yêu cầu về đầu nối và cáp

· Nhiệt độ vận hành và bảo quản

· Thị trường mục tiêu và tài liệu cần thiết

2. Cây quyết định lựa chọn nhanh

Bước chân	Điểm lựa chọn	Kiểm tra kỹ thuật
1	Loại thiết bị	Y tế/chẩn đoán/giám sát/máy in/dụng cụ/thiết bị cầm tay thông minh
2	Yêu cầu về điện	Điện áp + tải trung bình + tải cao điểm + thời gian chạy yêu cầu
3	Giới hạn cơ học	L × W × H tối đa + trọng lượng + vị trí lắp đặt
4	Kiến trúc pin	Cấu hình Li-ion hoặc LiFePO4 + 18650/21700 / túi + S/P
5	BMS và giao diện	Bảo vệ + giao tiếp tùy chọn + cáp + đầu nối
6	Xác thực	Mẫu -> kiểm tra thiết bị -> tối ưu hóa -> thông số kỹ thuật được phê duyệt -> sản xuất

3. Nền tảng pin thông thường

Nền tảng	Kiến trúc tiêu biểu	Hướng thiết bị phù hợp
3.7V	Li-ion 1S	Thiết bị cầm tay, thiết bị điện tử nhỏ gọn, thiết bị cầm tay thông minh
7.4V	Li-ion 2S	Dụng cụ cầm tay, thiết bị giám sát, thiết bị làm đẹp và chăm sóc cá nhân
7.4V	Li-ion 2S	Máy in cầm tay, thiết bị chẩn đoán, thiết bị giám sát, robot và thiết bị di động
12V / 12.8V	Li-ion hoặc 4S LiFePO4	Mô-đun dự phòng, thiết bị cầm tay, thay thế axit chì nhỏ
24V và tùy chỉnh	Dựa trên dự án	Thiết bị di động lớn hơn, robot, thiết bị hỗ trợ và hệ thống đặc biệt

Đối với các dự án lithium-ion nhỏ gọn, các tùy chọn pin hạng A có thể bao gồm EVE, DMEGC, BAK, LG và Samsung, tùy thuộc vào thông số kỹ thuật của thiết bị, tính sẵn có của pin và yêu cầu của dự án. Việc lựa chọn tế bào cũng xem xét tính nhất quán của công suất, điện trở trong, khả năng phóng điện, nhiệt độ vận hành, kích thước và tính liên tục của nguồn cung cấp.

4. Ưu tiên thiết kế thiết bị y tế

Các dự án pin thiết bị y tế thường yêu cầu kiểm soát chặt chẽ hơn khả năng tương thích điện và cơ vì pin là một phần của một thiết bị hoàn chỉnh. Lộ trình tuân thủ chính xác tùy thuộc vào sản phẩm cuối cùng và thị trường mục tiêu, vì vậy tài liệu về pin phải được xác nhận cùng với kế hoạch chứng nhận thiết bị.

Điểm thiết kế	Tại sao nó quan trọng
Đầu ra ổn định	Hỗ trợ hoạt động của thiết bị có thể dự đoán được trong phạm vi pin có thể sử dụng
Thời gian chạy	Phải phù hợp với thời gian dự định kiểm tra, giám sát hoặc sử dụng thiết bị di động
Tải cao điểm	Động cơ, máy bơm, màn hình, radio hoặc bộ xử lý có thể tạo ra dòng điện cực đại trong thời gian ngắn
Kích thước và trọng lượng	Thiết bị cầm tay thường có ngăn đựng pin cố định hoặc giới hạn công thái học
Nhiệt độ	Giới hạn sạc/xả pin phải phù hợp với môi trường hoạt động dự định
Đặc điểm kỹ thuật có thể theo dõi	Cấu hình pin đã được phê duyệt sẽ vẫn được kiểm soát sau khi xác thực thiết bị

5. Ưu tiên thiết kế thiết bị di động

Thiết bị di động có thể chú trọng nhiều hơn đến kích thước nhỏ gọn, khối lượng thấp, sạc nhiều lần và giao diện linh hoạt. Gói phù hợp phải được thiết kế dựa trên đặc tính tải thực tế thay vì sử dụng công suất danh nghĩa làm yếu tố lựa chọn duy nhất.

· Máy in di động và thiết bị cầm tay: thời gian chạy cộng với nhu cầu hiện tại nhất thời

· Thiết bị giám sát và liên lạc: đầu ra DC ổn định và hoạt động ở chế độ chờ

· Thiết bị di động thông minh: kích thước nhỏ gọn, giao diện sạc và vỏ vừa vặn

· Robot và thiết bị di động: dòng điện liên tục, tải tối đa và giao tiếp tùy chọn

· Mô-đun dự phòng: thời gian chạy có thể dự đoán được, khả năng tự xả thấp và khả năng bảo trì đơn giản

6. BMS và Bảo vệ

Cấu hình BMS được chọn theo điện áp gói, hóa học tế bào và yêu cầu của thiết bị. Các chức năng bảo vệ tiêu chuẩn có thể bao gồm bảo vệ quá tải, xả quá mức, quá nhiệt, ngắn mạch và bảo vệ quá dòng, cùng với cân bằng tế bào và giám sát nhiệt độ khi cần thiết.

Giao tiếp có thể được thêm vào khi thiết bị chủ cần trạng thái pin hoặc dữ liệu điều khiển. Các tùy chọn dự án có thể bao gồm Bluetooth, RS485 và CAN. Giao thức cuối cùng, định nghĩa dữ liệu và giao diện phần cứng được xác nhận với khách hàng trước khi phê duyệt mẫu.

7. Tùy chỉnh đầu nối, cáp và vỏ

Khu vực	Tùy chọn điển hình
Đầu nối	JST, Molex, XT30, XT60, DC5521 và các giao diện khác do dự án chỉ định
Cáp	Máy đo dây, chiều dài cáp, đầu nối, cầu chì và dây dẫn sạc/xả riêng biệt
Nhà ở	Bọc co, vỏ nhựa hiện có, dụng cụ bằng nhựa tùy chỉnh, vỏ bằng thép không gỉ hoặc tấm kim loại
Nhãn	Nhãn mẫu, nhãn hiệu khách hàng, cảnh báo và nhận dạng cụ thể theo thị trường
Bao bì	Bao bì xuất khẩu tiêu chuẩn hoặc bao bì OEM tùy chỉnh

Medical and Portable Equipment Battery Solutions

Bộ pin tùy chỉnh với cáp và đầu nối dành riêng cho dự án được chuẩn bị cho sản xuất

8. Tham khảo pin tùy chỉnh thực sự

Một dự án thiết bị di động tham khảo đã sử dụng bộ pin lithium-ion 7,4V 10Ah. Gói sử dụng cấu hình 2S và đầu nối nguồn XT60. Các chi tiết điện và cơ khí của nó phù hợp với giao diện thiết bị và yêu cầu vận hành.

hạng mục dự án	Cấu hình đã được xác nhận
Điện áp danh định	7.4V
Dung tích	10 giờ
Năng lượng danh nghĩa	74Wh
Dòng xả liên tục	20A
Ngành kiến trúc	2S
Đầu nối	Đầu nối XT60
Trọng tâm tùy chỉnh	Khả năng phóng điện, đầu nối XT60 và tích hợp cáp

Medical and Portable Equipment Battery Solutions

Bộ pin tùy chỉnh 7.4V 10Ah được sản xuất hàng loạt

9. Từ thời gian chạy thiết bị đến dung lượng pin

Năng lượng pin có thể được ước tính từ tải của thiết bị, nhưng kết quả chỉ là điểm khởi đầu.

đầu vào	Ví dụ
Tải thiết bị trung bình	15W
Thời gian chạy bắt buộc	4 giờ
Yêu cầu năng lượng ban đầu	15W × 4h = 60Wh

Dung lượng pin cuối cùng cũng phải xem xét dòng xả, hiệu suất chuyển đổi, độ sâu xả cho phép, nhiệt độ, độ lão hóa, tải tối đa và không gian lắp đặt sẵn có. Biên độ kỹ thuật được xác nhận theo thiết bị thực tế thay vì áp dụng một tỷ lệ cố định cho mỗi dự án.

10. Xác thực nguyên mẫu và thiết bị

Sân khấu	Hoạt động	đầu ra
01	Đánh giá yêu cầu	Điện áp, tải, thời gian chạy, không gian, đầu nối và thị trường mục tiêu
02	Đề xuất pin	Cấu hình di động, S/P, BMS, kích thước và giao diện
03	Mẫu kỹ thuật	Sản xuất nguyên mẫu và kiểm tra điện
04	Kiểm tra thiết bị	Xác nhận thời gian chạy, sạc, nhiệt độ, phù hợp và tải cao điểm
05	Tối ưu hóa	Điều chỉnh cấu hình trong đó việc kiểm tra xác định được sự không phù hợp
06	Phê duyệt mẫu	Đóng băng các đặc điểm kỹ thuật đã được phê duyệt
07	Sản xuất thí điểm	Xác minh tính nhất quán hàng loạt nhỏ
08	Sản xuất hàng loạt	QC sản xuất và kiểm tra cuối cùng

11. Kiểm tra sản xuất và điện

Kiểm soát sản xuất điển hình có thể bao gồm kiểm tra tế bào đầu vào, phân loại và đối sánh tế bào, xác minh BMS, lắp ráp, kiểm tra sạc/xả, xác minh bảo vệ, lão hóa và kiểm tra cuối cùng. Kế hoạch kiểm tra chính xác được xác định bởi kiểu pin và yêu cầu của dự án.

Medical and Portable Equipment Battery Solutions

Bộ pin đang được thử nghiệm điện đa kênh

12. Hỗ trợ chứng nhận và tài liệu

Yêu cầu chứng nhận phải được xác nhận theo cấu hình pin cuối cùng, danh mục sản phẩm cuối cùng và thị trường đích. Tùy thuộc vào dự án, tài liệu có thể bao gồm UN38.3 và MSDS, trong khi các dự án pin sạc di động được chọn có thể yêu cầu IEC 62133-2/CB, CE/RoHS hoặc chứng nhận dành riêng cho thị trường như KC.

Phạm vi chứng nhận là dành riêng cho từng mô hình. Báo cáo hoặc chứng chỉ cho một bộ pin không được coi là phạm vi bảo hiểm tự động cho cấu hình khác.

Tài liệu	Mục đích điển hình
UN38.3	Thử nghiệm vận chuyển cho mẫu pin lithium hiện hành
MSDS	Tài liệu hỗ trợ an toàn và vận chuyển
IEC 62133-2/CB	Các dự án pin lithium có thể sạc lại kín di động có thể áp dụng
CE / RoHS	Theo cấu hình sản phẩm và yêu cầu của thị trường đích
KC	Các mẫu pin áp dụng cho thị trường Hàn Quốc

13. Thông tin cần thiết cho dự án thiết bị y tế hoặc thiết bị cầm tay

· Tên thiết bị và ứng dụng

· Điện áp hoạt động và dải điện áp cho phép

· Dòng điện hoặc công suất trung bình, liên tục và cực đại

· Thời gian chạy bắt buộc

· Kích thước và trọng lượng tối đa của pin

· Thông tin về phương thức sạc và bộ sạc

· Các yêu cầu về đầu nối, cáp và giao tiếp

· Nhiệt độ hoạt động và môi trường lắp đặt

· Quốc gia mục tiêu và yêu cầu về giấy chứng nhận

· Mẫu và số lượng sản xuất dự kiến

14. Thông báo về thông số và thông số kỹ thuật

Thông số kỹ thuật, ví dụ và tùy chọn cấu hình hiển thị trên trang này là để đánh giá kỹ thuật sơ bộ. Điện áp cuối cùng, công suất, kích thước, trọng lượng, dòng phóng điện, kiểu pin, BMS, đầu nối, vỏ, giao tiếp và các thông số kỹ thuật khác có thể thay đổi tùy theo yêu cầu của thiết bị, tính sẵn có của thành phần, phạm vi chứng nhận và quá trình phát triển sản phẩm.

Thông số kỹ thuật cuối cùng phải tuân theo mẫu đã được phê duyệt, bảng dữ liệu đã được xác nhận, thỏa thuận kỹ thuật, PI hoặc hợp đồng. Trường hợp thông tin trang web khác với tài liệu dự án đã được phê duyệt thì tài liệu dự án đã được phê duyệt sẽ được ưu tiên áp dụng.

Hãy cho chúng tôi biết về thiết bị của bạn

Gửi điện áp, tải, thời gian chạy cần thiết, dung lượng pin, phương thức sạc, đầu nối và thị trường mục tiêu của thiết bị. HSS Energy có thể đánh giá cấu trúc pin phù hợp để xác nhận mẫu và thiết bị.