经典案例/电动工具案例

案情(客户需求)

   锂电池用于树枝剪，标称电压14.8V，标称容量4.4Ah,持续工作电流15A，峰值电流30A，保护板有过流、过充、过放、短路以及高温保护， 工作电压范围12V-16.8V，过PSE认证，要选用高质量的电芯，电池组尺寸不超过133*75*28mm，电池组装入尺寸150*104*34mm、带输入和输出接口的盒子里。充电器由客户设计制作，充电电流1A。

破案（案情分析）

1、难点：

①受尺寸限制，电池组结构设计必须做到精准；

②保护板需要另行开发，但是客户的树枝剪也在研发中，提供参数不准确，且无法提供实物参考，增加了开发难度；

③电池盒内部焊接空间狭小，电池的电子线需要和输入输出接口焊接，而电池旁边的挡板与输入输出焊盘之间的距离仅有10mm，焊接工具很难操作，如果操作不当，一方面可能烧坏塑胶挡板导致外壳报废，另一方面可能存在虚焊的现象； 

④正负极焊接点距离过小，如果绝缘不严，容易导致短路，而焊接空间也狭窄，绝缘工作难度大。那到底该怎么解决呢？

2、重点：

①优化保护板结构；

②保护板各项参数必须考虑树枝剪实际使用时的各种状态；

③电子线如何与输入、输出接口焊接；

④电池盒设计制作时，各个尺寸必须精准；

⑤连接器的品相力求做到最好。        

立案（方案设计）

1、设计思路：

①利用工装夹具，首先使电池组三方尺寸做到最小；

②保护板各焊盘位置同电池组无缝对接，尽可能减小组合尺寸；在保证各项参数达标的情况下，保护板的元器件尽可能扁平，以减小保护板的厚度；由于客户无法提供电动工具做参考，只能通过客户提供的电机做模拟实验，根据经验，必须做两套参数方案供客户做应用实验；

③为防止电池组装盒焊接时短路，就不能带电操作。为此就需要先用电子线焊接好连接器，然后用焊好连接器的电子线同电池组的电子线对接。如此，便可避免电池盒空间狭窄的局限；

④采用75℃温控开关；

⑤设计电池盒、制作3D图。电池盒交由模具厂制作；

⑥标签设计。交由印刷厂制作。

2、具体方案：

① 本方案编号为：PLH80002-6；

② 电芯：18650、3.7V、2200mAh 5C放电，静置180天后其荷电能力不低于90%。循环寿命不低于300次；

③ 电池组结构：4S2P；

④ 保护板：单节过充保护电压：4.25±0.05V；单节过放保护电压：3.0±0.08V；欠压保护延时：0.5 S ；组合电池过流保护值：30A；具有短路保护和高温保护功能，解除负载后即可恢复使用；

⑤ 输出电子线：采用16#、200℃硅胶线；输入电子线：采用20#、80℃ 1007 PVC线；

⑥ 外壳为黑色，采用ABS 材料，具有阻燃功能；

⑦ 连接器具备防水功能。防护等级IP55；

⑧ 标签采用埗性防水材料，表面覆膜。

实施（过程介绍）

1、电芯配组

2、贴绝缘面圈 

3、拉高温胶绝缘

4、用镍带把电芯分别串联和并联

5、使用电子线让电池组与保护板连接

6、裹绝缘纸，绝缘并固定电池组

7、套上PVC套管

8、用电子线与输入、输出连接器焊接

9、电池组装入塑料盒子，测试合格后安装好电池盒盖，装盒装箱。

10、通过PSE认证，证书如下（完成）

验证（难点重点）

1、验证电子线与输入、输出接口之间是否存在虚焊；

2、电池组装进外壳之后，输入、输出是否正常；

3、加上保护板的电池与电机连接之后，是否能够带动电机正常工作。