neosonic li-polymer energy (zhuhai) corp.
珠海高密鋰電能****電池設計企業規範
kmb 0818001-2007
電池設計企業規範
2007-08-18發布2007-08-28實施
珠海高密鋰電能****工程中心發布
目錄前言1
(一) 外觀要求2
(二) 機構設計3
(三) 電子設計4
(四) 工藝組裝5
(五) 設計驗證6
(六) 標誌、包裝、運輸、貯存7
前言為規範本公司電池產品的設計、製造和檢測，提高產品質量，確保產品品質的一直性，加快產品設計速度，指導產品設計工作，確保產品之製造性，在設計階段做到有規可循，在遵循i/eee 1725總則的前提下，特制定本設計規範。
本規範適用於本公司nimh、li-ion 、li-polymer電池新產品開發和產品改進，內容涵蓋產品設計開發和改高階段結構設計、電子設計、組裝工藝及測試驗證等技術要求。
之前的相關規範如與本規範的規定相牴觸，客戶設計要求未明確規定或規定不足時，依本規範實施。
本規範編制單位：珠海高密鋰電能****工程部
參與編制人員：孟輝覃先奎王運金劉君雁陳小霞周鳳玲劉奇
本規範引用之相關標準及規範：
第一部分外觀要求
本規範規定了電池產品外觀所需達到的基本標準。適用於nimh、li-ion、li-polymer電池
1. 油漆噴塗：
2. 塑膠外殼外觀：
3. 金屬外殼外觀：
4. 貼紙外觀：
5. 熱收縮外觀：
6. 線材外觀：
第二部分機構設計
本規範規定了電池設計中結構方面之規定，利於提高產品的安全可靠效能。
本規範適用於nimh、li-ion、li-polymer電池的設計。
一、 材料要求：
1． 塑膠材料：
2． 五金材料：
3． 輔助材料：
二、設計要求：
1． 電池的外殼設計要求具有足夠的強度，來減少外部機械衝擊。
2． 外殼內部應有足夠空間安裝電芯，避免電芯受擠壓。外殼內不能有鋒利邊角。
3． 電路板的安裝要求有可靠的定位。
4． 電芯在pack中，要有可靠的定位，而且應盡量遠離電路板。電芯的排氣孔盡可能安排在遠離電路板的一側。
5． 對於軟包裝電芯li-polymer,盡可能不採取單一的邊框式外殼組裝。避免因外力作用致使pack變形，影響電池的電效能和機械效能。
6． 電池內部，應預留0.15~0.2mm的空間於電芯充電時的膨脹。
7． pcb上的元件，需有適當的空間，以備外力作用所造成的擠壓變形。
8． pcb與電芯及其他導電部件之間，應有足夠空間以做機械絕緣，一般要求在0.2mm以上。
9． 五金端子應有可靠的防短路措施。一般採用凹陷式：五金端子面低於外殼面0.2mm以上。或採用非共面式。
10．電芯或電路板不能裸露在pack外，以避免外界物體的接觸或損傷。
11．上下蓋配合式結構外殼，一般採用超聲波熔接或打螺釘的方式連線。盡可能避免打膠連線的方式。
12．產品的外形，應避免有銳邊利角。
13．產品的外形設計，在滿足結構要求的前提下，應遵循美觀大方、易操作、簡潔明快的原則。
14．塑膠件的最小膠厚應符合ul的要求標準。
第三部分電子設計
1、目的
1.1 規範pcb的設計流程。
1.2 保證pcb設計質量和提高設計效率。
1.3 提高pcb設計的可生產性、可測試性、可維護性。
2、適用範圍
本公司cad設計的所有印製電路板（簡稱pcb）。
3、引用/參考規範或資料
ts—s0902010001 《資訊科技裝置pcb 安規設計規範》
iec60194 《印製板設計、製造與組裝術語與定義》 （printed circuit board design
manufacture and assembly-terms and definitions）
ipc—a—600f 《印製板的驗收條件》 （acceptably of printed board）
iec60950
4、pcb電路設計規範
4.1、保護板基本原理
對鋰離子充電電池的保護，必須有以下3個保護功能,以保證電池的安全性和可靠性。
1.過充保護防止電池的特性劣化、**及破裂，確保安全性。
2.過放保護防止電池的特性劣化，確保電池的使用壽命。
3.過電流保護防止mosfet的破壞，短路保護及確保搬運時的安全性。
以單節保護板為例，其基本控制原理如下圖所示:
注:u1為保護板保護ic(do為過放控制端,co為過充控制端)，u2為mosfet管
保護迴路主要由保護ic和兩個mosfet管構成,保護ic負責檢測電池兩端電壓並控制兩個mosfet管的通斷。
對電池進行充電，當電池電壓充至過放保護電壓以上時，經適當延時後將發生過充保護，保護ic通過co端控制fet2的柵極使其斷開，截斷迴路電流起到保護作用。
對電池進行放電，當電池電壓放至過放保護電壓值以下時，經適當延時將發生過放保護，保護ic通過do端控制fet1的柵極使其斷開，截斷迴路電流起到保護作用。
當p+和p-端發生短路時,保護ic通過co端控制fet1的柵極使其斷開, 截斷迴路電流起到保護作用。
其中r1為保護ic提供電源並為過充檢測提供迴路，r2為過流和短路檢測提供檢測端。
4.2、主要元器件的選擇
4.2.1、 控制ic技術指標
a、 過充保護電壓
過充保護電壓範圍一般為4.27～4.35v，若客戶沒有明確指定此電壓值，考慮到手機充電模式（dc充電和脈衝）對電池的影響，此值一般選偏高為好。
b、 過充保護延遲時間
為防止電池發生非正常保護(脈衝充電和由於雜訊而產生的誤動作)，過充保護必須要有延遲時間，此值若客戶無明確要求，一般選此值偏大為好，一般選1～1.2s。
c、 過充保護恢復電壓
對於過充保護恢復電壓，控制ic有兩種，一種無此電功能，一種則有。無此功能，電池發生過充保護後則要去掉充電器再接負載，電池才會釋放保護；有此功能，則當充電器電壓下降到過充保護恢復電壓以下時，電池保護釋放，繼續充電。對於此功能，若客戶無明確指定，則選無此功能的ic。
d、 過放保護電壓
過放保護電壓，一般為2.3～2.5v,若客戶對此值無明確要求，一般選為2.5v。
e、 過放保護恢復電壓
過放保護恢復電壓，目前控制ic有兩種，一種有此功能，一種則無。有此功能，則電池在過放保護後，當電池電壓上公升到過放保護恢復電壓時，電池釋放保護，繼續放電。無此功能，電池保護後則要進行充電才可釋放保護。
對於此功能，若客戶無明確要求，則一般選擇無此功能的ic。
另，電池在運輸存貯等過程中可能會由於本身耗電而使電池進入過放保護，對於有過放保護恢復電壓的ic，因其進入保護後無省電模式，故耗電較大。而無過充保護恢復電壓的ic，因有省電模式，在進入過放保護後將進入省電模式，對電池存貯有利。
f、 過流保護
過流保護值設計要結合mos管的導通內阻和控制ic的檢測電壓值，若客戶對此指標無明確要求，一般設計值約為3.5a。
g、 短路保護
目前控制ic，均有此功能。
h、 短路保護延遲時間
短路保護延遲時間一般為幾百微秒，若客戶對此指標無明確要求，一般選此值偏小為好。
i、 ov電池充電
客戶對此指標無明確要求，一般選ov電池不能充電的控制ic。
j、 其它
選擇低功耗的ic，一般工作功耗為10μa 以下,省電模式為1μa 以下。
根據上述各項指標，選擇保護板保護ic型號。
4.2.2、 mosfet的選擇
為了有效的利用放電電流和充電電流，一般選擇導通內阻低、id電流大，2.5v驅動的mosfet管。導通內阻一般選擇為20～30mω，電流一般選擇大於5a。
考慮到保護板大小和工藝等問題，mosfet的封裝可根據實際需要選擇。一般來說，管腳封裝大的對**b(表面安裝印製板)工藝和**t(表面安裝技術)裝置要求較低，管腳封裝小的則較高。
4.2.3、 電阻的選擇
選用0603封裝，精度為±5%的貼片電阻。
4.2.4、 ntc的選擇
除內阻規格外，若客戶對ntc的b值無明確指定，則一般選常用型b值，精度為±5%。
4.2.5、 電容的選擇
選用0603封裝，精度為±10%或±5%的貼片瓷片電容。
4.2.6、 fuse 的選擇
選用1206或0603封裝，規格一般為24v/5a，內阻約為10 mω,快速熔斷型(熔斷時間偏小為好)。
5、pcb layout 基本規範
5.1、pcb layout 基本規則的設定
pcb layout 基本規則的設定包括pcb板厚、焊盤出力、顏色、鍍層、孔徑、線寬等規則的設定，具體見表一：
表一 pcb布局規則設定
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修訂履歷 會簽 制訂者在需會簽的部門前的 中畫 x 1 目的 為了規範電池成品pack的設計，加強電池pack的安全。2 範圍 本標準適用於本公司所有電池成品包裝組合。3 電池pack安全的重要性。電池除了本性電芯的安全需要特別關注外，電池成品pack的安全設計也應該同樣重要。電池在組合後，使用者在...
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編制年月日 審核年月日 批准年月日 目錄1 概述 2 2 引用標準 2 3 定義 3 4 結構設計 3 4.1 標識 3 4.2 結構設計 4 4.3 通風與散熱 4 4.4 絕緣與防水 4 4.5 碰撞保護 5 1 概述 車載儲能裝置是電動車的唯一能量 是電動車輛效能的決定因素之一。現在發展的車載...