客製化鋰聚合物電池組是一個組件，而非裸露的軟包電池。其最終尺寸取決於電池圖、PCM位置、互連線、絕緣層、標籤、佈線和連接器佈局。此外，外殼還必須預留組裝間隙，並考慮預期使用壽命期間經過驗證的尺寸變化。
對於OEM設計師而言，關鍵在於在最終確定裝置外殼設計之前，就最終封裝的圖紙達成一致。電池型號代碼或標稱CAD輪廓圖無法確定交付組件所需的最大空間。
快速回答： 明確最大交付包裝尺寸和測量條件，然後對照最小可用空間檢查組件的每個局部區域。僅添加該區域內實際重疊的層。除非已包含在約定的範圍內，否則應單獨預留電池壽命膨脹和組裝間隙。並非所有鋰聚合物電池組都適用統一的 10% 膨脹容差、PCM 高度或線徑。
關鍵要點
外殼整合時，請使用經批准的成品封裝圖紙，而不是電池型號。
將蜂巢區域、PCM 區域和電纜區域分別定義，而不是將不相關的高度加在一起。
區分製造公差、使用壽命期間的尺寸變化和組裝間隙。
明確泡棉厚度、壓縮力和老化性能。
使用實際組裝好的設備驗證貼合度、保持力和熱性能。
第一部分：確定客製化鋰聚合物電池組的成品尺寸
1.1 裸電池尺寸與成品封裝尺寸
LiPo 通常指可充電鋰離子軟包電池。電池代碼可能根據供應商的命名規則暗示標稱厚度、寬度和長度，但不同供應商的命名規則和特定功能可能有所不同。請務必確認實際圖面、公差範圍以及是否包含封條或拉片。例如，代碼 402025 並不保證成品包裝尺寸為 4.0 × 20 × 25 mm。
貢獻者 | 圖紙應該定義什麼 |
|---|---|
細胞 | 本體、密封邊緣、卡舌幾何形狀和尺寸限制 |
PCM | 電路板位置、最高元件、接頭和絕緣 |
絕緣材料和標籤 | 材料厚度、重疊位置和層數 |
線路和感測器 | 佈線、局部高度、出口位置和應力消除 |
連接器 | 零件編號、方向和適用的外部尺寸 |
元件並非一定會增加每個方向的尺寸。例如，位於焊片旁的相變材料 (PCM) 可以在不增加電池本體高度的情況下延長電池組的長度。而位於電池上方的電路板則會增加局部厚度。請描述實際佈局，而不是簡單地套用標準的 2-3 毫米長度增量或通用的電路板高度。
1.2 分離交付信封與安裝空間
在約定的檢驗條件下，明確最大交付範圍，包括荷電狀態、溫度和測量方法。另行則明確安裝材料、組裝通道以及使用壽命期間尺寸變化所需的空間。
除非另有明確規定，否則請勿將空置外殼間隙視為交付電池的一部分。同樣，如果成品包裝圖紙中已包含絕緣層或標籤，請勿重複添加。請使用剖面圖和清晰的包含說明，以避免歧義。
第二部分：利用公差疊加計算間隙
2.1 分析各局部部分
計算單元、相變材料、導線和其他元件實際佔據的高度。對於並排排列的元件，總高度由最高的局部堆疊決定，而不是所有元件高度的總和。如果元件在垂直方向上重疊，則需將它們各自的厚度和公差相加。
剩餘深度裕量 = 最小腔體深度 − 最大局部輸送堆疊 − 附加安裝層 − 已驗證的壽命成長 − 所需的組裝間隙。
此公式假設交付堆疊中尚未包含額外的層數和使用壽命增長。使用相同的位置特定方法評估長度和寬度。考慮定位特徵公差和組裝偏移，而不僅僅是外部邊界框。
2.2 間隙計算範例
假設成品電池疊層的最大厚度為 5.40 毫米（已包含隨附的膠帶和標籤）。最小外殼深度為 6.30 毫米。單獨的安裝層佔用 0.20 毫米，約定的使用壽命內厚度變化容差為 0.40 毫米，所需的組裝間隙為 0.15 毫米。
剩餘裕量為 6.30 − 5.40 − 0.20 − 0.40 − 0.15 = 0.15 mm。這些數值僅供參考；0.40 mm 的裕量並非建議的通用擴展值。如果電池旁邊的相變材料 (PCM) 的局部高度為 3.00 mm，則應將其單獨劃分為一個區域進行評估，而不是添加到 5.40 mm 的電池堆頂部。
檢查最大包裝尺寸與最小腔體尺寸是否有乾涉，以及最小包裝尺寸與最大腔體尺寸是否有滯留。統計公差方法需要合理的製程模型；切勿假設變化彼此獨立，或使用統計結果忽略安全關鍵的干涉條件。
第三部分：鋰聚合物電池組的壓力與熱極限
3.1 無失控點載重支撐
保護電池袋免受尖銳邊緣、螺絲尖端、剛性凸台和集中負載的傷害。不要想當然地認為所有壓縮都不可行，或是每個電池袋都需要壓縮裝置。任何指定的約束或壓力都必須基於所選電池的要求，並在電池組設計中得到驗證。
保持密封折疊和卡扣在規定的幾何形狀範圍內。切勿強行將組裝好的電池組塞入尺寸過小的腔體，或彎曲標準電池以使其裝入。在安裝、跌落和振動過程中，確認機械負荷路徑。支撐結構不應透過卡扣、焊點或未支撐的PCM組件傳遞損壞性載重。
3.2 使用電池特定的溫度限制
充電、放電和儲存的溫度限制可能各不相同。請務必使用電池的特定規格，並評估最終外殼內部的溫度，包括附近電子元件和相變材料（PCM）產生的熱量。籠統的「鋰聚合物電池工作範圍」不能取代這些實際溫度限制。
不要想當然地認為客製化電池能夠自動耐受 85°C 或更高溫度下的連續使用。高溫運作需要供應商提供明確的資格認證和應用驗證。外殼和安裝材料的熱膨脹也會影響安裝和固定效果，因此在相關情況下應予以考慮。
第四部分：留存擴張津貼
4.1 留任需要進行兵力評估
設計合理的泡棉、黏合劑、支架或其他固定裝置都能起到固定作用。柔軟的泡棉在壓縮時仍能施加壓力。應明確泡棉的厚度、壓縮力特性、組裝公差和預期壓縮永久變形，而不是想當然地認為泡棉不會對電池施加壓力。
驗證在搬運、振動和跌落條件下的運動情況。設計可以避免干涉，但仍允許電池組滑動、磨損絕緣層或拉扯線路。在允許的腔體和電池公差範圍內，保持足夠的固定力。
4.2 區分正常變化與異常腫脹
軟包電池厚度會隨充電狀態、溫度和老化程度而變化。請在相關的充電、循環、儲存和約束條件下取得特定電池的資料。切勿採用500次循環後厚度普遍增加8-10%的標準，也不要自動將初始厚度的10%作為封裝裕量。
氣體引起的膨脹也可能表示電池性能下降或有異常情況。 5毫米的電池膨脹到8毫米並非正常使用壽命設計規則。額外的外殼空間並不能讓異常膨脹變得安全。應與相關製造商共同製定檢驗、維修和報廢標準。
記錄允許的使用壽命尺寸範圍及其確定條件。說明其成長餘裕是否在製造公差之外。在整個組裝過程中預留該空間，而不是將其用於計劃外的標籤、金屬絲環或泡沫墊。
第五部分：黏合劑、泡棉、絕緣材料和相變材料安裝
5.1 計算實際材料層數
絕緣層厚度因產品而異。 PET、聚醯亞胺和其他材料不可互換，僅憑材料名稱無法確定其介電性能、耐溫能力或阻燃等級。請選擇合適的材料，並明確其特定等級和尺寸。
計算現有層數：單面覆膜算一層；雙面覆膜則兩面皆算對應層數。膠帶重疊和標籤邊緣可能形成局部層數最大值。不要規定每張絕緣片的厚度均為 0.25 毫米，也不要假定所有塑膠薄膜都防火。
PCM封裝包含元件高度、焊接點、絕緣層和安裝結構。僅PCB基板厚度不足以構成完整的封裝。請參閱… BMS和PCM設計 在選擇保護功能時，要獲得特定佈局的機械包絡線。
5.2 規定安裝條件和老化條件
明確黏合劑黏合層厚度、膠帶公差、黏貼位置和材料相容性。指定泡沫材料的自由厚度和預期安裝壓縮範圍，以及由此產生的受力情況。評估老化、溫度和壓縮永久變形，而不僅僅是測量新壓縮的樣品。
PCM支撐件可採用經認可的封裝結構、專用載體或絕緣安裝方式。並非必須將其剛性地放置在軟包平台上。應保護組件免受機械載荷的影響，並保持導體與軟包層壓板之間的絕緣。必要時，應確認維修或更換通道是否暢通。
第六部分：電纜和連接器空間
6.1 線徑和佈線
AWG 指的是導線的尺寸，而不是成品導線的外徑。不同產品的絕緣材料和壁厚各不相同。應使用實際的拉絲工藝和公差，而不是將所有 24 AWG 導線的直徑設定為 1.6 毫米。
線束尺寸取決於排列方式、套管和交叉點。兩根導線並排會增加局部寬度；堆疊的導線會增加局部高度。根據指定的電纜和使用條件預留彎曲半徑和應力釋放空間。佈線時應避開尖銳邊緣、密封件和壓力敏感區域。
6.2 連接器對接和組件檢修
確定連接器製造商、零件編號、引腳排列、極性和方向。預留空間用於容納配對的連接器、鎖扣操作和拔出路徑（如果這些功能在裝置內部發生）。外部連接器可能需要單獨的封裝，而不是計入電池本體的尺寸。
根據明確的基準線確定線長，並標明公差、出線方向和使用餘裕。線環在機殼閉合過程中不得被擠壓，也不得將力傳遞到卡扣上。在最終確定機殼之前，請與製造商確認組裝順序。
第 7 部分：尺寸設計與驗證工作流程
7.1 建構受控成品包裝圖
確定最小可用空腔空間、定位特徵和禁區。
提供電氣要求：電壓範圍、測量負載、運轉時間、充電器和溫度條件。
選擇合格的電池單元，並確定PCM、感測器、電線和連接器要求。
建立本機分段堆疊並指定最大交付尺寸。
就使用壽命期間的尺寸變化、安裝條件和組裝間隙達成協議。
在投入生產工裝之前，請先批准圖面修改和組裝驗證計畫。
請提供以下輸入資訊 客製化電池解決方案 而不僅僅是指定標稱的單元尺寸和容量。所要求的最大封裝範圍必須明確說明包含哪些功能。
7.2 機械性質和電氣性能聯合驗證
確定樣品選擇、測量設備和驗收標準。明確樣品狀態、溫度、方向和測量接觸力：過大的測量力會壓縮軟包，導致厚度測量偏低。測量關鍵區域，並將結果與圖紙進行核對。
驗證組裝後的產品是否符合要求，包括適配性、緊固性、絕緣性、電纜處理能力和熱性能。驗證時應考慮相關的壽命條件和應用負載。容量和電阻測試有助於電氣認證，但不能證明機械相容性或長期安全性。三個容量循環並非通用的壽命驗證要求。
與相關合規團隊合作，確定產品和目標市場適用的安全和運輸證明。請勿將 UL、IEC、CE、CB、RoHS 和國家認證視為每個包裝都必須遵守的強制性清單。 測試文檔 應與所提供的設計圖和預期用途相符。
第八部分：常見錯誤和最終合身度檢查清單
8.1 避免重複計算和未經證實的假設
常見錯誤包括將電池單元代碼視為最終圖紙、將電池單元旁側相變材料 (PCM) 的高度加到電池單元厚度上、忽略膠帶重疊、假設線規 (AWG) 決定外徑，以及在沒有電池單元實際尺寸的情況下使用固定膨脹率。另一個錯誤是在封裝尺寸已經包含絕緣層的情況下，再次扣除絕緣層厚度。
不要將包裝袋密封邊緣描述為通用的“氣囊區域”。氣囊的製造特徵和成品密封幾何形狀因設計而異；請使用經批准的成品單元圖紙。同樣，避免使用通用的圓角半徑或折疊標籤尺寸。
8.2 開工前確認以下項目
勾選 | 所需協議 |
|---|---|
尺寸 | 最大投遞範圍、日期和本地區域 |
優惠促銷 | 最小空腔、附加安裝層和裝配裕度 |
擴展 | 細胞特異性生命條件與包涵體註釋 |
保留 | 安裝方法、受力及老化性能 |
接線 | 外徑、路徑、彎曲極限與出口公差 |
連接器 | 配套外殼、方向和服務通道 |
驗證狀態 | 測量條件、適配性測試和變更控制 |
在最終生產模具製作前，請務必確認樣品尺寸是否合適。後續對電池單元、相變材料組件、標籤、膠帶、泡棉和連接器的任何變更都可能影響已批准的尺寸範圍，因此請務必嚴格控制。成品尺寸應為可重複的組裝規格，而非根據不相關的產品目錄編號估算。
常見問題
我可以根據鋰電池型號來確定電池殼的尺寸嗎？
不。請使用完整的電池圖和單獨的成品封裝圖。型號編碼規則各不相同，而且組裝後的保護裝置、絕緣層和線路也會改變封裝尺寸。
10%的膨脹係數夠嗎？
沒有通用的答案。取得所選電池在相關使用壽命條件下的尺寸變化資料。區分此允許值與製造公差，並單獨定義異常膨脹的剔除標準。
是否應該將PCM高度加到電池厚度中？
僅在 PCM 和單元垂直重疊處才會發生這種情況。單元旁板是一個獨立的局部堆疊。剖面圖顯示了哪些特徵實際決定了最大高度。
泡沫材料能在不施加壓力的情況下固定電池嗎？
壓縮泡棉會施加壓力。選擇並驗證其安裝壓縮性能、接觸面積和老化性能是否符合單元的要求。僅靠柔軟度無法確保安全固定。
線規是否決定佈線間隙？
否。請使用指定線材的成品外徑、公差、彎曲極限和捆紮方式。包括套管、交叉點、應力消除裝置和組裝通道。
OEM廠商在開模前應該發送哪些資料？
請提供最小可用腔體尺寸、安裝和禁裝區域、電氣負載、充電器要求、電纜和連接器詳情、環境條件以及使用壽命目標。批准受控的成品包裝圖紙，並根據實際設備驗證樣品。
