24V 20Ah 智能清洁机器人锂电池设计方案

引：（关键词：自动化清洁机器人电池）随着智能控制技术和传感器件的高速发展，各种应用领域应用的机器人也越来越多。特种机器人代替人工在特殊环境工作的应用也越来越广泛。我司专门为太阳能光伏发电站开发的智能清洁机器人锂电池，具备极强的环境耐候性，低温可达-25度，高温可达65度，能适应青藏高原等环境温度差异大的特点。且具备高能量密度，高电压，高倍率的特性，同等体积的功率能满足给机器人提供更长的工作时间和适应人在各种恶劣环境下，解决全天候持续工作的问题。

一、24V20Ah智能清洁机器人电池设计要求

根据客户的要求和规格，应地制宜，设计符合环境要求的与主机配套的电池组。将电池模组加热模块，加入设计中。使设备在超过-25度的条件下，能正常充放电。解决普通锂电池0度以下充电安全性差的弱势。使设备在极段恶劣的环境下全天候运行。

1）电芯造型要求：采用方形铝壳磷酸铁锂动力电池（LP2770134-8S1P/20Ah/25.6V）.

2) 结构设计要求：外观精美，整体电池达到防水,防尘,防震的要求。电池空间，75*145*300mm

3) 电路设计要求：24V/20Ah，正常充电电流6A，正常工作电流9A，瞬间最大工作电流15A；常规保护功能，带均衡电路，能有效弥补电池使用过程中的电芯单体之间的差异，最大限度的延长电池使用寿命；工作温度-25℃-60℃，低温气候下加热前需要给电池辅助加热。

二、24V20Ah智能清洁机器人电池设计方案

1）钣金喷粉外壳：根据客户要求设计精美的钣金外壳，表面喷粉亚黑处理，有效的保护了壳体不受环境影响而氧化变色。采用密封条设计，达到防水防尘防震的要求。外壳上预留充电、放电、温度传感器、加热四个出线孔。隔热层使用5mm左右厚度的保温材料。外箱采取拉手设计，便于临时搬运使用；上盖与面板灵活拆卸，便于电池维护；

2）保护板（PCM）：

▪ 保护板设计：方案选用高精度检测的BMS作为电池的信息采集单元，具有过充，过放，过流，短路和高低温保护，且可均衡单节电压电流。。
▪ 加热部分设计：对于低温充电前的预加热，我们采用9pcs功率5W的柔性加热膜并联，让电芯的每个大平面上都有加热膜加热，预加热过程30分钟左右完成。为确保加热效果，当电池箱体内的环境温度达到0℃时，客户的充电端检测到0℃信号后，延时（10分钟）进行加热，目的是保证电芯整体温度的一致性。

3）过流保护片（PTC）：主要针对二次保护功能设计。PTC可恢复保险丝具有过流保护，自动恢复双重功能。电池产品里的PTC可以防止电池高温放电和不安全的大电流的发生。

4）LP2770134-8S1P/20Ah/25.6V电池组

三、24V20Ah智能清洁机器人电池产品特性：

▪ 超长的使用寿命（循环1000次容量保持不低于70%）；
▪ 卓越的工作温度（可以长期在-20℃～+60℃温度条件下稳定的运行）；
▪ 在电池组内加装电池检测单元，可以精确的实时检测电池电压、温度、容量等状况，并及时通过通信系统传输给主系统，可以充分的提高了产品的工作的安全性；
▪ 电池组外壳采取钣金材料设计，抗冲击性能优越并且具备耐高低温、有效阻燃的高性能，可以确保电池组在受到外力撞击的状况下始终保持有效的防护能力，外装折叠式把手，方便搬运；
▪ 电芯通过中华人民共和国汽车行业标准《QC/T743-2006电动汽车用锂离子蓄电池》各项安全测试，均符合标准的各项指标；
▪ 简便的安装组合（单元模块的设计概念，使产品安装灵活可靠）;

四、设计方案方框图