BMS-piirilevyjen suunnittelun näkökohdat kokoonpanoa ja valmistusta varten

BMS-piirilevyn suunnittelun näkökohdat Kokoonpanoon ja valmistukseen keskittyvä yritys muuntaa akkujen hallintakaaviot piirilevyksi, joka voidaan valmistaa, koota, tarkastaa ja siirtää tuotantoon. Highleap Electronics on piirilevyjen valmistus- ja kokoonpanoyritys. Valmistamme ja kokoamme piirilevyjä asiakkaiden hyväksymistä tiedostoista; emme omista koko akkujärjestelmän suunnittelua, laiteohjelmistoa, turvallisuusstrategiaa tai tuotesertifiointia.

BMS-kortti yhdistää usein matalan tason tunnistuksen, suurjänniteerotuksen, suojauspiirit, tiedonsiirron, lämpövalvonnan, liittimet ja joskus suurvirtareitit. Ennen valmistusta tehdyt suunnitteluvalinnat voivat vaikuttaa merkittävästi kokoonpanon saantoon, testausmahdollisuuksiin, pitkän aikavälin toistettavuuteen ja tuotantokustannuksiin. Tämä sivu antaa valmistukseen keskittyviä ohjeita insinööreille, jotka valmistelevat BMS-piirilevy- ja piirilevytiedostoja tarjouksia ja tuotantoa varten.

Kokoonpanopalvelu, katso BMS-piirilevyjen kokoonpanopalvelutSuurvirtaisten kupari- ja lämpörakenteiden osalta katso raskas kuparinen piirilevykokoonpano.

BMS-piirilevyjen suunnittelutavoitteet luotettavaa kokoonpanoa varten

Valmistettava asettelu ensimmäisestä revisiosta lähtien

BMS-piirilevy tulisi suunnitella siten, että valmistus, kokoonpano, tarkastus ja testaus ovat käytännöllisiä. Tämä tarkoittaa selkeää komponenttien välistystä, liittimien vakaata suuntausta, hallittua kuparin jakautumista, määriteltyjä testipisteitä, näkyviä napaisuusmerkintöjä ja realistista juotoskohtaa. Varhainen DFM-tarkastus voi estää ongelmia, kuten vaikeasti saavutettavia kontaktipisteitä, epäselviä pin 1 -merkintöjä, mahdottomia pinnoitteen suojausalueita tai liittimien sijoittelua, joka on ristiriidassa kotelon kanssa.

Suunnittelun omistajuus ja valmistuksen tuki

Tuotteen omistaja määrittelee akkujärjestelmän toiminnan, turvallisuuskynnykset, laiteohjelmiston, toiminnalliset vaatimukset ja vaatimustenmukaisuusstrategian. Highleap tukee valmistuksen ja kokoonpanon tarkastuksia valmistuspuolella. Tuottavin työnkulku on toimittaa Highleapille suunnittelutiedostot, pinoamisluettelo, osaluettelo, kokoonpanopiirustukset ja tunnetut riskialueet ennen ensimmäistä rakennetta. Tämä mahdollistaa valmistettavuusongelmien tunnistamisen ennen materiaalin tilaamista.

Virtareitin, tunnistuslinjan ja maadoituksen asettelu

Nykyisen reitin selkeys

Suurvirtareitit tulisi olla helposti tunnistettavissa piirilevytiedostoista ja valmistustiedoista. Kuparin leveyden, kuparin painon, läpivientimatriisien, liittimien, rinnanjohtimien ja lämmönlevitysalueiden tulee vastata tarkoitettua virtaa ja lämpötilan nousua. Virtakapasiteetti riippuu muustakin kuin johtimen leveydestä; myös kuparin paksuus, kerrosten sijainti, kuparitasot, ilmavirtaus, piirilevyn materiaali ja ympäristö ovat tärkeitä. Asiakkaan tulee varmistaa virta- ja lämpöominaisuudet tuotetasolla.

Sense-linjan suojaus

Jännitteen mittauslinjojen ja virran mittausreittien tulisi välttää tarpeetonta kohinan kytkentää, huonoa liittimen määrittelyä ja epäselvää maadoitusta. Valmistuksen näkökulmasta osaluettelon tulisi selvästi tunnistaa tarkkuuskomponentit ja osat, joita ei saa vaihtaa. Testialueet tulisi sijoittaa paikkoihin, joissa tarkastus ja virheenkorjaus voidaan suorittaa vahingoittamatta kokoonpanoa. Jos käytetään Kelvin-anturia, asettelun tulisi säilyttää tarkoitettu mittausliitäntä.

Maadoitus- ja paluureitin kurinpito

BMS-kortit voivat sisältää analogisen maadoituksen, tehon maadoituksen, tietoliikennemaadoituksen sekä rungon tai suojauksen viitteet. Nämä ovat suunnittelupäätöksiä, mutta valmistustiedostojen tulisi tehdä maadoitukseen liittyvät ominaisuudet näkyviksi. Kiinnitysalustat, pinnoitetut reiät, suojauksen kosketuspinnat ja rungon liitäntäpisteet tulee määritellä. Jos ruuvinreikä on tarkoitettu toiminnalliseksi maadoitukseksi, viimeistely, välys, aluslevyn pinta-ala ja kokoonpanovaatimukset tulee määrittää.

Pintautumis-, raivaus- ja eristyssuunnittelu

Tuotevaatimuksiin perustuvat välistyssäännöt

Korkeamman jännitteen akkujärjestelmissä käytettävät BMS-kortit vaativat määritellyn ryömintä- ja välysrajan. Vaaditut arvot riippuvat jännitteestä, ympäristöstä, saastumisasteesta, materiaaliryhmästä, pinnoitteesta, standardivaatimuksista ja tuotearkkitehtuurista. Highleap voi valmistaa uria, aukkoja ja kuparivälyksiä piirustuksen mukaan, mutta asiakkaan tai suunnitteluviranomaisen on määriteltävä arvot.

Eristyskomponentit ja pakkausvalinta

Optoeristimien, digitaalisten eristimien, eristettyjen DC-DC-moduulien ja eristysvahvistimien on vastattava vaadittua eristyskykyä ja pakkausväliä. Pakkausmuutokset voivat vaikuttaa ryömintämatkaan ja jalanjälkeen. Hyväksyttyjä vaihtoehtoja on valvottava huolellisesti. Varaosa, jolla on samanlainen sähköinen toiminto, mutta eri pakkausgeometria, ei välttämättä sovellu lopputuotteeseen.

Aukot ja suojat kokoonpanoon pääsyä varten

Uripintojen ja suojapaikkojen tulee olla yhteensopivia kokoonpanon ja tarkastuksen kanssa. Vältä pienten osien sijoittamista liian lähelle jyrsittyjä uria, koska reunan laatu tai juotosmaskin määrittely voi vaikeutua. Pidä testipisteet ja ohjelmointialueet pinnoitus- tai eristysalueiden ulkopuolella, jos niiden on oltava helposti saatavilla kokoonpanon jälkeen.

Lämpösuunnittelu tehokomponenttien ympärillä

Lämmönlähteet rakennusautomaatiopiireissä

Tasapainotusvastukset, MOSFETit, säätimet, shuntit, esilatauspiirit, releet ja liittimet voivat tuottaa lämpöä. Asettelun tulee tarjota riittävästi kuparipinta-alaa rakenteen ja väleistyksen kautta aiottua käyttöolosuhteita varten. Komponentteja ei saa ahtaa paikkoihin, joissa juottaminen, tarkastus tai lämmön leviäminen on epäluotettavaa. Suuritehoisissa malleissa voidaan tarvita lämpösimulointia tai tuotetason testausta.

Kokoonpanon vaikutus lämpöominaisuuksiin

Juotospastan peitto, tyhjät pinnat, komponentin istuvuus ja uudelleensulamisprofiili voivat vaikuttaa lämmön kulkeutumiseen. Paljaiden lämpötyynyjen suunnittelussa ja läpivientistrategiassa on käytettävä sapluunaa, jolla vältetään liiallinen tyhjät pinnat tai juotteen imeytyminen. Jos komponentti liitetään jäähdytyselementtiin tai metallilevyyn, mekaaninen rajapinta on määriteltävä kokoonpanopiirustuksessa.

Suurvirran kuparisuunnittelu

Jos BMS-levy kuljettaa huomattavaa virtaa, voidaan tarvita runsasta kuparia tai leveitä kuparialueita. Runsas kupari lisää valmistuksen monimutkaisuutta ja voi vaikuttaa lähellä olevaan hienojakoiseen kokoonpanoon. Suunnittelijoiden tulisi välttää erittäin runsaiden kupariosien ja herkkien analogisten piirien yhdistämistä tarkastelematta juotos- ja välistysvaikutuksia. Suurten virtojen rakennusvaihtoehtoja varten katso raskas kuparinen piirilevykokoonpano.

Liittimen, johtosarjan ja mekaanisen liitännän suunnittelu

Liittimen suunta ja huollettavuus

Akkuhallintakortit ovat usein riippuvaisia ​​liittimistä kennojen liitäntöjä, tiedonsiirtoa, lämpötila-antureita, virransyöttöä, ohjelmointia ja diagnostiikkaa varten. Suunnittelussa tulisi näkyä liittimien suunta, salpojen suunta, nasta 1, kiilaus ja johtosarjan yksityiskohdat. Jos kortti asennetaan koteloon tai akkumoduuliin, liittimien sijoittelun tulisi mahdollistaa pääsy johtosarjaa taivuttamatta tai juotosliitoksia rasittamatta.

Johdinsarjan pinnien johdonmukaisuus

Piirilevyn liittimen pinnien ja johtosarjan piirustuksen on oltava samat. Pinnien epäsuhta voi olla kallista, koska sekä piirilevy että johtosarja voivat läpäistä oman tarkastuksensa, mutta epäonnistua järjestelmäintegraation aikana. Käytä selkeitä merkintöjä, liitinviitteitä ja versionhallintaa sekä piirilevyn piirustuksissa että johtosarjan piirustuksissa.

Mekaaninen asennus ja maadoitusominaisuudet

Kiinnitysreiät, pinnoitetut reiät, maadoitustyynyt, metalliset välikappaleet ja rungon koskettimet tulee määritellä mekaanisessa piirustuksessa. Jos kiinnitysreikää ei ole pinnoitettu, sen tulee olla selkeästi merkittynä. Jos sitä käytetään maadoitukseen, kuparipinnan leveys, viimeistely, aluslevyn pinta-ala sekä vääntömomentti tai laitteistovaatimukset tulee määrittää. Mekaanista rasitusta ei saa siirtää hauraisiin juotosliitoksiin tai hienoihin juotoskiskoihin.

DFM- ja DFA-tarkistukset BMS-piireille

Valmistuksen DFM-pisteet

• Pinoamisaste, kuparin paino, levyn paksuus ja pinnan viimeistely vastaavat piirustusta.
• Suurjännitteisten laitteiden välit, raot ja suojakaivot määritellään mitattavissa olevilla mitoilla.
• Raskas kupari, läpivientimatriisit ja lämpötyynyt ovat valmistettavissa.
• Pinnoitteen merkinnät eivät peitä mittauspisteitä, ohjelmointialueita ja liitäntäalueita.
• Levyn ääriviivat ja kiinnitysreiät vastaavat kotelon vaatimuksia.

Kokoonpanon DFA-pisteet

• Napaisuusmerkinnät ovat selkeät diodeille, integroiduille piireille, kondensaattoreille, optokytkimille ja liittimille.
• Suurilla komponenteilla on riittävästi tilaa ja juotosmahdollisuus.
• Hienojakoiset osat eivät ole liian lähellä korkeita liittimiä tai mekaanisia reunoja.
• Pinnoitteen suojakaiteet, merkinnät ja tarkastusalueet näkyvät piirustuksessa.
• Toimitukseen kuuluvat kriittiset osat merkitään ja pakataan tuotantokäyttöä varten.

Yleisiä julkaisuongelmia

Testipisteen ja ohjelmointirajapinnan suunnittelu

Esteettömät testipisteet

Testipisteet tulee sijoittaa siten, että mittauspäät pääsevät niihin käsiksi kokoonpanon jälkeen. Vältä kriittisten testityynyjen sijoittamista liittimien alle, korkeiden komponenttien alle, pinnoitusalueiden sisälle tai liian lähelle piirilevyn reunoja. Testipisteet tulee merkitä johdonmukaisesti ja sidota asiakkaan testausmenettelyyn. Jos automatisoitu testaus on suunniteltu, tyynyjen koko, välit ja kiinnittimien saatavuus tulee tarkistaa etukäteen.

Ohjelmointirajapinnan suunnittelu

Ohjelmointilevyjen tai -liittimien tulee olla helposti saatavilla ja suojattuja vahingossa tapahtuvalta oikosululta. Suunnittelussa tulee määritellä ohjelmointijännite, liitännän tyyppi, suunta, laiteohjelmistoversion hallinta ja vahvistusmenetelmä. Jos ohjelmointia ei tee Highleap, kokoonpanopaketissa tulee mainita, että kortit toimitetaan ohjelmoimattomina.

Tuotantotestien dokumentaatio

Testirajat ja -tietueet tulee määritellä ennen tuotantoa. Prototyyppien osalta epävirallinen tekninen palaute voi riittää. Tuotannossa selkeä testausmenettely, jossa on hyväksymis-/hylkäyskriteerit, laiteohjelmistoversio, sarjanumerotarra ja tietueen muoto, on luotettavampi. Highleap voi noudattaa asiakkaan toimittamia menettelyjä, kun ne sisältyvät sovittuun rakennuslaajuuteen.

Suunnittelusta kokoonpanoon -tarjouspyyntöjen muistiinpanot ja usein kysytyt kysymykset

BMS-suunnittelujulkaisun tarjouspyyntöhuomautukset

• Piirilevytiedostot, pinoaminen, kuparin paino ja pintakäsittely.
• Tuoteluettelo, jossa on tarkat MPN-numerot ja hyväksytyt vaihtoehdot.
• Kokoonpanopiirustus, jossa on napaisuus, liittimen suunta ja pinnoitustiedot.
• Korkeajännitteisten laitteiden välistys-, aukko- ja eristysvaatimukset.
• Virtareitti, lämpöläpiviennit ja suuret kuparivaatimukset.
• Liittimen, johtosarjan ja mekaanisen liitännän piirustukset.
• Ohjelmointimenettely ja toiminnalliset testausvaatimukset, jos sovellettavissa.
• Pakkaus-, jäljitettävyys- ja tuotantokirjanpitovaatimukset.

Sisäiset linkit tuotantosuunnitteluun

Kokoonpanopalvelu, katso BMS-piirilevykokoonpanoKatso NPI-tarkastus ennen julkaisua kohdasta NPI DFM -tarkastus. Katso prototyypin siirto prototyypistä tuotanto-piirilevyyn.