Banco de energía Servicio ODM Carga rápida de alta capacidad Protección BMS Diseño PCBA Gestión térmica y producción llave en mano
Resumen del producto
Banco de energía ODM llave en mano con integración de celdas de alta capacidad, protección BMS multicapa, diseño de PCBA de alta corriente y gestión térmica avanzada. Desde 5.000mAh ultradelgado hasta 40.000mAh 100W multipuerto con certificación global.
Atributos personalizados del producto
Servicio de fabricación ODM de Power Bank
,BMS Protección PCBA Gestión térmica
,Solución de producción llave en mano de carga rápida
Propiedades básicas
Propiedades comerciales
Descripción del Producto
Power Bank ODM: Inteligencia BMS, PCBA de alta corriente e ingeniería térmica — Empaquetado y certificado bajo un mismo techo
El mercado de las baterías externas se ha bifurcado. En el extremo inferior, las baterías genéricas de 5 a 10 dólares con 5.000 a 10.000 mAh son una carrera hacia el abismo en cuanto a costes, con márgenes comprimidos a un solo dígito y calidad sacrificada para alcanzar precios. En el extremo superior, las baterías externas de 30 a 100 dólares que ofrecen una salida USB-C de 65 a 140 W con una capacidad de 20.000 a 40.000 mAh, gestión digital de la batería, carga rápida multiprotocolo y certificaciones de seguridad compatibles con las aerolíneas están experimentando un crecimiento de dos dígitos, impulsado por los usuarios de portátiles, los profesionales de viajes y la proliferación de dispositivos USB-C que exigen potencia real, no carga lenta. Construir una batería externa de gama alta significa resolver tres desafíos de ingeniería que van más allá de la capacidad de los ensambladores genéricos de baterías externas: un BMS multicapa que gestiona de forma segura de 6 a 10 celdas de litio con una salida de 65 a 140 W, una PCBA de alta corriente que maneja de 5 a 10 A continuos con un aumento de temperatura aceptable y un diseño de gestión térmica que mantiene la superficie de la carcasa por debajo del límite reglamentario de 48 °C (IEC 62368-1) a plena carga. Nuestro servicio ODM de baterías externas ofrece las tres cosas, desde el abastecimiento de celdas y el firmware del BMS hasta la producción en masa certificada.
El BMS: Por qué es el cerebro, no solo un circuito de protección
| Función del BMS | Batería externa genérica (10K mAh, 1S) | Nuestro diseño de gama alta (20K-40K mAh, 3S-5S) |
|---|---|---|
| Configuración de celdas | Celda única (1S). No se requiere balanceo. La protección es un único CI de protección DW01 o equivalente que monitoriza un voltaje. | Configuración en serie de 3S a 5S para lograr un voltaje de paquete nominal de 11,1 V-18,5 V. Esto permite una conversión buck-boost bidireccional a voltajes USB-C PD (5/9/12/15/20V) con mayor eficiencia que el aumento a partir de una sola celda. Cada celda en serie requiere monitorización individual de voltaje. |
| Balanceo de celdas | No aplicable (celda única). | Balanceo pasivo a 50 mA por celda durante la carga. Umbral de balanceo: 4,18 V/celda ±10 mV. El balanceo se activa cuando cualquier celda supera los 4,18 V mientras que otras están por debajo de 4,16 V. Esto evita que la celda más débil se sobrecargue mientras las celdas más fuertes se ponen al día, extendiendo la vida útil del paquete de 200-300 ciclos (sin balanceo) a 500-800 ciclos (con balanceo). |
| Protección contra sobrecorriente | Umbral fijo de 3-5 A (DW01 + MOSFET dual). Si la carga de salida excede el umbral, la salida se bloquea hasta que se reconecta el cargador. | Protección multinivel programable: (1) Cortocircuito instantáneo: 10 ms): 110 % de la máxima nominal, recuperación automática después de 500 ms. (4) Sobrecarga térmica: la salida se reduce linealmente del 100 % a 85 °C al 50 % a 105 °C, y luego se apaga a 110 °C. Este enfoque en capas evita disparos molestos y proporciona protección real. |
| Precisión del indicador de combustible | Estimación simple basada en voltaje. Error del 20-40 % según la carga y la temperatura. La lectura de "3 de 4 LED" puede significar entre el 45 % y el 80 % de la capacidad real. | Conteo de culombios con calibración de voltaje. CI dedicado de indicador de combustible (TI BQ27427 o Maxim MAX17055) rastrea la carga de entrada/salida con una resolución del 1 %. Compensado por temperatura. La calibración periódica basada en voltaje durante los períodos de descanso corrige la deriva. Precisión: ±3 % en todas las condiciones de carga. La pantalla digital muestra el porcentaje exacto, sin más conjeturas. |
| Redundancia de seguridad | Ruta de protección única. Si falla el DW01, no hay respaldo. | Protección de tres niveles: (1) Primaria: MCU del BMS con protección basada en firmware. (2) Secundaria: CI de protección de hardware dedicado (TI BQ77915 o equivalente) con monitorización independiente de voltaje/temperatura/corriente. (3) Terciaria: fusible químico (o fusible PTC + térmico) como desconexión irreversible de último recurso. Cualquiera de los dos niveles puede fallar y el tercero sigue protegiendo el paquete. Esta es la arquitectura requerida por UL 2056 para paquetes de baterías de litio de alta capacidad. |
Diseño de PCBA de alta corriente: Ingeniería para 100W
| Elemento de diseño | Enfoque estándar | Nuestra solución |
|---|---|---|
| Peso del cobre | Cobre de 1 oz (35 µm) en todas las capas. A 5 A continuos a través de una pista de 2 mm, el cobre de 1 oz alcanza un aumento de temperatura de 45-55 °C, muy por encima del límite recomendado de 30 °C. | Cobre de 3 oz (105 µm) en las capas de potencia. A los mismos 5 A a través de una pista de 2 mm, el cobre de 3 oz solo tiene un aumento de temperatura de 18-22 °C. Para las rutas de mayor corriente (terminales de la batería al inductor buck-boost), vertidos de cobre de 4 oz con cobre expuesto y refuerzo de soldadura para actuar como un disipador de calor incorporado. |
| Enrutamiento de pistas de potencia | Pistas enrutadas por autorouter con mínima optimización de ancho. Las secciones estrechas crean puntos calientes localizados que son invisibles en las imágenes de cámaras térmicas porque están enterrados bajo la capa de componentes. | Pistas de potencia diseñadas como vertidos de cobre, no como pistas. Ancho mínimo: calculado para un aumento de temperatura de 10 °C al 130 % de la corriente nominal. Todas las rutas de potencia verificadas en simulación térmica de PCB antes de la fabricación. Conexiones Kelvin para la detección de corriente para eliminar la resistencia de la pista de la medición. |
| Área del bucle de conmutación | Diseño estándar para convertidor buck-boost. Bucles de condensador de entrada y salida enrutados por conveniencia, no por rendimiento. Las grandes áreas de bucle irradian EMI y aumentan las pérdidas de conmutación. | Bucles de conmutación críticos (condensador de entrada → FET GaN → inductor → condensador de salida) optimizados para un área encerrada mínima. FET GaN colocado a menos de 2 mm de los condensadores de entrada. Inductor colocado directamente adyacente al FET. Inductor blindado con núcleo de ferrita de níquel-zinc para contener el flujo magnético. Resultado: 6-10 dB menos de EMI radiada, pasa FCC Clase B con margen. |
| Matrices de vías térmicas | 5-10 vías térmicas debajo de componentes calientes. Transferencia de calor ineficaz al plano de tierra interno. | 50-80 vías térmicas (taladro de 0,3 mm, pad de 0,6 mm) debajo de cada FET GaN e inductor buck-boost, dispuestas en una cuadrícula escalonada. Las vías se rellenan y se tapan para obtener una superficie plana (para paquetes QFN con pad térmico expuesto). Conectadas a un plano térmico de cobre de 2 oz dedicado en una capa interna que distribuye el calor por toda el área de la PCB, no solo un pequeño parche de tierra local. |
Gestión térmica: El verdadero desafío de ingeniería
Una batería externa de 100 W que entrega 20 V a 5 A a través de un puerto USB-C opera con una eficiencia de conversión de aproximadamente 88-92 %. Con un 90 % de eficiencia, se deben disipar 10 W de calor de una PCB que típicamente mide 60*90 mm, dentro de una carcasa de aproximadamente 80*130*25 mm. El desafío no es solo gestionar 10 W de calor, sino gestionarlo dentro de una carcasa de plástico sellada (para clasificación IP o razones estéticas) que no tiene ventilación. Nuestra estrategia de gestión térmica tiene cuatro capas:
| Capa | Técnica | Reducción de temperatura |
|---|---|---|
| 1. Reducción de fuente | FET GaN tanto en el convertidor buck-boost (bidireccional para manejar carga y descarga) como en la etapa de potencia del controlador USB-C PD. GaN reduce las pérdidas de conmutación en un 50-60 % en comparación con los MOSFET de Si a las frecuencias de conmutación de 300-500 kHz utilizadas en diseños de baterías externas compactas. Menos pérdidas = menos calor que disipar. | 3-5 °C (vs. diseño de Si) |
| 2. Disipación de calor de la PCB | Plano térmico interno de 2 oz dedicado con matrices de vías térmicas debajo de cada fuente de calor. El plano térmico distribuye el calor por toda el área de la PCB, eliminando puntos calientes y reduciendo la temperatura máxima de la unión del componente. Una PCB de 60*90 mm actúa como un disipador de calor de 54 cm² con una resistencia térmica aproximada de 3-5 °C/W al ambiente en aire quieto. | 5-8 °C (vs. sin plano térmico) |
| 3. Acoplamiento térmico de la carcasa | Pad de material de interfaz térmica (TIM) (grosor de 1,5 mm, conductividad de 3 W/m·K) entre el plano térmico de la PCB y el marco interior de aluminio o las ubicaciones de los bosses de plástico reforzado. Esto crea una ruta térmica directa desde la PCB a la superficie exterior de la carcasa, convirtiendo toda la carcasa del producto en un disipador de calor pasivo. | 4-6 °C (vs. espacio de aire) |
| 4. Estrangulamiento térmico del firmware | Termistor NTC en la PCB monitoriza la temperatura en el punto más caliente (típicamente el inductor buck-boost). El firmware implementa dos umbrales: (1) A 75 °C en la PCB, la potencia de salida se reduce de 100 W a 65 W. (2) A 85 °C en la PCB, la salida se reduce a 30 W. Esto mantiene la temperatura de la superficie de la carcasa por debajo del límite reglamentario de 48 °C incluso en condiciones ambientales de 40 °C. El estrangulamiento es gradual y el usuario ve un mensaje de "Alta temperatura - Potencia reducida" en la pantalla digital. | Evita >48 °C en superficie (criterio de aprobación/fallo) |
| Impacto total de la gestión térmica | Reducción de 12-19 °C en el punto caliente | |
Gama de productos
| Categoría | Capacidad | Salida máxima | Puertos | BMS | Precio de venta objetivo |
|---|---|---|---|---|---|
| Ultra-delgada EDC | 5.000 mAh, bolsa Li-Po, 8 mm de grosor | 20 W USB-C PD | 1*USB-C (bidireccional) | 1S, CI de protección básico + indicador de combustible | 15-25 $ |
| Transporte diario | 10.000 mAh, 2*21700, 15 mm de grosor | 30 W USB-C PD + PPS | 1*USB-C + 1*USB-A, pantalla digital | 2S, balanceo pasivo, conteo de culombios | 25-39 $ |
| Travel Pro | 20.000 mAh, 4*21700 (máx. aerolínea: clase 99,9 Wh) | 65 W USB-C PD (carga de portátil) | 2*USB-C + 1*USB-A, pantalla TFT | 4S, balanceo activo, monitorización por celda, protección de 3 niveles UL 2056 | 49-79 $ |
| Estación de energía de escritorio | 40.000 mAh, 8*21700 (límite inferior a 100 Wh) | 100 W USB-C PD 3.1 + 65 W segundo puerto | 2*USB-C (100W+65W) + 2*USB-A, pantalla IPS a color | 4S2P, balanceo activo, protección de 3 niveles, monitorización de temperatura por celda | 79-129 $ |
Abastecimiento de celdas: La base del coste y la calidad
El BOM de una batería externa es 40-60 % coste de celda. El abastecimiento de celdas determina tanto el precio de venta del producto como su reputación: un solo incidente térmico de una celda de baja calidad destruye una marca. Abastecemos celdas exclusivamente de fabricantes de nivel 1 con trazabilidad completa: Samsung SDI, LG Energy Solution, EVE Energy y Lishen. Cada lote de celdas se inspecciona a la entrada en cuanto a capacidad (real vs. nominal), resistencia interna (DC IR a 1 kHz) y tasa de autodescarga (caída de voltaje después de 7 días de reposo). Las celdas que no cumplen ninguna especificación se devuelven al proveedor antes de que entren en producción. Para clientes que buscan objetivos de costes agresivos, ofrecemos alternativas nacionales de EVE y Lishen que ofrecen el 90-95 % de la vida útil de Samsung/LG a un coste de celda un 30-40 % menor, con datos de prueba completos y términos de garantía divulgados de forma transparente.
Certificación: UL 2056 y más allá
Las baterías externas son una de las categorías de electrónica de consumo más reguladas debido al peligro de las baterías de litio. Las certificaciones clave incluyen: UL 2056 (EE. UU., norma de seguridad para baterías externas, obligatoria para Amazon y los principales minoristas), UN 38.3 (global, transporte de baterías de litio), IEC 62133 (seguridad de celdas), MSDS (Hoja de datos de seguridad de materiales para envío) y certificaciones de seguridad regionales (CE, PSE, KC, BIS). Nuestro equipo de certificación gestiona todo el proceso, incluido el plan de pruebas UL 2056 que cubre: carga anormal, cortocircuito, sobredescarga, carga desequilibrada, resistencia dieléctrica, temperatura, fuente de alimentación limitada e inflamabilidad de la carcasa. Las baterías externas sin certificación UL 2056 no se pueden vender en Amazon EE. UU.; esto solo filtra el 60-70 % de los proveedores genéricos.
Envíenos su especificación objetivo: capacidad, potencia de salida, configuración de puertos, precio de venta objetivo y requisitos de certificación regional. Le devolveremos una recomendación de arquitectura de BMS, opciones de abastecimiento de celdas con precios, estrategia de gestión térmica y cronograma del proyecto en un plazo de 7 días laborables.
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DGood ODM sleep tracker solution. The PPG sensor data, SpO2 tracking, and HRV analysis worked well in our testing, and the team supported customization for our wearable project.
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SWe upgraded our robotic mower line with this ODM solution, and the GPS navigation plus vision obstacle avoidance performed impressively in field tests. Smart charging and the BMS battery management system made the product more reliable and user-friendly.
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BWe customized this smart pet camera through ODM, and the AI pet recognition and activity tracking work very well. The app control is smooth, motion alerts are accurate, and the health monitoring features add real value for our customers.
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Nuestra misión es ofrecer "Alta Calidad", "Buen Servicio" y "Entrega Rápida" para ayudar a nuestros clientes a obtener mayores beneficios.
