做便携储能、手持检测设备这类带圆柱锂电的产品时,经常会碰到现成电池端子适配不上PCB布局的问题,这次做的C型端子,就是针对26650规格圆柱电池的PCB直装场景设计的,避开了常规雪橇式端子占用板边空间、固定点位置不匹配的痛点。
从实际装配逻辑来看,这个端子采用单侧半包的C型环抱结构,开口侧预留了足够的电池装入导向斜角,顺着弧面推入即可完成电池就位,不需要额外的卡扣压合工序,产线装配时能省不少对位时间。环抱段的弧度完全贴合26650电池的外径曲面,接触区域做了微凸的加强筋,既保证弹片和电池钢壳的接触压力稳定在合理区间,避免设备晃动时出现接触瞬断,又不会因为抱紧力过大导致电池装入时刮花外壳镀层。
安装固定部分的设计完全贴合PCB板端的布局需求,底部平直段直接贴装在PCB表面,上面预留的三个通孔对应不同的焊盘位置:两个小孔用于波峰焊时的定位,防止过炉时端子偏移,中间的大孔可以根据实际走线需求选择是否加焊,或者预留作为后续测试点的避让位。和常规雪橇式端子不同,这个端子的固定边没有向板侧延伸出多余的支脚,不会占用PCB边缘的布线空间,对于板上元件排布紧凑、边缘需要留出走线或者安装卡扣位置的产品来说,适配性要强很多。
端子的立板段做了翻边加强处理,避免冲压成型后长期受电池挤压出现形变松弛,立板上的沉孔结构一方面是冲压时的工艺定位孔,另一方面也可以作为辅助固定位,如果产品需要做抗跌落强化,可以在这个孔位加装绝缘压片进一步锁紧电池,不需要重新修改端子结构。两侧的折边除了增强整体结构强度之外,还能对电池的轴向位置起到限位作用,防止电池在壳体内窜动时顶到周边元件。
从冲压工艺的角度考虑,整个端子采用单料带连续模即可完成冲裁、折弯、成型工序,没有复杂的拉伸结构,材料选用常规的镀镍弹簧钢片就可以满足弹性和导电要求,不需要额外做表面处理,量产时的工艺成本控制比较友好。设计时特意把所有折弯的内R角统一设置为料厚的0.5倍,避免折弯处出现应力集中导致断裂,接触区域的表面粗糙度控制在Ra1.6以内,降低接触电阻,减少大电流放电时的温升。
实际选型时需要注意,这个端子的安装边界要和PCB上的电池仓位置匹配:底部平直段的宽度要对应焊盘的排布间距,C型环抱段的高度要和电池装入后的中心高度对齐,保证电池装入后极耳和对应接触片的位置同轴,不会出现偏位导致的接触不良。如果是用于多串并联的电池组,相邻端子的间距要预留足够的绝缘间隙,避免爬电距离不足引发短路。另外这个端子的弹片行程是按照26650电池的外径公差带设计的,适配常规公差范围内的成品电池,不需要额外调整弹片预压量,对于结构设计人员来说,直接调用模型放到PCB布局里核对安装位即可,不用重新测绘端子尺寸,能缩短前期选型打样的周期。
在实际应用场景里,这类端子除了用在手持工业检测设备、便携储能电源之外,也可以适配部分采用26650电池的户外照明、小型电动工具产品,只要PCB布局的固定孔位匹配,不需要修改结构就能直接替换常规的雪橇式端子,解决板边空间不足的布局难题。设计时没有做多余的冗余结构,整体料片展开形状规整,材料利用率能控制在80%以上,对于批量生产的产品来说,能摊薄不少五金件的采购成本。
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