2018050415321kW(輸出能力)便攜式儲能產品

1kW(輸出能力)便攜式儲能產品

在電動產業工作許久,也主導開發許多產品,從電動載具、儲能(大小型)、基地台、水上產品等等,在此次文章就來分享2014年所主導的1kw便攜式儲能產品。 

這個1kW便攜式儲能產品是以日本、台灣為主要市場考量,產品標的市場鎖定個人商務、家庭使用、小型個人營業使用、露營業出租等等,所設計開發的理念,是可以居家、公司、外出方便的便攜式電源供應,開發過程參考2014年日本各家產品開發規格來制定整個產品設計、電氣性能走向。 

  一、產品規劃的依據

產品開發是以日本及台灣為市場考量,尤其是日本,便攜式儲能產品在日本需求量大且價格高、利潤高,因此將日本視為主要市場、台灣為次,因此針對此產品規格來調查2014年日本市場上便攜式儲能產品有哪些廠商、產品、規格。

在調查過程當中,日本攜帶式儲能產品規格多樣化,功率從大至小都有,因此就原始設定目標鎖定小功率以內的產品,日本市場產品規格分佈如下

    (1)日本2013年度受賞 DENSOEliiy power

(2)電池購買補助 Eilly powerPanasonicSonyGS Yuasa、株式会社アイエムティ、SharpNAYUTATECHPAL、日本信号、Sanyo

 

從上圖分布來看,總共調查將近30家廠商,這些廠商的產品規格分析如下:

1、以日本現有產品走向,儲能產品輸出能力集中在2kW以下,電池使用容量在4kwh以內。

2、以輸出能力來比較,區分為三個階段0.5kW/1kW/1.5kW

3、從圖面X軸的電池功率來看電池設計容量,電池功率以1kWh附近規格較為多家廠商 (約為10)

4、以圖面Y軸產品輸出能力來看,產品輸出功率達1kW廠商,多達16家。

以這樣的規格來看,產品的1kW輸出能力為比較受使用者青睞,1kW輸出能力也能符合大多電氣的使用,如3C、家電、電動工具、小型機械設備等等

電池使用容量落在1kWh也比較多,這個部分影響到產品重量、外觀、使用時間、價格等等。 

  二、充電時間規格規劃依據

從剛剛所調查的將近30家廠商產品進一步的分析這些產品的充電時間規格,分佈如下圖

從上分佈圖來看,充電時間在3~6小時約為13家廠商的產品,這些產品的電池功率從300wh~3.1kwh,充電的時間決定消費者的使用意願,而且也影響了電池的壽命,以充電時間來看,不論所使用電池容量有多大,電池的充電C-rate落在0.33C~0.166C,這個充電時間非常符合電池的充電規範。 

  三、電池芯規格規劃依據

接下來就是定義電池芯種類,這將近30家產品的電池芯使用種類,也做了 一個調查,如下圖表

從上圖來看,多達21個產品使用磷酸鐵鋰電池芯,不論如何在現有產品市場,已脫離早期使用鉛酸電池的儲能架構,轉換成鋰系列電池,並以磷酸鐵鋰電池為主要架構。

兩者電池能力比較如下表

四、電氣規格規劃依據

每一個產品都有其電氣規格,如輸出能力、顯示裝置、外觀設計樣式等等,因此也針對將近30家各產品進行調查,如下表

上圖區分為電氣、外觀,在電氣上的使用規格上可以了解充電模式、殘量顯示模式或樣式、DC輸出規格、USBAC在線式輸出、充放電設定等等。

 

外觀樣式區分有無移動輪、手提把等等,從上圖可以看出大部分產品都具有什麼樣的功能。

 

  五、產品規劃

根據上述將近30家產品的調查,大都了解在小功率輸出的便攜式儲能產品在日本市場上廣泛接受的產品範圍,因此在市場上的開發考量,就要釐清走向大眾化市場或是其他市場。

現有產品規格規劃是走向大眾化市場,但有些功能是須要有特色。

上圖為所規劃的產品規格,從此規格來看所要開發的設計,如下

1、AC輸出部分採取2組可足輸出1000W(1200VA)的能力、輸出波形採用Pure sine wave而非常見的Modify Pure sine wave

2、LED的顯示採用4段式顯示,並非是以百分比數字顯示,在這設計上是考慮消費者使用心態,一般消費者對於過細的數字顯示,會有精密計較的念頭,一個模糊概念式的顯示方式,有時比較可以讓消費者對產品產生信賴感,而不會計較於1% 2%或是98% 99%的變化。

3、 On-grid無切換時間功能,宣告此產品也可以當成UPS來使用,可以讓消費者在使用較精密的電氣產品或是3C產品,不用擔心市電跳電時,儲能產品切換過程無縫接軌,也能穩定市電電源,讓消費者在使用過程當中,不用擔心市電不穩定電壓而造成電氣產品不穩定或損壞。

4、保障充放電能力在攝氏0度還可以使用,這個溫度設計考量日本冬天室內的溫度,大部分日本消費者在冬季時都有暖氣可使用,但室內溫度還是會有可能落在0~5度之間,因此產品設計保證了在冬季室內使用的可能性。

5、另外考量日本兩個AC頻率,東日本為50Hz、西日本為60Hz、日本使用電壓為AC100V、台灣使用電壓為AC110V/60Hz,因此在AC輸出上設計可調整式,消費者可以依據我在地區日本或是台灣來選擇AC100V/50Hz/60Hz或是 AC110V/60Hz的輸出能力。

6、在安規部分分別申請日本及台灣。 

產品開發上採取模塊式開發及組裝,這樣的設計是考量輸出至國外的維護、測試成本,模塊式開發區分為內外部,內部為電氣、外部為五金件外觀。

電氣:

1、UPS

2、充電器

3、電池容量偵測顯示

4、鋰電池設計

   A.基本保護功能板 (OV, UV, OT, OC)

   B.Core pack

   C.鋰電池設計鉛酸化

5、 錯介面 (如下圖)

A.USB介面

B.可讀取產品電氣資訊

  下為電氣走向方塊圖

 五金件外觀:

1、骨架式結構

A.貼片式ID

2、拖拉式模組化組裝

A.快速組裝

B.防止EMI

3、移動輪

4、衍伸提把

     設計如下圖

 小貼心設計:

1、背光型LCD、燈光式開關

2、拖拉式移動設計

3、 可被收納式設計

 以上資料為筆者自行撰寫,如有須轉載,請任意自行複製轉貼,但請註明出處。

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