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Research Phase

SuperPower Battery

电动工具下一代电池项目

LTO 超快速充电 超级电容混合动力 100万次寿命
Plan A: LTO 电池 Plan B: 混合动力
Problem Statement

为什么要替换18650？

目前电动工具市场标准的Li-ion 18650电池存在根本性的局限。 以下诊断工作现场体感到的4个核心问题。

⏱

充电时间问题

1~4小时的充电等待时间是工作流程中最大的瓶颈。 现场需要备有2~3块备用电池，在没有电力设施的 户外现场不可避免地会中断工作。

1~4小时等待 → 工作中断
🔄

寿命限制

500次充放电循环后容量急剧下降。 专业用户标准下每1.5~2年需要更换电池， 每块电池包产生5~8万韩元的重复费用。

500次循环 → 每2年更换
🔥

安全风险

高负载作业中存在热失控(thermal runaway)风险。 可能出现电芯膨胀、电解液泄漏，极端情况下甚至起火， 在密闭空间或高温环境中危险度增加。

热失控 · 膨胀 · 火灾风险
❄

温度限制

零下10°C 以下输出降低50%以上。 冬季户外作业、冷冻仓库、高海拔地区等 低温环境下可靠性大幅下降。

-10°C以下 → 性能骤降50%
核心洞察： 这4个问题源于锂离子电芯的化学特性， 仅靠改进BMS无法从根本上解决。必须更换电芯化学体系(cell chemistry)本身。
Technology Analysis

技术比较：4种储能技术

将18650替代候选3种(LTO、EDLC、LIC)与Li-ion基准进行定量比较。 以电动工具18V电池包标准计算实用规格。

4种电池技术雷达图 比较 能量 功率 充电速度 寿命 安全性 2 4 6 8 10 5轴性能比较 (1-10评分) Li-ion LTO EDLC LIC
Li-ion (18650)
LTO (钛酸锂)
EDLC (超级电容)
LIC (锂离子电容)
项目 Li-ion (18650) LTO (钛酸锂) EDLC (超级电容) LIC (锂离子电容)
能量密度 250 Wh/kg 50-80 Wh/kg 5 Wh/kg 15-20 Wh/kg
功率密度 1,000 W/kg 3,000 W/kg 10,000 W/kg 5,000 W/kg
充电时间 1-4小时 6-15分钟 1-10秒 1-5分钟
寿命(循环次数) 500次 5,000-20,000次 1,000,000次+ 100,000次+
电芯电压 3.6V 2.4V 2.7V 3.8V
自放电/月 2-5% 3-5% 5-40% 5-10%
温度范围 -10~45°C -40~55°C -40~65°C -20~60°C
安全性 中 高 非常高 高
18V电池包重量 0.7 kg 1.5 kg 3.6 kg 2.5 kg
18V电池包使用时间 30分钟 12-15分钟 2-7分钟 8-10分钟
价格(电池包) &won;50,000 &won;80,000-120,000 &won;150,000+ &won;120,000+
分析结论： Li-ion在能量密度方面具有压倒性优势，但在充电/寿命/安全方面处于劣势。 LTO是最均衡的替代方案，EDLC专注于极限功率/寿命。 LIC则处于两种技术之间的中间地带。 — 在电动工具用途中，LTO单独或LTO + 超级电容混合是最优候选方案。

综合适配度 (电动工具18V电池包标准)

Li-ion
5.5
LTO
7.8
EDLC
6.2
LIC
7.0

* 综合适配度 = (能量×0.25 + 功率×0.2 + 充电速度×0.25 + 寿命×0.15 + 安全性×0.15) 加权平均

Plan A

Plan A — LTO 电池包

Toshiba SCiB LTO电芯 · 超快速充电 · 2万次寿命 · 极端环境耐受

3-1. LTO电芯配置图

8S Configuration — 20V MAX工具兼容

8S LTO — 8 x 2.4V = 19.2V (Nominal) Cell 1 2.4V LTO + − Cell 2 2.4V LTO Cell 3 2.4V LTO Cell 4 2.4V LTO Cell 5 2.4V LTO Cell 6 2.4V LTO Cell 7 2.4V LTO Cell 8 2.4V LTO PACK + PACK − Total: 8 x 2.4V = 19.2V nominal (22.4V full / 12.8V cutoff) "20V MAX" Tool Compatible

7S Configuration — 18V工具兼容

7S LTO — 7 x 2.4V = 16.8V (Nominal) Cell 1 2.4V LTO Cell 2 2.4V LTO Cell 3 2.4V LTO Cell 4 2.4V LTO Cell 5 2.4V LTO Cell 6 2.4V LTO Cell 7 2.4V LTO PACK + PACK − Total: 7 x 2.4V = 16.8V nominal (19.6V full / 11.2V cutoff) 18V Tool Compatible
LTO Cell Options:
Prismatic (方形): Toshiba SCiB 23Ah — 高容量，大型工具用
Cylindrical (圆柱形): 18650/21700 LTO 1.5~3Ah — 小型电池包，轻型作业用

3-2. BMS电路框图

BMS Block Diagram — 8S LTO Pack Protection & Monitoring 8S LTO Cells Cell 8 (Top) 2.4V Cell 7 2.4V Cell 6 2.4V Cell 5 2.4V Cell 4 2.4V Cell 3 2.4V Cell 2 2.4V Cell 1 (Btm) 2.4V PACK +19.2V Sense Lines (VC0~VC8) BAL RES 8x 33ohm 0.25W BQ76940 9-15S Cell Monitor VC0~VC8 (Sense) CB1~CB8 (Balance) SRP/SRN (Current) TS1/TS2 (Temp) SDA/SCL (I2C) ALERT (Interrupt) CHG/DSG (FET Ctrl) OV/UV/OC Protection NTC x2 10k ohm Temp Sense TS1/TS2 Shunt R 5m ohm Current Sense SRP/SRN I2C Bus SDA / SCL ALERT MSP430G2553 MCU (16-bit) I2C Master ADC (Voltage Mon) GPIO (LED, Enable) UART (Debug) Fuel Gauge Logic CHG/DSG BQ76200 High-Side N-FET Driver CHG_ON / DSG_ON Charge Pump PCHG (Pre-charge) N-MOSFETs IPP075N15N3 CHG FET x2 Back-to-back DSG FET x2 Back-to-back TOOL Connector Power Path (High Current) Legend I2C Data FET Control Power Path Sense Lines

3-3. 快速充电电路

Dual Charger System — 8S LTO Fast Charge (~10 min) AC Adapter 24V / 10A 240W AC 100~240V Input AC 220V 24V/5A 24V/5A C 100uF BQ24600 #1 Charger IC (Cells 1-4) Mode: CC/CV CC: 7.5A (5C for 1.5Ah) CV: 2.8V/cell x 4 = 11.2V Termination: 0.1C (150mA) L1 10uH 15A BQ24600 #2 Charger IC (Cells 5-8) Mode: CC/CV CC: 7.5A (5C for 1.5Ah) CV: 2.8V/cell x 4 = 11.2V Termination: 0.1C (150mA) L2 10uH 15A Cells 1-4 4S LTO 4 x 2.4V = 9.6V Full: 4 x 2.8V = 11.2V Low: 4 x 1.6V = 6.4V Cells 5-8 4S LTO 4 x 2.4V = 9.6V Full: 4 x 2.8V = 11.2V Low: 4 x 1.6V = 6.4V Series 8S Total 19.2V Status LEDs CC CV DONE FAULT Charge Profile (per cell) 0~8 min: CC @ 5C (7.5A) to 2.8V 8~10 min: CV @ 2.8V to 0.1C cutoff Total: ~10 minutes (0% to 100%)
Dual Charger原因: BQ24600单芯片最多支持4S。为了给8S电池包充电，使用2个BQ24600分别独立充电各4S组。两个组串联连接形成整体8S (19.2V nominal)。该结构还提高了电芯均衡效率。

3-4. 性能规格

项目 8S LTO Pack 7S LTO Pack
标称电压 19.2V 16.8V
满充电压 22.4V (8 x 2.8V) 19.6V (7 x 2.8V)
放电截止电压 12.8V (8 x 1.6V) 11.2V (7 x 1.6V)
容量 (Prismatic 23Ah) 23Ah / 441Wh 23Ah / 386Wh
容量 (Cylindrical 3Ah) 3Ah / 57.6Wh 3Ah / 50.4Wh
连续放电电流 10C (23A ~ 230A) 10C (23A ~ 230A)
充电电流 5~10C 5~10C
充电时间 6 ~ 12分钟 6 ~ 12分钟
循环寿命 20,000次+ 20,000次+
工作温度 -40 ~ 55 °C -40 ~ 55 °C
电池包重量 (Prismatic) ~2.8 kg ~2.5 kg
电池包重量 (Cylindrical) ~0.6 kg ~0.5 kg

3-5. BOM (Bill of Materials)

部件 型号 数量 单价(USD) 小计 功能
LTO Cell Toshiba SCiB 23Ah 8 $15 $120 能量存储
BMS IC TI BQ76940 1 $6 $6 电芯监控
FET Driver TI BQ76200 1 $4 $4 保护FET驱动
Charger IC TI BQ24600 2 $5 $10 CC/CV充电
N-MOSFET IPP075N15N3 4 $2 $8 充放电开关
Shunt Resistor 5mΩ 1 $1 $1 电流检测
NTC Thermistor 10kΩ 2 $0.5 $1 温度检测
MCU MSP430G2553 1 $4 $4 控制/通信
Inductor 10µH 15A 2 $3 $6 充电器电感
Capacitors Various (MLCC/Elec) 20 $0.5 $10 滤波/去耦
Resistors / etc Various (0402~0805) 30 $0.1 $3 均衡/上拉
PCB 4-layer FR4 (2oz Cu) 1 $8 $8 基板
Connector Tool-specific 1 $3 $3 工具连接
Housing ABS injection mold 1 $5 $5 外壳
AC Adapter 24V/10A 240W 1 $15 $15 充电器
TOTAL (8S Prismatic Pack) ~$204 BOM Cost
BOM备注: 以上价格基于少量(1~10个)采购。批量100个以上时电芯单价$8~10，总BOM可降至$140~160。使用Cylindrical(圆柱形)电芯时电芯成本$5 x 8 = $40，总BOM约$124。

3-6. Plan A 优缺点总结

Advantages (优势)
CHARGE
10分钟超快速充电
可5~10C充电。比锂离子快10倍。一杯咖啡时间即可充满。
CYCLE
20,000+ 循环寿命
每天充电3次也可用18年。相比Li-ion 300~500次，超过40倍。
TEMP
-40~55 deg C工作
可在极低温环境工作。冬季户外作业、冷冻仓库等场景无性能下降。
SAFETY
无热失控 (Intrinsic Safety)
LTO负极(Li4Ti5O12)不需要SEI层。钉穿/过充时也不会起火。
POWER
高功率 (10C连续)
23Ah电芯基准230A连续放电。适用于角磨机/冲击扳手等高负载工具。
Disadvantages (劣势)
ENERGY
低能量密度
~65 Wh/kg (Li-ion ~250 Wh/kg)。相同体积仅约1/3容量。工作时间较短。
COST
较高初始成本
BOM ~$204 (Li-ion电池包的2~3倍)。但按寿命换算TCO时LTO更优。
WEIGHT
重量增加
Prismatic电池包~2.8kg (比Li-ion同等容量重30~50%)。长时间手工作业易疲劳。
VOLTAGE
电压平台差异
每芯2.4V (vs Li-ion 3.6V)。相同电压需要更多电芯 (8S vs 5S for 20V)。
SUPPLY
电芯供应限制
Toshiba SCiB独占。AliExpress/Yinlong替代品质量不稳定。不像普通18650那样容易采购。
TCO (Total Cost of Ownership) 比较
Li-ion 18650 Pack
$80
x 500次寿命 = 40个电池包
$3,200
20年TCO
LTO Pack (Plan A)
$204
x 1个 (20,000次)
$204
20年TCO
节省金额
93.6%
$2,996节省
20年基准
——— End of Section 3: Plan A — LTO Battery Pack ———
Plan B

Plan B — 混合动力 (超级电容 + 锂离子)

结合超级电容的爆发性瞬间功率和锂离子的稳定能量密度的混合动力电源系统。 同时实现30秒快速就绪 + 15分钟以上连续作业。

4-1. 混合动力系统架构

Hybrid Architecture — Supercapacitor + Li-ion SUPERCAPACITOR BANK 7S × 350F EDLC C1 C2 C3 ··· C7 Maxwell BCAP0350 18.9V max · 2.5Wh Burst: 3,500W peak Li-ion PACK 5S1P 18650 B1 B2 B3 B4 B5 Samsung INR18650-30Q 18.5V nom · 55.5Wh Sustained: 360W cont. Bidirectional DC-DC TI LM5176 Buck-Boost SC→Tool: Boost Li→SC: Trickle Regen→SC Mode Switch Energy Management MCU MSP430G2553 Monitor Vcap, Vbatt · Route Power · Mode Control Supercap-first policy · Li-ion backup OUTPUT TO TOOL Combined Power Bus 18V Nominal · 190A peak ⚡ DRILL CHARGER 24V / 5A AC Adapter 120W input BQ24600 CC/CV Li-ion BMS BQ76930 OVP / UVP / OCP Cell Balancing BURST SUSTAIN ctrl ctrl 18V OUT 30s Fast CC/CV 90min Vcap Vbatt Burst (SC→Tool) Sustained (Li→Tool) Charging Path DC-DC Bidirectional Monitor/Control
核心概念: 超级电容作为"一级电源"负责瞬间负载，锂离子作为"备用 + 充电源"为超级电容补充能量。 拉动电钻扳机的瞬间，超级电容立即提供190A，松开的瞬间锂离子通过DC-DC重新为超级电容充电。

4-2. 能量流向图 — 4种模式

① BURST Mode — 电钻瞬间、冲击 SUPERCAP 18.9V 190A BURST TOOL 3,500W Peak Load 190A Li-ion STANDBY
② SUSTAIN Mode — 连续作业 Li-ion 18.5V 20A cont. TOOL 360W Normal Load 20A SUPERCAP ← Trickle from Li
③ CHARGE Mode — 连接充电器 CHARGER 24V/5A 120W Input SUPERCAP 30秒 FULL Li-ion 90分钟 CC/CV SC: Flash → Solid Li: Red → Green
④ REGEN Mode — 电机制动 TOOL Motor Braking Back-EMF Energy Recovery SUPERCAP Absorb Energy No degradation (100万次OK) REGEN 松开电钻扳机 → 电机制动能量 → 超级电容即时回收 (毫秒级) 相比锂离子充电效率95%+ (内阻极低)
4种模式自动切换: MCU(MSP430)通过电流传感器(INA219)实时监测负载， 根据负载变化在毫秒级别切换模式。用户无需任何操心。

4-3. 充电系统 — Dual-Path Charging

Dual-Path Charging System AC Adapter 24V / 5A 120W Max AC 100-240V S PATH 1: Supercap Direct Charge Current Limiter 50A initial → taper Cell Balancing LTC3350 / Resistive 30秒 → FULL CHARGE 2.5Wh / 50A peak → ~30 seconds HIGH-I PATH 2: Li-ion CC/CV Charge BQ24600 CC: 2A → CV: 21V BMS BQ76930 Cell Balance 90分钟 → FULL CHARGE 55.5Wh / 2A CC → ~90 minutes CC/CV SUPERCAP READY 18.9V Li-ion READY 21.0V LED Indicator SC: Flash → Solid = Full Li: Red → Green = Full "Quick Ready" Concept 30秒充电 → 仅充满超级电容即可开始使用 | Li-ion后台充电
Quick Ready的实用性: 在工作现场电池耗尽时，只需插入30秒即可充满超级电容(2.5Wh)。 这些能量可立即使用电钻数十次、冲击扳手数十次。 锂离子电池在办公室午休时间(90分钟)充满即可。

4-4. 混合动力控制逻辑 — Flowchart

Energy Management Control Logic — MSP430G2553 START Read Sensors Vcap, Vbatt, Itool (INA219) Itool > 15A? (High demand) BURST MODE Supercap Direct Output YES NO Itool > 3A? (Normal load) SUSTAIN MODE Li-ion + SC Trickle YES NO Itool < 0? (Regenerative) REGEN MODE Charge SC from Motor YES NO IDLE MODE Li-ion tops up SC via DC-DC ← Loop every 1ms (1kHz sampling) → Safety Check (every loop): Vcap > 19.6V → Stop charge Vcap < 7V → Disable burst Vbatt < 15V → Low batt warn

4-5. 性能规格

项目 混合动力电池包规格
标称电压 18V
超级电容能量 2.5Wh (7S × 350F EDLC)
锂电能量 55.5Wh (5S × 3Ah @ 3.7V)
总能量 58Wh
瞬间最大功率 3,500W Supercap Burst
连续功率 360W Li-ion Sustained
快速充电 30秒 (supercap only)
完全充电 90分钟 (Li-ion + supercap)
连续使用时间 15 ~ 20分钟 (Li-ion基准)
瞬发使用时间 ~2分钟 (supercap only, full burst)
寿命 Supercap 1,000,000次 / Li-ion 500次
工作温度 -30 ~ 55°C
电池包重量 ~1.2 kg
电池包尺寸 约Makita 6Ah电池包大小

4-6. BOM (Bill of Materials)

部件 型号 数量 单价 (USD) 小计
Supercap Maxwell BCAP0350 2.7V 350F 7 $8.00 $56.00
Li-ion Cell Samsung INR18650-30Q 5 $4.00 $20.00
DC-DC TI LM5176 1 $10.00 $10.00
Li-ion BMS BQ76930 (6-10S) 1 $6.00 $6.00
SC Balancer Resistive (10Ω each) 7 $0.10 $0.70
Charger IC BQ24600 1 $5.00 $5.00
MCU MSP430G2553 1 $4.00 $4.00
MOSFETs Various (N-ch / P-ch) 6 $2.00 $12.00
Inductor 22µH 20A shielded 1 $4.00 $4.00
Current Sensor INA219 2 $3.00 $6.00
Caps / Resistors Various passives 40 $0.30 $12.00
PCB 4-layer FR4 1 $10.00 $10.00
Connector Tool-specific (Makita/DeWalt) 1 $3.00 $3.00
Housing ABS injection mold 1 $5.00 $5.00
AC Adapter 24V / 5A (120W) 1 $12.00 $12.00
TOTAL ~$166
成本分析: 相比Plan A(超级电容专用)增加$50~60， 但能量容量从2.5Wh增至58Wh，增加了23倍。 每Wh成本反而从$44/Wh大幅改善至$2.86/Wh。

4-7. 优缺点分析

Pros (优点)
1 30秒快速就绪
超级电容仅需30秒充电即可立即使用。无需等待锂电充电。
2 瞬间扭矩3倍
超级电容190A burst → 3,500W。相比纯锂电(20A, 360W)瞬间功率10倍。
3 再生充电 (Regenerative)
电机制动能量即时回收至超级电容。效率95%+，锂电无法实现的技术。
4 锂电寿命延长
超级电容承担瞬间大电流 → 锂电负载分散 → 电芯劣化减少 → 寿命2倍+。
5 宽工作温度范围
-30~55°C。寒冬户外作业时超级电容也正常工作(弥补锂电-20°C的限制)。
6 实用使用时间
55.5Wh锂电 → 15-20分钟连续作业。与Makita 3Ah电池同级。
Cons (缺点)
1 电路复杂度增加
双向DC-DC + MCU + 双BMS。部件数量比Plan A多2倍，需要固件开发。
2 2个能量源管理
同时管理超级电容电压 + 锂电SOC。需要验证模式切换逻辑的稳定性。
3 锂电寿命限制仍存
超级电容100万次，但Li-ion部分仍有500次充放电限制(2-3年)。
4 重量增加
1.2kg。比Plan A(0.85kg)重，但与现有电池包(0.7kg)相比仅+0.5kg。
5 成本上升
$166 (比Plan A多+$60)。量产目标$120，但仍比现有电池$40-60贵2-3倍。
6 开发周期
固件 + PCB + 热设计 + 安全认证。预计原型机3-6个月。
Plan B 综合评定
58 Wh
总能量
相比Plan A(2.5Wh)增23倍
3,500W
瞬间最大功率
相比现有锂电10倍
$166
原型机成本
量产目标$120
结论: Plan B是同时兼顾实用性和创新性的最现实方案。 结合超级电容的瞬间功率和锂电的能量密度，实现"30秒快速就绪 + 20分钟连续作业 + 3,500W瞬间功率"这一 现有电动工具电池无法实现的性能组合。 但由于电路复杂度和固件开发负担，建议MVP从Plan A开始， 验证后再扩展到Plan B的渐进式方法。
Compatibility

电动工具兼容性

5-1. 主要品牌电池规格

整理了市面电动工具电池平台各电压范围和LTO/混合动力串联配置的表格。 以LTO标称2.4V、超级电容2.7V、Li-ion 3.6V为基准计算。

品牌 系列 标称电压 实际电压范围 接口 LTO配置 混合动力配置
Makita 18V LXT 18V 15 ~ 21V 滑轨5针 8S (19.2V) 7S Cap + 5S Li
DeWalt 20V MAX 18V (营销标注20V) 15 ~ 20.5V 导轨滑轨 8S (19.2V) 7S Cap + 5S Li
Milwaukee M18 18V 15 ~ 21V 滑轨 8S (19.2V) 7S Cap + 5S Li
Bosch 18V 18V 15 ~ 21V 滑轨 8S (19.2V) 7S Cap + 5S Li
Ryobi ONE+ 18V 18V 15 ~ 21V 滑轨 8S (19.2V) 7S Cap + 5S Li
Makita 40V XGT 36V 30 ~ 41V 滑轨 16S (38.4V) 14S Cap + 10S Li
DeWalt 60V FLEXVOLT 54V 45 ~ 60V 导轨 24S (57.6V) 21S Cap + 15S Li
Milwaukee M12 12V 10 ~ 13.2V 滑轨 5S (12V) 4S Cap + 3S Li
NOTE: DeWalt "20V MAX"为营销标注，实际标称电压与18V(5S Li-ion)相同。 LTO 8S配置(19.2V)满充时21.2V，处于所有18V平台电压范围内。

5-2. 适配板概念

保持主体PCB不变，仅更换各品牌适配板的通用设计概念。

Universal Adapter Plate System MAIN PCB (通用主体) BQ76942 BMS IC TPS5450 DC-DC STM32G0 MCU IRFP4110 FET x4 Cell Balance + Sense Lines (8S/16S/24S) B+ Power Bus (High Current) B- Power Bus (Return) SNAP-FIT 接口 T D C B+ B- ID Makita LXT 滑轨5针 PIN DeWalt 20V 导轨滑轨 Milwaukee M18 滑轨 Bosch 18V 滑轨 主体PCB相同，仅更换适配板 Snap-fit详情 HOOK LATCH SLIDE RAIL 2种锁定机制
Performance

性能比较图表

6-1. 使用场景比较

以Li-ion为100%基准，比较LTO和混合动力的相对性能。 混合动力冲击作业达120%的原因是超级电容的瞬间大电流供应能力。

按使用场景比较电池性能 Li-ion 18650 LTO Hybrid 25% 50% 75% 100% 拧螺丝 (100个) 100% 40% 85% 钻孔 (50个) 100% 50% 90% 连续切割 (10分钟) 100% 35% 70% 冲击 作业 100% 60% 120% SuperCap Burst! 混凝土 钻 100% 45% 80%
INSIGHT: 混合动力在冲击作业中超过Li-ion(120%)的原因是超级电容能瞬间 供应100A以上大电流。在连续作业(切割等)中，由于能量密度差异Li-ion更占优势。

6-2. 充电时间 比较

充电时间 比较 (0% to 100%) 0分钟 30分钟 60分钟 120分钟 180分钟 240分钟 Li-ion 240分钟 (4小时) LTO 10分钟 Hybrid (Quick) 30秒! (SuperCap only) Hybrid (Full) 90分钟 Hybrid Quick Charge 30秒充电即可使用 比Li-ion快480倍

6-3. 总拥有成本 (TCO) 5年/10年比较

初始成本LTO/混合动力较高，但更换成本几乎为零，长期来看会反转。

项目 Li-ion LTO Hybrid
初始购买 (2个电池包) $100 $408 $332
更换成本 (5年) $300 (6次更换) $0 $40 (Li-ion 1次)
充电电费 $15 $15 $15
5年总成本 $415 $423 $387 BEST
10年总成本 $830 $423 BEST $427
KEY FINDING: 5年基准混合动力($387)最经济， 10年基准LTO($423)以$0更换成本最经济。 Li-ion初始成本虽低，但需每2年更换，长期成本翻倍增长。
Case Design

外壳设计概念

7-1. Plan A: LTO电池包剖面图

Makita 18V尺寸基准 (~130 x 75 x 65mm)

130mm 65mm ABS + PC混合外壳 (2.5mm壁厚) BMS PCB (BQ76942 + STM32G0) --- Row 1: 4x LTO Cells --- LTO 2.4V 20Ah LTO 2.4V 20Ah LTO 2.4V 20Ah LTO 2.4V 20Ah --- Row 2: 4x LTO Cells --- LTO 2.4V 20Ah LTO 2.4V 20Ah LTO 2.4V 20Ah LTO 2.4V 20Ah CONNECTOR COOLING VENT 8S x 2.4V = 19.2V nominal | 48Wh

7-2. Plan B: Hybrid电池包剖面图

略大外壳 (~140 x 80 x 70mm)

140mm 70mm LED余量显示 --- Top Layer: 5x 18650 Li-ion --- 18650 3.6V 18650 3.6V 18650 3.6V 18650 3.6V 18650 3.6V BMS + DC-DC Converter PCB --- Bottom Layer: 7x SuperCap (350F) --- 350F 2.7V 350F 350F 350F 350F 350F 350F TOOL CONNECTOR 7S Cap(18.9V) + 5S Li(18V) | DC-DC集成 | ~65Wh 增强尼龙 + TPU包覆成型 (抗冲击)
Roadmap

项目路线图

SuperPower Battery Development Roadmap Week 0 Week 2 Week 5 Week 6 Week 8 Week 10 Week 11 1. 设计 2周 电路设计 PCB布局 KiCad文件 2. 原型 3周 PCB制造、元件贴装 初始工作验证 工作板 3. 外壳 1周 3D打印外壳 组装与装配 STL文件 4. 测试 2周 性能测量 安全测试 (过充/短路) 测试报告 5. 优化 2周 固件调优、热管理 充放电算法优化 最终固件 6. 文档化 F 1周 制作指南 规格书编写 技术文档 (Open HW) Total: 11 Weeks (约3个月)
Phase 期间 工作内容 成果物
1. 设计 2周 电路设计 (BMS + DC-DC + Protection)、PCB布局、仿真 KiCad电路图 + PCB文件
2. 原型 3周 PCB下单/制造、元件贴装 (SMT + THT)、初始工作确认 工作板 (Bare Board)
3. 外壳 1周 3D打印外壳设计 + 输出、适配板装配 STL文件 + 组装成品
4. 测试 2周 性能测量 (容量/电流/温度)、安全测试 (过充/短路/跌落) 测试报告
5. 优化 2周 固件调优、热管理改善、充放电算法优化 最终固件 (.hex/.bin)
6. 文档化 1周 制作指南、规格书、电路说明书、BOM、组装手册 技术文档 (Open Hardware)
总期间
11周
约3个月
预计BOM成本
~$200
原型1套基准
PCB层数
4L
4-layer (high current)
许可证
OSHW
Open Source Hardware