Lorsqu'on choisit une batterie de rechange pour iPhone, la carte BMS (Battery Management System) joue un rôle important dans les performances de la batterie. Alors, qu'est-ce qui rend une carte BMS tierce fiable ?
Dans cet article, REWA Lab vous emmène découvrir comment est fabriquée une carte BMS pour batterie de rechange d'iPhone, à partir d'un circuit nu Assemblage de circuits imprimés et du placement des puces TI à la programmation du micrologiciel, en passant par les tests fonctionnels, l'assemblage des cellules de batterie et le contrôle qualité final rigoureux.
Qu'est-ce qu'une carte BMS pour batterie d'iPhone ?
Le circuit BMS constitue le système de contrôle et de protection d'une batterie rechargeable ; il permet de surveiller la batterie et de la protéger pendant la charge et son utilisation.
Pour un batterie d'iPhone de rechange, la carte BMS fonctionne en tandem avec la cellule de batterie. Tandis que la cellule stocke l'énergie électrique, la carte BMS gère et surveille les fonctions essentielles liées à la batterie.
Selon sa conception, une carte BMS de batterie peut prendre en charge des fonctions telles que :
- Surveillance de la tension et du courant de la batterie
- Protection thermique
- Protection contre les surcharges et les courts-circuits
- Données relatives à la batterie et estimation de l'état de charge
- Communication entre la batterie et l'appareil
C'est pourquoi deux batteries du marché secondaire utilisant des cellules aux caractéristiques techniques similaires peuvent tout de même présenter des performances et une fiabilité différentes dans la pratique.
Étape 1 : Préparation du circuit imprimé nu et assemblage CMS
Le processus de fabrication commence par un circuit imprimé nu, qui constitue la base de la carte BMS. Avant le début de la production, l'usine reçoit des circuits imprimés nus ayant déjà passé avec succès le contrôle qualité à la réception (IQC) et les charge sur des bacs d'alimentation SMT en vue du placement automatisé des composants.
En termes simples :
SMT est l'acronyme de « Surface Mount Technology » (technologie de montage en surface). Il s'agit d'un procédé de fabrication qui consiste à placer de minuscules composants électroniques directement sur la surface d'un circuit imprimé.
Le processus de base commence par l'impression de la pâte à souder. Le circuit imprimé est positionné contre un pochoir, et la pâte à souder est appliquée à des emplacements précisément définis sur la carte.
Le marquage infrarouge permet d'identifier l'emplacement des pastilles de soudure, tandis qu'un système SPI contrôle la pâte à souder imprimée afin de détecter des problèmes tels que :
- Décalage de la pâte à souder
- Quantité insuffisante de pâte à souder
- Excès de pâte à souder
- Ponts de soudure
Cette inspection est importante car une impression imprécise de la pâte à souder peut nuire à la qualité du soudage des composants plus tard dans le processus.
Étape 2 : Placement des composants à grande vitesse
Une fois l'impression de la pâte à souder terminée, les machines de montage en surface (SMT) placent avec précision les résistances, les condensateurs, les inductances et autres composants à leurs emplacements respectifs sur le circuit imprimé.
Des buses à grande vitesse prélèvent les composants un par un et les placent selon le schéma de montage programmé du circuit imprimé. Des repères infrarouges aident l'équipement à maintenir un positionnement précis.
Pour les cartes BMS de batteries, le placement précis des composants est essentiel, car la carte intègre de nombreux petits composants dans un format compact.
Étape 3 : Installation de la puce de gestion de batterie TI
L'un des composants clés de la carte est la puce TI. En tant qu'élément de contrôle essentiel du système de gestion de la batterie, elle fait office de “ cerveau ” du BMS, contribuant ainsi à la surveillance et à la gestion des performances de la batterie.
Le REWA Batterie sélectionnée La carte utilise une puce TI sur mesure dotée d'un algorithme « Impedance Track ».
En termes simples :
Cet algorithme permet au système de batterie d'estimer plus précisément la capacité restante de la batterie en surveillant ses caractéristiques électriques, notamment son impédance.
L'impédance de la batterie évolue au fur et à mesure de son utilisation et de son vieillissement. La surveillance de ces caractéristiques permet au système de gestion de la batterie d'évaluer de manière plus précise l'état réel de celle-ci.
Étape 4 : Soudage par refusion et inspection AOI
Une fois les composants placés, le circuit imprimé passe par le processus de soudure par refusion. La carte suit un profil thermique contrôlé comprenant des phases de préchauffage, de maintien en température, de refusion et de refroidissement, ce qui permet de fixer définitivement les composants au circuit imprimé.
La carte est ensuite soumise à un contrôle AOI (inspection optique automatisée).
Pour faire simple:
L'AOI utilise des caméras pour inspecter automatiquement le circuit imprimé et comparer les composants soudés et les soudures à des normes prédéfinies ou à un échantillon de référence.
Si le système détecte une carte « NG » (non conforme), celle-ci fait l'objet d'un contrôle manuel afin de distinguer les défauts réels des faux positifs.
Étape 5 : Le sous-remplissage renforce les connexions des composants BGA
Après l'inspection des soudures, un équipement automatisé applique un sous-remplissage le long des bords des composants BGA avant que l'adhésif ne durcisse dans un four, ce qui contribue à fournir un soutien mécanique supplémentaire.
Pour les cartes BMS de batteries, cette étape permet d'améliorer la résistance aux chocs et aux vibrations, ce qui contribue à renforcer la connexion entre le composant et le circuit imprimé lors de la manipulation et de l'utilisation.
Étape 6 : Programmation du micrologiciel et soudure du câble flexible
Une fois le circuit imprimé terminé, il est programmé avec un micrologiciel avant que son câble flexible ne soit soudé à l'aide de chaleur et de pression contrôlées. Pour faire simple, le micrologiciel est le logiciel embarqué qui contrôle le fonctionnement du matériel.
Comment parvient-on à contrôler la chaleur et la pression ?
Dans le cadre d'un procédé d'assemblage par barre chauffante, la chaleur et la pression, contrôlées avec précision, permettent de fixer le câble flexible au circuit imprimé.
Une fois le collage effectué, la connexion du câble flexible est vérifiée au moyen d'un test de circuit fonctionnel (FCT) afin de s'assurer que la carte assemblée fonctionne bien comme prévu.
Étape 7 : Assemblage des cellules de batterie et de la carte BMS
Au stade de l'assemblage, l'usine utilise dans un premier temps des cellules dont la capacité est harmonisée. Les languettes des cellules sont ensuite découpées avant que celles-ci ne soient raccordées à la carte BMS par soudage par points au laser à fibre.
Pourquoi la qualité des soudures est-elle importante ?
La soudure relie la cellule de batterie à la carte du BMS ; la qualité de cette connexion a donc une incidence directe sur l'intégrité électrique et mécanique du bloc-batterie.
Une fois le soudage terminé, la résistance de chaque joint de soudure est contrôlée. Le bloc-batterie est ensuite recouvert de ruban isolant et d'un revêtement en caoutchouc dans le cadre du processus d'assemblage, ce qui permet d'assurer à la fois l'isolation électrique et la protection physique.
Étape 8 : Contrôle qualité final et test des batteries
Le processus de fabrication ne s'achève pas avec l'assemblage du bloc-batterie. Un contrôle qualité final rigoureux est effectué avant que la batterie ne soit considérée comme prête à être expédiée.
Une fois l'inspection finale effectuée, la batterie entre dans une phase de repos, durant laquelle des paramètres tels que la tension et la résistance interne sont surveillés.
La surveillance de la tension et de la résistance interne pendant la période de repos fournit des données supplémentaires utiles au contrôle qualité.
Pourquoi le circuit imprimé (BMS) est-il si important pour les batteries d'iPhone du marché des pièces de rechange ?
La carte électronique du BMS est souvent dissimulée à l'intérieur de la batterie, ce qui fait qu'on a tendance à la négliger lorsqu'on compare des batteries du marché secondaire. Or, sa conception et sa qualité de fabrication peuvent influencer des aspects importants du fonctionnement de la batterie.
Pour obtenir une batterie tierce fiable, il ne suffit pas de choisir une cellule de batterie dotée de la capacité adéquate. La cellule, la carte BMS, le micrologiciel, les connexions électriques, les circuits de protection, le processus de fabrication et les tests de qualité rigoureux effectués avant l'expédition doivent tous fonctionner en parfaite harmonie.
Pour les distributeurs, les centres de reconditionnement et les ateliers de réparation, cela signifie que l'évaluation d'une batterie ne doit pas se limiter à la capacité indiquée sur l'étiquette ou à son aspect extérieur.
Questions fréquemment posées
Quelle est la différence entre une cellule de batterie et une carte BMS ?
La cellule de batterie est le composant qui stocke l'énergie électrique. La carte BMS est le système électronique de gestion et de protection qui surveille la cellule et contrôle les fonctions associées à la batterie.
Qu'est-ce qu'une puce TI sur une carte BMS de batterie ?
TI désigne Texas Instruments, un fabricant de semi-conducteurs dont les circuits intégrés de gestion de batterie sont utilisés dans diverses applications liées aux batteries. Sur la carte de batterie REWA Selected présentée dans la vidéo, une puce TI sur mesure dotée d'un algorithme « Impedance Track » est utilisée pour assurer une surveillance précise de la batterie et une estimation fiable de son niveau de charge.
Pourquoi les contrôles SPI et AOI sont-ils importants ?
La technique SPI permet de vérifier la précision de l'impression de la pâte à souder avant le soudage des composants, tandis que l'AOI utilise des caméras pour inspecter le circuit imprimé assemblé et les joints de soudure après l'opération. Ces contrôles permettent de détecter les problèmes de fabrication à différentes étapes de la production des circuits imprimés.
Pourquoi REWA vérifie-t-elle la tension et la résistance interne des batteries après leur assemblage ?
La tension et la résistance interne fournissent des informations importantes sur l'état électrique d'un bloc-batterie. La surveillance de ces paramètres après l'assemblage et pendant la période de repos constitue un niveau supplémentaire de contrôle qualité avant l'expédition de la batterie.
Pourquoi mesurer la résistance interne lors du contrôle qualité final ?
La résistance interne est l'une des caractéristiques électriques importantes d'une batterie. Une résistance interne plus faible signifie généralement que les pertes d'énergie électrique à l'intérieur de la batterie sont moindres lorsque le courant circule, même si ce paramètre ne suffit pas à lui seul à évaluer les performances d'une batterie.
Conclusion :
Une batterie d'iPhone de rechange est bien plus qu'une simple cellule. Derrière le produit fini se cache une carte BMS qui intègre des composants électroniques, une technologie de gestion de la batterie, des fonctions de protection, un micrologiciel et des connexions par câbles flexibles.
D'un circuit imprimé nu à un bloc-batterie complet, chaque étape peut contribuer à la cohérence et à la fiabilité de la batterie finale.
En associant un processus rigoureux de contrôle qualité à une assistance technique, REWA Technology s'engage à développer des solutions de batteries de rechange haut de gamme destinées aux ateliers de réparation professionnels du monde entier. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à nous contacter.
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