成功案例 –突破空間限制，打造高效掌機電池方案

透過先進電芯整合與電池管理系統技術，優化有限空間中的電池配置與效能

市場趨勢

根據Mobility Foresight的資料，隨著可攜式遊戲裝置需求持續成長，掌上型遊戲裝置電池市場也同步擴大。隨著玩家對更長遊玩時間以及隨時隨地高效能遊戲體驗的需求提升，具備更高能量密度、更長循環壽命與更高效率的電池方案日益重要。展望未來，無線充電技術與先進的電池管理系統（BMS）預計將在市場中扮演越來越重要的角色，進一步提升充電便利性、能源使用效率、電池安全性以及整體裝置效能。這些趨勢將持續推動新一代掌上型遊戲裝置電池方案的技術創新。

專案背景

隨著掌上型遊戲裝置朝向更高效能、更強大的處理器以及更長的運作時間發展，電池設計已成為影響整體產品體驗的重要因素。不同於一般消費性電子產品，掌上型遊戲裝置必須在高度受限的機構空間中，同時兼顧電池容量、產品重量、散熱效能、續航時間、成本以及使用者握持舒適度等多項需求。本專案中，客戶需要針對一款內部空間有限、電池配置方式非傳統的掌上型遊戲裝置，開發客製化電池方案。為充分利用有限的內部空間，電池系統需要整合不同尺寸的電芯，並採用客製化 L 型配置。同時，方案必須在不明顯增加整體重量、也不影響裝置人體工學的前提下，提供足夠的電池容量。除了機構整合之外，客戶也要求電池具備穩定的充放電效能、長時間待機下的低功耗，以及長期使用下的可靠性。因此，此電池方案不僅需要解決能量容量問題，還必須同時考量電氣平衡、安全性、電池老化、長時間儲存，以及全球電池法規與認證要求。

技術挑戰

在同一電池系統中使用不同尺寸的電芯，會帶來傳統電池組較少遇到的工程挑戰。在電芯層級，不同電芯之間可能存在內阻、容量、化學特性、老化特性與極化行為等差異。當這些電芯以串聯或並聯方式連接時，可能造成電流分配不均。如果這些差異未經適當管理，部分電芯可能承擔過高比例的充放電電流，進而加速電芯劣化，降低整體電池組的可靠性。BMS 與保護電路同樣是另一項關鍵挑戰。不同電芯在相同操作條件下可能產生不同反應，因此需要透過適當的控制策略管理電流分配，並維持電芯之間的平衡。若缺乏有效控制，電氣不平衡可能導致異常電流、過度充電、局部發熱或長期劣化加速等問題。長時間待機效能也是本專案的重要考量。掌上型遊戲裝置可能閒置數週甚至數個月。在此期間，如果 BMS 的靜態功耗（Quiescent Current）過高，可能逐漸降低電池的荷電狀態（SOC）；在極端情況下，甚至可能造成過度放電，或導致裝置無法正常重新啟動。此外，客戶也要求在嚴苛操作條件下具備長期可靠性，因此電池必須在反覆充放電循環中維持穩定效能，同時接受高倍率及高溫條件下的測試。在驗證過程中，還需要持續監控電芯老化、膨脹、熱行為與長期電芯平衡狀態。

漢通科技 技術優勢

漢通採用系統級電池工程方法，整合電芯選型、BMS 設計、電池組開發、驗證、製程管理與量產能力，以全面性的方式解決上述挑戰。漢通並非單純將電池視為多顆電芯的集合，而是在設計初期即針對每顆電芯的電氣與物理特性進行評估。對於使用不同尺寸電芯的電池組而言，電芯匹配與一致性管理尤其重要。漢通在決定適當的電芯配置時，會考量：

• 內阻
• 容量
• 化學特性
• 老化特性
• 充放電特性

透過這樣的設計方式，電池架構能夠根據客戶的機構限制進行最佳化，同時維持穩定的電氣效能。最終形成的客製化方案，不僅能符合掌上型裝置有限的內部空間，也能滿足電池系統對電氣效能與可靠性的要求。

漢通如何解決技術挑戰

管理不同電芯之間的差異，漢通結合電芯匹配、電流分配控制與 BMS 保護策略，建立適合客製化電池架構的管理機制。在並聯配置中，漢通會評估不同電芯的內阻差異，以分析潛在的電流不平衡情況，並建立適當的電流分配策略。在 BMS 層級，控制策略可根據不同電芯特性進行設計，以管理電池系統的操作條件。同時，也會針對電流分配與保護參數進行評估，以降低異常充放電狀況發生的風險。此外，也會將不同操作溫度範圍納入設計考量，以降低極端溫度對電池效能與使用壽命造成的影響。極化行為（Polarization Behavior）**也是電池設計中的重要考量。透過讓電芯維持在適當的操作範圍內，可降低過度負載，避免電芯不平衡進一步演變成長期可靠性問題。對於整合不同電氣特性的電芯系統而言，這一點尤其重要。漢通同時進行完整的驗證測試。由於混合電芯架構相較於傳統電池組需要更精細的監控，因此在驗證過程中，可長時間監測個別電芯的充放電行為，以評估：

• 電芯平衡狀態
• 老化趨勢
• 熱行為
• 容量保持率

此外，也會納入高倍率與高溫條件，評估電池在高負載與嚴苛操作環境下的效能。針對需要長時間待機的應用，漢通會特別評估 BMS 功耗與過度放電保護機制。其目的在於確保裝置經過長時間閒置後，仍能保有足夠的電池容量，同時避免電芯過度放電。

額外技術能力

除了電池設計與驗證之外，漢通也具備涵蓋電池開發至製造量產全流程的能力，包括：

• DC／AC 充放電測試
• 寬溫操作環境測試
• 電池保護機制
• 電池組層級驗證
• 製程管理
• 量產製造

品質管理也全面整合於製造流程之中，包括半成品檢驗、成品電池組檢驗、外觀檢查，以及 OMD 相關製程，確保電池不僅在工程驗證階段具備穩定效能，在量產過程中也能維持一致的產品品質。透過整合電芯層級工程、BMS 開發、系統驗證、製造製程控制與量產管理，漢通能為掌上型遊戲裝置及其他空間受限的可攜式裝置提供完整的電池開發方案。對於開發新一代掌上型產品的客戶而言，這種系統級的開發方式，能夠從整體角度同步處理電池效能、機構空間、安全性、待機時間與長期可靠性等需求。從早期設計、工程驗證到最終量產，漢通將各項需求整合於同一套電池開發流程中，協助客戶將高度受限且複雜的電池設計，轉化為可靠、穩定並具備量產能力的市場導向電源解決方案。