2022锂电池（组）保护板测试系统

锂电池（组）保护板测试系统（2022）PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次目 次 I前 言 IV引 言 V范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1缩略语 2类别 2技术要求 2使用环境 2基本功能 3电量管理IC芯片测试功能 3基本特性测试功能 3保护性能测试功能 3其他功能 3一般检查要求 3电气性能 4环境适应性 7工作范围下限温度（低温） 7工作范围上限温度（高温） 7低温启动 7高温启动 7低温贮存 7高温贮存 7稳态正弦振动 7恒定湿热 7温升 7噪声 8电网适应性 8安全 8设备交、直流输出漏电电压 8接地电阻 8过压保护 8过温保护 8绝缘电阻 8泄漏电流 8绝缘耐压 8电磁兼容（EMC） 8电磁干扰（EMI） 8电磁抗扰度（EMS） 9防护等级 9试验方法 9测试条件 9试验环境条件 9电网质量条件 9测试仪器要求 9一般检查 9电气性能测试 9输出电压误差测试 9输出电压波形参数测试 10输出电压纹波及噪声测试 10充电、放电电流误差测试 11输出电流波形参数测试 11输出电流纹波及噪声测试 12电子负载电流误差测试 12导通阻抗测量误差测试 12电阻（THR、IDR）测量误差测试 13环境温度测量误差测试 13环境适应性试验 14工作范围下限温度（低温）试验 14工作范围上限温度（高温）试验 14低温启动试验 14高温启动试验 14低温贮存试验 14高温贮存试验 15稳态正弦振动试验 15恒定湿热试验 15温升试验 15噪声试验 15电网适应性试验 15安全性试验 15设备输出交、直流漏电测试 15接地电阻试验 16过压保护试验 16过温保护试验 16绝缘电阻试验 16泄漏电流试验 16绝缘耐压试验 16电磁兼容性试验 16传导干扰试验 16辐射干扰试验 16辐射抗扰度试验 16传导抗扰度试验 16静电抗扰度试验 16（电源口）电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 16（电源口）浪涌（冲击）抗扰度试验 16工频磁场抗扰度 17电压暂降和短时中断的抗扰度试验 17防护等级试验 17检验规则 17型式试验 17出厂试验 17试验项目 17标志、包装、运输、贮存 189.1标志 18产品标志 18包装标志 199.2包装 19随同产品供应的技术文件 19产品包装 199.3运输 199.4贮存 19PAGEPAGE1锂电池（组）保护板测试系统范围组组（）规范性引用文件（GB/T191包装储运图示标志GB/T2423.12A低温GB/T2423.22B：高温GB/T2423.32Cab：恒定湿热试验GB/T4208外壳防护等级（IP代码）GB/T4706.1家用和类似用途电器的安全通用要求GB/T4798.22部分运输GB6587电子测量仪器通用规范GB925410233GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T12325电能质量供电电压偏差GB/T15945电能质量电力系统频率偏差GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T17626.6GB/T17626.8GB/T17626.11电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验GB/T18268.11部分：通用要求术语和定义GB/T2900.1、GB/T2900.41、GB/T2900.89、GB/T8897.4界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1锂电池（组）保护板lithiumbatteryprotectivecircuitmodule（组反接保护等，一般由控制IC、MOS开关、电阻、电容及部分辅助器件构成。3.2锂电池（组）保护板测试系统lithiumbatteryprotectivecircuitmoduletestsystem用于对锂电池（组）保护板的功能和性能进行测试的一整套设备系统。3.3模拟电池（组）simulatedbattery用于实现电池（组）功能模拟的电路。用若干串联的恒压源实现电池（组）放电功能模拟；通过吸收直流电能实现电池（组）充电功能模拟。3.4电池组电压batterypackvoltage电池组的输出端电压。注：通常也称为3.5导通阻抗conductionimpedance保护板输入端与输出端之间线路及器件的阻抗总和。3.6消耗电流consumptioncurrent保护板接入单体电池（电芯）后自身消耗的电流。缩略语IC：IntegratedCircuit，集成电路。MOS：Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，MOSFET的简称，场效应晶体管。VM：VoltageMeasurement，电压测量。PCM：ProtectiveCircuitModule，保护电路模块，简称保护板。IDR：IdentificationResistance，识别电阻。THR：Thermistor，热敏电阻。R.D.：ReadingData，读取数据。F.S.：FullScale，满量程。类别锂电池（组）保护板测试系统按用途可分为手机数码锂电池（组）保护板测试系统、笔记本锂电池（组）保护板测试系统、动力锂电池（组）保护板测试系统。技术要求6.1.1工作温度：20℃～30℃。6.1.2贮存温度：-20℃～50℃。工作湿度：≤85%RH。供电电源：交流110V～240V、频率50Hz～60Hz。IC芯片测试功能（组保护板测试系统应能对保护板的电量管理IC生产日期及系列号等信息写入，PCM校准（包括电压、电流及其偏移的校准，温度校准）等。基本特性测试功能锂电池（组）保护板测试系统应能对保护板的基本特性进行测试，包括开路电压、带载电压测量，导通阻抗测量，热敏电阻（THR）、识别电阻（IDR）测量，消耗电流测量等。注：带载电压测量是指在模拟保护板正常工作条件下测量电池组输出端电压。保护性能测试功能（组护测试，短路保护测试、反接保护测试、预充测试等。其他功能（组及程序文件进行烧录。（组表的读数作为参考值进行自校准。锂电池（组）一般检查要求一般检查项目及要求如表1所示。表1一般检查项目及要求序号类型项目要求1板卡及机箱内部检查器件牢固性检查散热器、扣板、大重量元器件应安装牢固，不松动。2易损件安装位置检查易损件安装应便于更换。3发热器件位置检查发热元件应有标识且远离热敏元件。4散热风机检查风机应布置合理，风道无遮挡，风向合理。5风机供电引线的插头与插座应配合良好。67风机应易于装配且与其他器件无干涉。8风机应固定牢固，无晃动。9板卡组装应便于维护，拆卸。10应固定牢固，无晃动。11安全标识检查高压、高温等位置应有安全标识，且未被遮挡。12整机检查整机尺寸尺寸应符合产品技术指标或客户要求。13通道数主机测试通道数应符合产品技术指标或客户要求。14设备重量测试整机或整柜重量应符合产品技术指标或客户要求。15机箱或机柜结构结构应不变形，钣金应贴合无缝隙。序号类型项目要求16表面应平整，无破损刮痕，无毛刺，无尖锐处。17表面应无色差。18模块安装模块导轨固定应牢固19模块与导轨的间隙应合理，无干涉。20模块与模块之间应无干涉。21散热风机检查风机布置应合理，风道应无遮挡，风向应合理。22风机供电引线的插头与插座应配合良好。2324风机应易于装配，与其他器件无干涉。25风机应固定牢固，无晃动。26保护机制检查安全标识检查高压、高温等位置应有安全标识，且未被遮挡。27保护装置参数检查保险丝、空气断路器等参数应符合要求。28绝缘防护措施强电裸露部分应有绝缘防护。锂电池（组）保护板测试系统各测试通道在常温（一般取25℃）下的电气性能应符合表2的要求。PAGEPAGE5表2电气性能要求序号项目电气性能要求手机数码锂电池（组）保护板测试系统笔记本锂电池（组）保护板测试系统动力锂电池（组）保护板测试系统1输出电压范围及最大允许误差(200～5000)mV：±(0.01%R.D.+0.01%F.S.)；(5000～10000)mV：±(0.01%R.D.+0.02%F.S.)。(20～5000)mV：±(0.01%R.D.+0.01%F.S.)；500～20000.01R..+0.05.)。(3～180)V：±(0.1%R.D.+1mV)。2充电、放电电流范围及最大允许误差(20～3000)mA：±(0.01%R.D.+0.02%F.S.)；2000mA：±0.5mA；(3000～16000)mA：±(0.01%R.D.+0.02%F.S.)；。(20～3000)mA：±(0.01%R.D.+0.20%F.S.)；2000mA：±0.5mA；(3000～20000)mA：±(0.01%R.D.+5mA)；(20000～30000)mA：±(0.05%R.D.+5mA)。(0～300)A：±(0.5%R.D.+0.05%F.S.)。3电子负载电流范围及最大允许误差(20～3000)mA：±(0.01%R.D.+0.05%F.S.)。(20～3000)mA：±(0.1%R.D.+0.5mA)。(100～3000)mA：±(0.1%R.D.+2mA)。4单节模拟电池充电、放电电压范围及最大允许误差(5～5000)mV：±0.2mV。(100～5000)mV：±0.5mV。(0.1～5)V：±(0.1%R.D.+1mV)。5单节模拟电池充电、放电电流范围及最大允许误差(0～3000)mA：±(0.01%R.D.+0.05%F.S.)；(1～2000)uA：±(0.01%R.D.+1uA)；(10～1000)nA：±(0.01%R.D.+5nA)。(0～3000)mA：±(0.01%R.D.+0.01%F.S.)；(1～2000)uA：±(0.01%R.D.+1uA)；(10～1000)nA：±(0.01%R.D.+20nA)。(1～3000)mA：±(0.1%R.D.+1mA)。(1～2000)uA：±(0.1%R.D.+1uA)。6输出电压、电流波形波形应平滑上升，上升沿和下降沿的波形冲击（突波）都应不超过10％；上升沿（10%～90%F.S.）时间应不大于3ms。（突波90%F.S.）3ms。（突波升沿（10%～90%F.S.）响应时间应不大于10ms。7输出电压、电流纹波及噪声系数≤1%F.S.。≤1%F.S.。≤1%F.S.。8导通阻抗测量范围及最大允许误差(2～100)mΩ：±1mΩ；(100～1000)mΩ：±(0.01%RD+5mΩ)。(2～1000)mΩ：±(0.1%R.D.+1mΩ)；(1～100)Ω：±1Ω。（1～1000）mΩ：±(0.2%R.D.+1mΩ)。9PACK电压测量范围及最大允许误差(100～10000)mV：±(0.01%R.D.+0.01%F.S.)。(0～20000)mV：±(0.01%R.D.+1mV)。(3～180)V：±(0.1%R.D.+1mV)。10电阻（THR、IDR）测量范围及最大允许误差(5～100)Ω：±5Ω；(100Ω～10)kΩ：±(0.5%R.D.+10Ω)；(5～100)Ω：±5Ω；(100Ω～10)kΩ：±(0.5%R.D.+10Ω)；50Ω～4kΩ：±(1%R.D.+2Ω)；(4～100)kΩ：±1%R.D.；序号项目电气性能要求手机数码锂电池（组）保护板测试系统笔记本锂电池（组）保护板测试系统动力锂电池（组）保护板测试系统10kΩ～1MΩ：±0.5%R.D.。10kΩ～1MΩ：±0.5%R.D.。100kΩ～1MΩ：±1%R.D.。11环境温度测量范围及最大允许误差(0～100)℃：±1℃。(0～100)℃：±0.5℃。-20℃≤t＜-10℃：±2℃；-10℃≤t≤85℃：±1℃；85℃＜t≤120℃：±2℃PAGEPAGE18环境适应性工作范围下限温度（低温）设备在20℃环境下运行，电气性能应符合第6.4条的要求。工作范围上限温度（高温）设备在30℃环境下运行，电气性能应符合第6.4条的要求。低温启动设备在0℃放置2h后，在该温度条件下应能正常启动，且通讯和基本功能应正常。高温启动设备在45℃放置2h后，在该温度条件下应能正常启动，且通讯和基本功能应正常。低温贮存设备在-20℃贮存48h高温贮存设备在50℃贮存48h稳态正弦振动6.4条的要求。恒定湿热在40℃85%RH环境条件下放置12h（若有温升件及部件的温升应不超过表3温度的90%表3锂电池（组）保护板测试系统温升内部测试点极限温升/KDC-DC模块30电感40变压器40功率开关器件50输出铜排20散热器50噪声（组稳定后，在周围环境噪声不大于40dB的条件下，距离设备水平位置1m处，测得的噪声最大值应不超过70dB。电网适应性设备在电源范围上下限条件（包括电压上下限与频率上下限）下运行，电气性能应符合6.4条的规定。安全设备交、直流输出漏电电压设备输出直流漏电电压应不超过300mV。设备输出交流漏电电压应不超过300mV。接地电阻设备内任意应接地点对设备的接地排间的接地电阻应小于100mΩ。过压保护具有过压保护功能的模块，当出现线路过压时，应能报警且设备无损坏。过温保护（温度传感器电流源应能立即停止输出。负载、模拟电池的温度检测元件（如有的温度升至预期的保护动作点时，应能关断电路。绝缘电阻绝缘电阻应大于10MΩ。泄漏电流泄漏电流应符合GB/T4706.1-2005第16.2条的要求。绝缘耐压试验过程中应无放电或击穿，漏电流应不大于10mA。电磁兼容（EMC）电磁干扰（EMI）设备的传导干扰应符合GB9254-2008第5条的规定。设备的辐射干扰应符合GB9254-2008第6条的规定。电磁抗扰度（EMS）设备的电磁抗扰度应符合GB/T18268.1-2010第6.2条表1的规定，其中外壳静电放电（ESD）采用性能判据C。设备的防护等级应不低于IP20。试验方法试验环境条件7.1.1.1环境温度：20℃～30℃。7.1.1.2湿度：25%RH～75%RH。7.1.1.3大气压力：86kPa～106kPa。电网质量条件供电电源频率偏差应满足GB/T15945的规定。供电电源电压偏差应满足GB/T12325的规定。测试仪器要求除另有规定外，试验中所使用的仪器仪表应满足下列要求:1/3。采用目测、尺寸测量、质量测量、核对构配件参数等方法对第6.3条所列的项目进行检查。电气性能测试对于具有手动或自动校准功能的系统（模块），应在完成自校准之后，进行电气性能测试。输出电压误差测试测试模型输出电压误差测试模型见图1。测试步骤

图1电压误差测试模型按图1在电压范围内选取合适的测量点。在设备的恒压模式下，按选取的输出（设定值输出电压。输出电压误差计算按式（1）计算输出电压误差：输出电压误差=设备采集的输出电压值-电压表测量的输出电压值 （1）输出电压波形参数测试测试模型测试步骤

图2输出电压波形参数测试模型按图2在电压范围内选取合适的测量点。（突波等，必要时可保存波形图片。输出电压纹波及噪声测试测试模型测试模型如图2所示。测试步骤按图2示波器设置带宽20MHz，交流耦合，自动触发模式。在电压范围内选取合适的测量点。读取交流分量的峰峰值。电压纹波及噪声系数计算按式（2）计算电压纹波及噪声系数：Xrip=UPP/UDC×100% （2）式中：Xrip——电压纹波及噪声系数；UPP——输出电压交流分量峰峰值；UDC——直流输出电压平均值。充电、放电电流误差测试分别在充电、放电状态下进行以下试验。测试模型测试步骤

图3电流误差测试模型按图3在电流范围内选取合适的测量点。在设备的恒流模式下，按选取的输出（设定电流值输出电流。输出电流误差计算按式（3）计算输出电流误差：输出电流误差=设备采集的输出电流值-电压表测量的输出电流值 （3）输出电流波形参数测试测试模型测试步骤

图4输出电流波形参数测试模型按图4在电流范围内选取合适的测量点。（突波等，必要时可保存波形图片。输出电流纹波及噪声测试测试步骤按图4示波器设置带宽20MHz，交流耦合，自动触发模式。在电流范围内选取合适的测量点。读取交流分量的峰峰值。电流纹波及噪声系数计算按式（4）计算电流纹波及噪声系数：Yrip=IPP/IDC×100% （4）式中：Yrip——电流纹波及噪声系数；IPP——输出电流交流分量峰峰值；IDC——直流输出电流平均值。电子负载电流误差测试测试模型测试步骤

图5电子负载电流误差测试模型按图5在电流范围内选取合适的测量点。在设备的恒流模式下，按选取的输出（设定电流值输出电流。电子负载电流误差计算按（5）式计算电子负载电流误差：电子负载电流误差=设备电子负载的电流采集值-电流表的测量值 （5）导通阻抗测量误差测试测试模型图6导通阻抗测量误差测试模型测试步骤根据被测电阻的范围与准确度要求选择合适的标准电阻和内阻测试仪。如图5（b）接线法用内阻测试仪测量标准电阻，测量结果即标准电阻实际值。如图1Ω的标准电阻，输出电流值宜取1000mA；对于大于1Ω的标准电阻，输出电流值宜取20mA应已对设备的输出电流做了测量或校准。设备采集标准电阻两端的电压值。导通阻抗测量误差计算按（6）式计算导通阻抗测量误差：导通阻抗测量误差=设备的标准电阻测量值-标准电阻实际值 （6）电阻（THR、IDR）测量误差测试测试模型测试步骤

图7电阻测量误差测试模型按图7电阻测量误差计算按式（7）计算电阻测量误差：电阻测量误差=设备的标准电阻测量值-标准电阻值 （7）环境温度测量误差测试测试环境图图8温度测量误差测试环境图测试步骤按图8搭建测试环境。温度值与温度计测量的温度值。温度测量误差计算按式（8）计算温度测量误差：温度测量误差=设备测量的温度值-温度计测量的温度值 （8）环境适应性试验工作范围下限温度（低温）试验按GB/T2423.1第5.2条试验Ab温度稳定后，按第6.4条的要求对设备进行电气性能测试。工作范围上限温度（高温）试验按GB/T2423.2第5.2条试验Bb温度稳定后，按第6.4条的要求对设备进行电气性能测试。低温启动试验按GB/T2423.1第5.2条试验Ab规定的方法进行试验。环境试验箱的温度降低至0℃，温度稳定后，设备在该温度下放置2h。（一般取10次启动，验证通讯和基本功能是否正常。高温启动试验按GB/T2423.2第5.2条试验Bb（一般取10次启动，验证通讯和基本功能是否正常。低温贮存试验按GB/T2423.1第5.2条试验Ab规定的方法进行试验。环境试验箱的温度降低至-20℃，温度稳定后，设备在该温度下放置48h。通讯和基本功能是否正常。高温贮存试验按GB/T2423.2第5.2条试验Bb通讯和基本功能是否正常。稳态正弦振动试验GB/T4798.2-2008652M3xy、z三个轴向上分别进行。6.4恒定湿热试验按GB/T2423.3(40±2）℃，(85±3)%RH试验后，用目测方式检查设备外观，并按第6.4温升试验按GB/T10233-2016第4.9.2.3条规定的方法对第6.5.9条表3规定的测量点进行温升试验。噪声试验（组40dB1m1m~1.5m噪声。电网适应性试验6.4条的要求对设备进行电气性能测试。安全性试验设备输出交、直流漏电测试测试步骤进行测量。4）5）。接地电阻试验按GB/T6587-2012第5.8.3条规定的方法进行试验。过压保护试验对于具有过压保护功能的模块，外接电压源，逐渐提高电压输出直至达到预设的电压保护触发点，检查保护功能是否触发。过温保护试验可按以下方法之一进行试验：方法一：将温度监测元件（温度传感器）的有效性。绝缘电阻试验按GB/T10233-2016第4.6.1至4.6.2.2条的规定的方法进行试验。按GB/T4706.1-2005第16.2条规定的方法进行试验。绝缘耐压试验按GB/T10233-2016第4.5.2条规定的方法进行测试，电压施加时间为1min。电磁兼容性试验传导干扰试验按GB/T9254-2008第9条规定的方法进行试验。辐射干扰试验按GB/T9254-2008第10条规定的方法进行试验。辐射抗扰度试验按GB/T17626.3规定的方法进行试验。传导抗扰度试验按GB/T17626.6规定的方法进行试验。静电抗扰度试验按GB/T17626.2规定的方法进行试验。（电源口）电快速瞬变脉冲群抗扰度试验按GB/T17626.4规定的方法进行试验。（电源口）浪涌（冲击）抗扰度试验按GB/T17626.5规定的方法进行试验。工频磁场抗扰度按GB/T17626.8规定的方法进行试验。电压暂降和短时中断的抗扰度试验按GB/T17626.11规定的方法进行试验。防护等级试验按GB/T4208规定的方法进行试验。检验规则应以年为周期进行型式试验。新产品或老产品转厂的试验定型鉴定；c）产品长期停产后恢复生产时；d）用户提出特殊要求，经制造商同意时。为不合格品。每台产品都应进行出厂试验。出厂试验时只有一项不合格，允许返修后复试，复试一次仍不合格，则为试验不合格。试验合格后，填写试验记录并且出具合格证方能出厂。型式试验及出厂试验项目见表4。表4试验项目序号试验项目型式试验出厂试验技术要求试验方法1一般检查√√6.37.32电气性能测试输出电压误差测试√√6.47.4.13充电、放电电流误差测试√√6.47.4.44电子负载电流误差测试√√6.47.4.75单节模拟电池充电、放电电压误差测试√√6.47.4.16单节模拟电池充电、放电电流误差测试√√6.47.4.47输出电压、电流波形测试√√6.47.4.2,7.4.58电压、电流纹波及噪声系数测试√√6.47.4.3,7.4.69导通阻抗测量误差测试√√6.47.4.810PACK电压测