电芯和电池可靠性的测试和方法介绍

NVTNVT-3-2-3-2-3-1-3-113新产品设计验证测试指导书13CHANGEHISTORYREVCHANGEDESCRIPTIONEFF.DATEPREPAREDBYAPPROVEDBYDEPT.1111刘斌陈光辉1113刘斌陈光辉113113刘斌陈光辉111刘斌陈光辉CONFIDENTIALITYDISTRIBUTIONISSUENO.:-2新产品设计验证测试指导书213~目的规范本公司产品新产品设计验证测试项目、测试条件及判定标准、范围适用于本公司新研发的所有型号电池产品定义设计验证：对产品的电池功能，可靠性，安全性进行验证确保产品符合设计要求职责权限（研发部）编制新产品设计计划，计划输入输出输出完成客户产品的定义，输出产品规格书，新样品样板制作，设计转移，新零件模具承认，编制产品规格书（项目工程部）和客户沟通产品的需求，编制及执行品质控制计划，跟踪项目研发，负责安排样品试制，产品试产至量产全过程，对项目成不及项目过程中的风险进行控制跟踪过程问题至解决。市场营销部：负责新项目立项，客户报价，售后服务，客户信息反馈。-（品质部）负责新产品样品与产品质量管理（测试工程部）负责产品测试设备，产品验证，可靠性验证测试，提供测试报告。（作业指引）：（测试时机）阶段，负责样品测试验证及报告NVTNVT-3--3-新产品设计验证测试指导书A3o13Atrototeteiinchargeoteteriicationandreort1对于多串并电池第一次制样及第一次量产时，项目部需送3到实验室进行容量及压差测试。ortheerieandaraeatterhenirtadeaeandirtarodctionrneedend3caeoadothecaacitandceaancechec13产品进入阶段，实验室负责完成设计验证Atteaoratoriinchargeocoetedeigneriication13项目部负责提供样品给实验室roectiinchargeoroidethetetaetoaoratoreignchange（设计变更）如接下来设计有变更，需针对变更项目及有影响项目重新测试，项目部需重新送样至实验室，实验室针对变更项目进行再次验证测试hentherodctdeignchangedinnettetretettheaecteditethechangeretetedandneedtoaorarehtetAccordingtothechangeaidothereatedtet3aeantit：（测试数量）根据测试标准，每一项测试需要测试验证3c，如有特殊要求，可以根据需要适当调整测试数量orthetetcriteriaoreachtetiteneed3caetoeriicationitherehaeeciareetitcanadtthetetantitneedetite（测试项目）1参考附件二eerencetheattachentto当客户有特殊要求时，各项目的测试方法及判定条件按客户要求；hetetethodandcriteriahaeeninaccordiththectoerdeand3当实验室无法进行相关测试时，由项目部统一申请外送给有资质的供应商测试；henitcantetetarhaaortetingtheroeionaendor样品测试完成后，测试人员须参照--1A完成设计验证报告，再将测试报告交由实验室工程师及经理审批存档，并影印一份副本或者以邮件形式发给相关人员。Aterinihedthetetteterhodoo--1Ainihedthereortandittoreiaiitengineerandanageroraroingataeacooreortorendreorttothecorreatieeron可靠性测试的品质目标是零不合格。当测试不合格时，立即通知测试项目研发品质部门等相关部门，组成A分析小组一同对不合格进行原因分析，并制定纠正预防措施，且此批产品按照-3不合格品控制程序处理；若该批次产品已出货给客户，须立即通知客户hetargetoreiaiittetieroreectrateiaiiediatenotiAeateddeartentcreateArotoanaetherootcaethentaecorrectieandreentieactionthirodcthaehandedaccordingto-3on-conoringontrorocedrethirodcthadeenhiede13新产品设计验证测试指导书13测试报告命名规格测试命名为测试类型机种名称发行日期流水号，测试类型有设计验证（），可靠测试，抽样测试三种类型例如：可靠性振动测试报告，发行日期为13-1-1，流水号为1则命名为：--13111TOC\o"1-5"\h\z13-1-1113111（注意事项）：参考文件--4-14331-4-1相关记录：-11附件RSTRCTDSCRTDCRVA13设计验证测试流程图DesinveriicationtestlochartNONVTNVTNVTNVTNO.Q-003-02NO.Q-003-02NOQ-003-02NOQ-003-02ORINGINSTRUCTIONDOCNOI-24REVDDESCRIPTION新产品设计验证测试指导书PGE6of13ttachmenttwo(附件二)No类别Type测试项目Item测试条件TestCondition判定标准Criteria备注Remark1ReliabilityTest消耗电流测试Consumecurrentcheck用DC电源代替CELL设置不同电压读取不同状态的消耗电流UseDCreplacethecellsetdifferentvoltage,usethemetermeasuretheconsumecurrentReferenceEE-Spec2过压保护功能检测(过充电/过放电)OverVoltageprotectionfunctiontest(overcharge/overdischarge)用DC电源代替CELL设置慢慢调大或调小电压检查PCM板，过压保护功能检测是否正常。UseDCreplacethecell,adjustthevoltagetocheckPCM,makesuretheovervoltageprotectionfunctionisokReferenceEE-Spec3过流保护功能检测(过充电/过放电)OverCurrentprotectionfunctiontest(overcharge/overdischarge)放电过流保护。DC电源输出接PCM板B+,B-,PCMP+,P-接电子负载，用电池负载OCP功能测试PCM过流保护功能是否正常OverdischargeprotectionpowerconnectingwithPCMB+,B-andP+,P-withload,useOCPfunction,ofloadtochecktheovercurrentprotectionfunctionisnormalornot充电过流保护DC电源输出接PCM板P+,P-,，PCMB+,B-接电子负载，用电池负载OCP功能测试PCM过流保护功能是否正常OverchargeprotectionDCpowerconnectingwithPCMP+,P-andB+,B-withload,useOCPfunction,ofloadtochecktheovercurrentprotectionfunctionReferenceEE-Spec4短路保护功能检测shortprotectionfunctiontest用额定电流，满充电池，静置1小时，短路电池输出端，用示波器检查电池短路保护功能是否正常Chargefullthebatterywithratecurrent,restfor1hour,shorttheoutputterminal,useoscilloscopetochecktheshortprotectionfunctionReferenceEE-Spec5反充保护功能检测Reversechargefunctiontest正负极反接后用DC充电，检测反充保护功能是否正常ConnectP+,P-reversedwithDCpowertocheckthereversechargefunctionReferenceEE-Spec6NTC0℃/25℃/45℃不同温度阻值是否符合零件规格NTCValuemeasureindifferenttemperatureNTC放入温箱，用安捷伦meter测量不同温度下的阻抗是否符合零件规格PutNTCintochamber,measuretheimpedanceforNTCindifferenttemperature,checkitwhethermeetEE-SpecReferenceEE-Spec7电压精度检测(0℃/25℃/45℃)Temperature电池放入温箱，在不同温度下检测BQ显示电压和meter实际量测电压是否符合EE-SpecPutbatteryintochamber,checkBQvoltageandthevoltageReferenceEE-Spec只适用于带Gasgauge由

ORNGNSTRCTONDOC.NO.REV.-284DDESCRPTON新产品设计验证测试指导书PAGE7of13accuracycheck(0℃/25℃/45℃)measuredbymeterindifferenttemperature,makesureitwhethermeetEE-Spec池8电流精度检测(0℃/25℃/45℃)Voltageaccuracycheck(0℃/25℃/45℃)电池放入温箱，在不同温度下对电池放电，检测BQ显示电流和实际测量电流是否符合EE-SpecPutthebatteryintochamber,dischargeindifferenttemperatureandchecktheBQcurrentandthecurrentmeasuredbyload,makesureitwhethermeetEE-SpecReferenceEE-Spec只适用于带Gasgauge电池9温度精度检测(0℃/25℃/45℃)Temperatureaccuracycheck(0℃/25℃/45℃)电池放入温箱，检测不同温度下BQ显示温度和实际测量温度是否符合EE-SpecPutbatteryintochamber,checkBQtemperatureandtherealmeasuredtemperature,makesureitwhethermeetEE-SpecReferenceEE-Spec只适用于带Gasgauge电池10过温保护(充电&放电)OverTemperatureprotection(charge&discharge)根据EE-Spec，设置温度，检查BQ中过温保护功能在充放电过程中是否会起作用RefertoEE-Spec,settemperaturetocheckthecharge&dischargeovertemperatureprotectionfunctionwhetherokReferenceEE-Spec只适用于带Gasgauge电池110.2C5A放电性能0.2Cdischargecapacity标准充电后，休眠0.5〜1h后，以0.2C放完电reset0.5〜1hourafterstandardchargefull,use0.2Cdischarge电池放电时间5hdischargetime5h121C5A放电性能1Cdischargecapacity标准充电，休眠0.5〜1h后，以1C放完电reset0.5〜1hourafterstandardchargefull,use0.2Cdischarge电池放电时间51mindischargetime51minutes13高温性能hightemperatureCapacitytest标准充电后，电池放入55℃±2℃高温箱中，恒温2h,然后以0.2C放完电，然后取出在20℃±5℃环境下搁置2小时；standardcharge,putthebatteryinto55℃±2℃,keep2hours,thenuse1Cdischargetocutoffvoltage,takeoutputitat20℃±5℃environment2hours电池放电时间5h,无变形，无爆裂。Dischargetime5hnodistortion,nocrack14低温性能lowtemperatureCapacitytest标准充电后，电池放入—10℃±2℃高温箱中，恒温4h,然后以0.2C放完电，然后取出在20℃±5℃环境下搁置2小时；standardcharge,putbatteryinto—10℃±2℃environment,keep4hours,thenuse0.2Cdischargetocutoffvoltage,takeoutputitat20℃±5℃environment2hours电池放电时间3.h,无变形，无爆裂。Dischargetime3hnodistortion,nocrack15恒定恒湿性能constanttemperature&humiditytest标准充电，电池放入45℃±2℃,相对湿度为90〜95%的恒温恒湿箱中搁置72h,然后取出，在20℃±5℃搁置2h目测电外观，然后以0.2C放完电standardcharge,putthebatteryinto40℃±2℃/90—95%environment48hours,thentakeoutputitat20℃±5℃environment2hours,checkappearance,use1Cdischargetocutoffvoltage无明显变形、锈蚀、冒烟、爆炸；放电时间5hNosignificantdeformation,rust,smoke,explosion,dischargetime5hNVTNVTNVTNVTN.:N.:-003-02N.:F-003-02FN.:F-003-02FWRININSTRUCTINDC.NWI-284RE.:DDESCRIPTIN:新产品设计验证测试指导书PAE:8of1316ESDIEC-6100000-4-2ReferenceEE-Spec17内阻检测IRcheck用额定电流满充电池，静置1小时后用内阻测试仪量测内阻Usetheratecurrentchargefullthebattery,rest1hourusetheIRmetermeasuretheIRReferenceEE-Spec18开路电压检测opencircuitvoltagecheck用额定电流满充电池，静置1小时后用万用表量测电池开路电压Usetheratecurrentchargefullthebattery,rest1hourtheusethemetermeasurebatteryopencircuitvoltageReferenceEE-Spec19循环寿命cyclelifetest按照产品规格进行充放电循环测试Dothecharge/dischargecycletestfollowproductcriteria每100循环结束后满充电池检查内阻及厚度Each100cyclechargefullbatterycheckbatteryimpedanceandthicknessTherelativecapacity80%Thicknessswelllessthan10%Impedanceinspec20Label酒精耐摩擦测试Labelalcoholtest用棉布蘸上浓度最小为95%的酒精，用500g的压力摩擦15次Rubwithacottonclothdampenedinalcohol(95%min)Force:500gTestcycles:15timesLabel字迹能辨认，无划痕，无油墨脱落Thelabelmustberecognized.Noscratchesnoinkoff21Label纸带剥离测试Labelpeelstrengthtest用3M胶带完整的粘贴到label上再以至少45度角拉扯胶带使之与label分离，测试1次◎Macksurethetap(3M#610)totallysticksonthelabel.Removethetapfromlabelat45degree.◎Totalis1times◎Label字迹能辨认，无划痕，无油墨脱落Thelabelmustberecognized.Noscratchesnoinkoff22Label纸带耐摩擦测试Labelabrasionresistancetest使用RAC压力为175g的测试设备摩擦label3次◎175g,3times◎UseRCAequipmentLabel字迹能辨认，无划痕，无油墨脱落Thelabelmustberecognized.Noscratchesnoinkoff23Label条码测试Labelbarcodeidentify酒精耐摩擦测试纸带剥离测试AlcoholresistancetestPeelstrengthtestBarcode能扫描无划痕，无油墨脱落Thebarcodemustcanbescanned.Noscratchesnoinkoff24Label存储测试LabelStoragetest把电池label面朝下放在材质为(MitsubishiMB1700PC+ABS)的塑料板上，用100g砝码压在电池中心。◎Putbatterywith100gloadingonaplate(MitsubishiMB1700PC+ABS)Label没有粘到塑胶板上没油墨脱落WithoutanylabeladheretoplateNoinkoff

NNSTCTNC.N-284V.:P:9of13C.N-284V.:P:9of13但故电池在以下温度条件下测试一次◎Temperaturetestconditionfor1cycle:25SafetyTest自由跌落droptest电池标准充电，将电池从1m的高度跌落到放置在水泥地面18mm~20mm后的硬木板上，从X/Y/Z正负方向各跌落1次，跌落后，电池以1C放完电，然后以0.2C充电，放电时间不能低于51分钟standardcharge,dropthebatteryfrom1mhighto18mm~20mmhardwoodplatform,X/Y/Ydirectioneach1time,total6times,afterdropuse1Cdischarge,thenuse0.2chargetimes,thedischargetimenotlessthan51min无明显变形、锈蚀、冒烟、爆炸，能放入设备中；放电时间51minNosignificantdeformation,rust,smoke,explosion,dischargetime51min可选项目26振动vibrationtest将电池稳固地有保护地固定在振动平台上，不要扭曲电芯，以便振动能很好的传送，振动频率按正弦波形在15分钟内按对数方式从7Hz扫描到200Hz再回到7Hz，振动沿电芯互相垂直地三个方向进行，每一个方向按上述循环重复12次，用时共3小时，振动方向中的一个必须垂直电芯和电池的最大面；对数扫描频率如下：维持1gn的峰值加速度，从7Hz一直扫描到18Hz，振幅维持在0.8mm（整个行程1.6mm），同时频率增长，直到峰值加速度达到8gn（约50Hz），然后维持8gn的峰值加速度，直到频率增长到200Hzfixupthebatteryonthevibrationplat,thefrequencyusesinewavefrom7HZto200HZin15minutesanddownto15HZ,thetherevibrationdirectioneachotherperpendicularity,eachdirectionrepeat12times,total3hours;logarithmscanfrequencyasbelow,keep1gnpeakacceleration,from7HZto18HZ,theextentkeep0.8mm,andthefrequencyraise,untiltheaccelerationto8gn（about50HZ）,andthenkeep8gnpeak,untilfrequencyreachto200HZ无明显变形、锈蚀、冒烟、爆炸；电压3.6VNosignificantdeformation,rust,smoke,explosion,Voltage3.6V27热冲击heatshocksafety将电池在温度为75±2℃的环境中存储至少6小时，接着在温度为-40±2℃的环境中存储至少6小时。极端温度变化的时间间隔最长为30分钟。重复上述过程10次，然后将样品在温度为20±5℃的环境中放置24小时；对于大电池，在极端温度中搁置的时间至少为12小时。Putthebatteryinto75±2℃environmentatleast6hours,thenchangethetemperatureto-40±2℃keepthebatteryinthatenvironmentatleast6hours,thetemperaturechargerateisnoexceed30minutes,repeat10times,putthebatteryinto20±5℃environment24hours,forthebigbatteryputittotheextremetemperaturenolessthan12hours不起火，不爆炸nofire,noburst可选项目28强制放电测试在环境温度下将测试电芯与一个12V的直流电源串联起来1.不起火、不爆炸可选项目NVTNVTNO.F-003-02FNO.F-003-02FORININTRCTIONDOC.NO.I-284RV.DPA10of13DOC.NO.I-284RV.DPA10of13ForceDischarge进行强制放电，直流电源初始电流等于制造商指定的最大放电电流；把一负载与直流电源串联，这个负载的阻抗与测试电芯阻抗相当，这样可以获得指定的放电电流；测试电芯的额定容量除以初始测试电流（安培）等于被迫放电的时间（小时）。Inenvironmenttemperature,seriestheDCandcellforcedischarge,theDCoriginalCurrentisthemaxdischargecurrenttesttime=cellratecapacity/originalCurrent（A）2.不起火、不爆炸、不漏液nofire,noburstnofire,noburst,noleakage29强制放温度循环测试Temperaturecycletest.样品在一自然对流或强制对流烘箱中加热，烘箱温度以5±2℃/min速度升温至130℃，并保持10min后停止。25热循环测试.电池放于测试室内并承受以下循环：a)30min内升温至70±3℃，保温4h。b)30min内降温至20±3℃，保温2h。c)30min内升温至40±3℃，保温4h。d)30min内降温至20±3℃。e)重复上述循环9次。f)10次循环后，电池放置7天待检。.Putthebatteryintotemperaturechamberthetemperatureriserateis5±2℃/minreachto130℃,keep10minutesstop,cycle25times.putthebatteriesintothetemperaturechamberdobelowtesta)risetemperatureto70±3℃fromroomtemperaturekeep4hoursdownthetemperatureto20±3℃keep2hoursrisetemperatureto40±3℃keep4hoursdownthetemperatureto20±3℃repeat9cyclesafter10cyclesreset7days.checkthebatteries不解体，不起火Norupture,nofire30过充电保护性能overchargeprotect电池标准充电后，用恒流恒压源持续给电池加载8小时，电压为标称电压的2倍，电流为2Cstandardcharge,useconstantcurrentsourcecharge8hours.voltageis2Cstandardvoltage,currentis2Cstandardcurrent不起火、不爆炸、不冒烟、不露液nofire,noburst,nosmoke,noleakage31过放电保护性能overdischargeprotect在20℃±5℃温度下，0.2C放完电后，外接30Ohm电阻放电24hat20℃±5℃environment0.2Cdischargetocutoffvoltage.thenconnectwith30ohmresistancedischarge24hours不起火、不爆炸、不冒烟、不露液nofire,noburst,nosmoke,noleakage32短路保护性能shortprotectiontest电池标准充电后，外接0.1Ohm电阻，短路1h,将正负极断开，以1C电流充电5s后，测电池电压Reset1hourafterchargefull,checktheOCVandimpedance,useresistance<0.1ohmshorttheoutputterminal1hour,thenuse1Ccurrentcharge5scheckvoltage不起火，不爆炸，电池表面温度不超过150℃nofire,noexplosion,batterysurfacetemperaturenomorethan150℃

OKNNSCONDOC.NO.-24EV.DDESCPON新产品设计验证测试指导书PAE11of1333过充电overchargetest最大充电电流的2倍，测试最低电压为制造商建议的最大充电电压的2倍；测试在环境温度下进行，时间为24小时use2Cvoltageand2Ccurrent.continuescharge24hours测试后的7天内可充电电池无解体，无起火aftertest7daysagothebatterycanchargeanddischarge.noleakage.nofire34异常充电测试abnormalchargetest以0.2C放完电，再以3倍电池最大充电电流，以电池最高充电电压为限制，充电至少7h或达到生产商规定的充电结束条件。Afteruse0.2Cdischarge,thenuse3Cmaximumcurrent.maximumvoltagecharge7hours不起火，不爆炸。Nofire.noburst35强制放电测试Forcedischargetest一个完全放电的电池被强制性串联同型号的满充电池，串联满充电池数目等于串联应用的最大数目减1个，当完全放电的电池与特定数目的满充电池串联好后，对形成的电池组进行短路测试。将电池组的正负极用电阻小于0.1欧姆的负载短接，并监控电池表面温度变化；当电池组着火，爆炸，或电压低于0.2V且表面温度回到环境温度±10℃时停止测试。Dischargethebatteryuntilcutoffvoltage,theseriesbatterymustseriesthesamecell,serinebatteryquantityistheseriesapplies-1.whenfulldischargebatteryseriated,shortthebatterypackuse<0.1ohmresister.monitorthebatterysurfacetemperature.whenbatterypackfire.burst,ortheoutputvoltagelowthan0.2Vandthebatterypacksurfacetemperaturereturntoenvironmenttemperature±10℃stoptest不起火，不爆炸。Nofire.noburst36常温短路Externalshorttest满充后，搁置1h.测OCV和电池内阻，然后用电阻<0.1ohm的负载短接电池正负极，并监控电池表面温度，当电池着火、爆炸或者当电池电压低于0.1V且电池表面温度降到高于环境温度10℃以下时停止测试Standardchargeputitat20℃±5℃environment1hours.blackoutthePCM.use100momresistanceshortthecell.whenthebatterysurfacetemperaturelowthantiptoptemperature10℃stoptest不起火，不爆炸，电池温度150℃nofire.noburst.batterytemperature150℃37挤压测试Crushtest满充后，搁置1h.测OCV和电池内阻，电池将在两个平面之间被挤压，最大压力不小于13kN，一旦压力达到13kN应立即卸压，chargefullthebatteryreset1hour.checkOCVandimpedance.extrusionthebatterybetweentwoplane.thestressnolessthan13KN不起火，不爆炸nofire.noburst可选项目

ORKININSTRUCTIONOC.NO.I-284REV.PE12of13OC.NO.I-284REV.PE12of1338高加速冲击accelerationshocktest面充电，将电池被有保护的固定在冲击台上，每个电池承受峰值加速度为150gn，脉冲宽度为6毫秒的半正弦冲击，每个电池将沿着三个互相垂直轴的正负方向每个方向冲击3次，共18次chargefullthebattery,putthebatteryontheshockplatform,eachbatteryendureaccelerationpeakvalueis150gn,pulsewidth6mshalfsineshock,eachbatteryshocks3timesforX/Y/Zdirectiontotal18times电池无质量损失、无漏液、无排气、无解体、无开裂、无着火，测试后开路电压不低于测试前的90%batterynolose,noleak,nodisjoint,norupture,nofire,theOCVnolessthan90%,39撞击测试impingeagainsttest满充后，搁置1h,测OCV和电池内阻，把电池放在一平面上，将一直径15.8mm的铁棒横放在电池的中心，让一重9.1Kg的铁块从61±2.5cm的高度跌落到电池上chargefullthebattery,reset1hour,checktheOCVandimpedance,putthebatteryonaplatform,takeadiameter15.8mmpintail,horizontallayonthebatterycenter,leta9.1Kgironpiecedroptothebatterysurfacefrom61±2.5cmhigh不起火，不爆炸nofire,noburst可选项目40LPSReferenceUL60950-1Item2.5EE-Spec可选项目41