電芯和電池可靠性的測試和方法介紹

NVTNVT-3-2-3-2-3-1-3-113新產(chǎn)品設計驗證測試指導書13CHANGEHISTORYREVCHANGEDESCRIPTIONEFF.DATEPREPAREDBYAPPROVEDBYDEPT.1111劉斌陳光輝1113劉斌陳光輝113113劉斌陳光輝111劉斌陳光輝CONFIDENTIALITYDISTRIBUTIONISSUENO.:-2新產(chǎn)品設計驗證測試指導書213~目的規(guī)范本公司產(chǎn)品新產(chǎn)品設計驗證測試項目、測試條件及判定標準、范圍適用于本公司新研發(fā)的所有型號電池產(chǎn)品定義設計驗證：對產(chǎn)品的電池功能，可靠性，安全性進行驗證確保產(chǎn)品符合設計要求職責權限（研發(fā)部）編制新產(chǎn)品設計計劃，計劃輸入輸出輸出完成客戶產(chǎn)品的定義，輸出產(chǎn)品規(guī)格書，新樣品樣板制作，設計轉移，新零件模具承認，編制產(chǎn)品規(guī)格書（項目工程部）和客戶溝通產(chǎn)品的需求，編制及執(zhí)行品質控制計劃，跟蹤項目研發(fā)，負責安排樣品試制，產(chǎn)品試產(chǎn)至量產(chǎn)全過程，對項目成不及項目過程中的風險進行控制跟蹤過程問題至解決。市場營銷部：負責新項目立項，客戶報價，售后服務，客戶信息反饋。-（品質部）負責新產(chǎn)品樣品與產(chǎn)品質量管理（測試工程部）負責產(chǎn)品測試設備，產(chǎn)品驗證，可靠性驗證測試，提供測試報告。（作業(yè)指引）：（測試時機）階段，負責樣品測試驗證及報告NVTNVT-3--3-新產(chǎn)品設計驗證測試指導書A3o13Atrototeteiinchargeoteteriicationandreort1對于多串并電池第一次制樣及第一次量產(chǎn)時，項目部需送3到實驗室進行容量及壓差測試。ortheerieandaraeatterhenirtadeaeandirtarodctionrneedend3caeoadothecaacitandceaancechec13產(chǎn)品進入階段，實驗室負責完成設計驗證Atteaoratoriinchargeocoetedeigneriication13項目部負責提供樣品給實驗室roectiinchargeoroidethetetaetoaoratoreignchange（設計變更）如接下來設計有變更，需針對變更項目及有影響項目重新測試，項目部需重新送樣至實驗室，實驗室針對變更項目進行再次驗證測試hentherodctdeignchangedinnettetretettheaecteditethechangeretetedandneedtoaorarehtetAccordingtothechangeaidothereatedtet3aeantit：（測試數(shù)量）根據(jù)測試標準，每一項測試需要測試驗證3c，如有特殊要求，可以根據(jù)需要適當調整測試數(shù)量orthetetcriteriaoreachtetiteneed3caetoeriicationitherehaeeciareetitcanadtthetetantitneedetite（測試項目）1參考附件二eerencetheattachentto當客戶有特殊要求時，各項目的測試方法及判定條件按客戶要求；hetetethodandcriteriahaeeninaccordiththectoerdeand3當實驗室無法進行相關測試時，由項目部統(tǒng)一申請外送給有資質的供應商測試；henitcantetetarhaaortetingtheroeionaendor樣品測試完成后，測試人員須參照--1A完成設計驗證報告，再將測試報告交由實驗室工程師及經(jīng)理審批存檔，并影印一份副本或者以郵件形式發(fā)給相關人員。Aterinihedthetetteterhodoo--1Ainihedthereortandittoreiaiitengineerandanageroraroingataeacooreortorendreorttothecorreatieeron可靠性測試的品質目標是零不合格。當測試不合格時，立即通知測試項目研發(fā)品質部門等相關部門，組成A分析小組一同對不合格進行原因分析，并制定糾正預防措施，且此批產(chǎn)品按照-3不合格品控制程序處理；若該批次產(chǎn)品已出貨給客戶，須立即通知客戶hetargetoreiaiittetieroreectrateiaiiediatenotiAeateddeartentcreateArotoanaetherootcaethentaecorrectieandreentieactionthirodcthaehandedaccordingto-3on-conoringontrorocedrethirodcthadeenhiede13新產(chǎn)品設計驗證測試指導書13測試報告命名規(guī)格測試命名為測試類型機種名稱發(fā)行日期流水號，測試類型有設計驗證（），可靠測試，抽樣測試三種類型例如：可靠性振動測試報告，發(fā)行日期為13-1-1，流水號為1則命名為：--13111TOC\o"1-5"\h\z13-1-1113111（注意事項）：參考文件--4-14331-4-1相關記錄：-11附件RSTRCTDSCRTDCRVA13設計驗證測試流程圖DesinveriicationtestlochartNONVTNVTNVTNVTNO.Q-003-02NO.Q-003-02NOQ-003-02NOQ-003-02ORINGINSTRUCTIONDOCNOI-24REVDDESCRIPTION新產(chǎn)品設計驗證測試指導書PGE6of13ttachmenttwo(附件二)No類別Type測試項目Item測試條件TestCondition判定標準Criteria備注Remark1ReliabilityTest消耗電流測試Consumecurrentcheck用DC電源代替CELL設置不同電壓讀取不同狀態(tài)的消耗電流UseDCreplacethecellsetdifferentvoltage,usethemetermeasuretheconsumecurrentReferenceEE-Spec2過壓保護功能檢測(過充電/過放電)OverVoltageprotectionfunctiontest(overcharge/overdischarge)用DC電源代替CELL設置慢慢調大或調小電壓檢查PCM板，過壓保護功能檢測是否正常。UseDCreplacethecell,adjustthevoltagetocheckPCM,makesuretheovervoltageprotectionfunctionisokReferenceEE-Spec3過流保護功能檢測(過充電/過放電)OverCurrentprotectionfunctiontest(overcharge/overdischarge)放電過流保護。DC電源輸出接PCM板B+,B-,PCMP+,P-接電子負載，用電池負載OCP功能測試PCM過流保護功能是否正常OverdischargeprotectionpowerconnectingwithPCMB+,B-andP+,P-withload,useOCPfunction,ofloadtochecktheovercurrentprotectionfunctionisnormalornot充電過流保護DC電源輸出接PCM板P+,P-,，PCMB+,B-接電子負載，用電池負載OCP功能測試PCM過流保護功能是否正常OverchargeprotectionDCpowerconnectingwithPCMP+,P-andB+,B-withload,useOCPfunction,ofloadtochecktheovercurrentprotectionfunctionReferenceEE-Spec4短路保護功能檢測shortprotectionfunctiontest用額定電流，滿充電池，靜置1小時，短路電池輸出端，用示波器檢查電池短路保護功能是否正常Chargefullthebatterywithratecurrent,restfor1hour,shorttheoutputterminal,useoscilloscopetochecktheshortprotectionfunctionReferenceEE-Spec5反充保護功能檢測Reversechargefunctiontest正負極反接后用DC充電，檢測反充保護功能是否正常ConnectP+,P-reversedwithDCpowertocheckthereversechargefunctionReferenceEE-Spec6NTC0℃/25℃/45℃不同溫度阻值是否符合零件規(guī)格NTCValuemeasureindifferenttemperatureNTC放入溫箱，用安捷倫meter測量不同溫度下的阻抗是否符合零件規(guī)格PutNTCintochamber,measuretheimpedanceforNTCindifferenttemperature,checkitwhethermeetEE-SpecReferenceEE-Spec7電壓精度檢測(0℃/25℃/45℃)Temperature電池放入溫箱，在不同溫度下檢測BQ顯示電壓和meter實際量測電壓是否符合EE-SpecPutbatteryintochamber,checkBQvoltageandthevoltageReferenceEE-Spec只適用于帶Gasgauge由

ORNGNSTRCTONDOC.NO.REV.-284DDESCRPTON新產(chǎn)品設計驗證測試指導書PAGE7of13accuracycheck(0℃/25℃/45℃)measuredbymeterindifferenttemperature,makesureitwhethermeetEE-Spec池8電流精度檢測(0℃/25℃/45℃)Voltageaccuracycheck(0℃/25℃/45℃)電池放入溫箱，在不同溫度下對電池放電，檢測BQ顯示電流和實際測量電流是否符合EE-SpecPutthebatteryintochamber,dischargeindifferenttemperatureandchecktheBQcurrentandthecurrentmeasuredbyload,makesureitwhethermeetEE-SpecReferenceEE-Spec只適用于帶Gasgauge電池9溫度精度檢測(0℃/25℃/45℃)Temperatureaccuracycheck(0℃/25℃/45℃)電池放入溫箱，檢測不同溫度下BQ顯示溫度和實際測量溫度是否符合EE-SpecPutbatteryintochamber,checkBQtemperatureandtherealmeasuredtemperature,makesureitwhethermeetEE-SpecReferenceEE-Spec只適用于帶Gasgauge電池10過溫保護(充電&放電)OverTemperatureprotection(charge&discharge)根據(jù)EE-Spec，設置溫度，檢查BQ中過溫保護功能在充放電過程中是否會起作用RefertoEE-Spec,settemperaturetocheckthecharge&dischargeovertemperatureprotectionfunctionwhetherokReferenceEE-Spec只適用于帶Gasgauge電池110.2C5A放電性能0.2Cdischargecapacity標準充電后，休眠0.5?1h后，以0.2C放完電reset0.5?1hourafterstandardchargefull,use0.2Cdischarge電池放電時間5hdischargetime5h121C5A放電性能1Cdischargecapacity標準充電，休眠0.5?1h后，以1C放完電reset0.5?1hourafterstandardchargefull,use0.2Cdischarge電池放電時間51mindischargetime51minutes13高溫性能hightemperatureCapacitytest標準充電后，電池放入55℃±2℃高溫箱中，恒溫2h,然后以0.2C放完電，然后取出在20℃±5℃環(huán)境下擱置2小時；standardcharge,putthebatteryinto55℃±2℃,keep2hours,thenuse1Cdischargetocutoffvoltage,takeoutputitat20℃±5℃environment2hours電池放電時間5h,無變形，無爆裂。Dischargetime5hnodistortion,nocrack14低溫性能lowtemperatureCapacitytest標準充電后，電池放入—10℃±2℃高溫箱中，恒溫4h,然后以0.2C放完電，然后取出在20℃±5℃環(huán)境下擱置2小時；standardcharge,putbatteryinto—10℃±2℃environment,keep4hours,thenuse0.2Cdischargetocutoffvoltage,takeoutputitat20℃±5℃environment2hours電池放電時間3.h,無變形，無爆裂。Dischargetime3hnodistortion,nocrack15恒定恒濕性能constanttemperature&humiditytest標準充電，電池放入45℃±2℃,相對濕度為90?95%的恒溫恒濕箱中擱置72h,然后取出，在20℃±5℃擱置2h目測電外觀，然后以0.2C放完電standardcharge,putthebatteryinto40℃±2℃/90—95%environment48hours,thentakeoutputitat20℃±5℃environment2hours,checkappearance,use1Cdischargetocutoffvoltage無明顯變形、銹蝕、冒煙、爆炸；放電時間5hNosignificantdeformation,rust,smoke,explosion,dischargetime5hNVTNVTNVTNVTN.:N.:-003-02N.:F-003-02FN.:F-003-02FWRININSTRUCTINDC.NWI-284RE.:DDESCRIPTIN:新產(chǎn)品設計驗證測試指導書PAE:8of1316ESDIEC-6100000-4-2ReferenceEE-Spec17內阻檢測IRcheck用額定電流滿充電池，靜置1小時后用內阻測試儀量測內阻Usetheratecurrentchargefullthebattery,rest1hourusetheIRmetermeasuretheIRReferenceEE-Spec18開路電壓檢測opencircuitvoltagecheck用額定電流滿充電池，靜置1小時后用萬用表量測電池開路電壓Usetheratecurrentchargefullthebattery,rest1hourtheusethemetermeasurebatteryopencircuitvoltageReferenceEE-Spec19循環(huán)壽命cyclelifetest按照產(chǎn)品規(guī)格進行充放電循環(huán)測試Dothecharge/dischargecycletestfollowproductcriteria每100循環(huán)結束后滿充電池檢查內阻及厚度Each100cyclechargefullbatterycheckbatteryimpedanceandthicknessTherelativecapacity80%Thicknessswelllessthan10%Impedanceinspec20Label酒精耐摩擦測試Labelalcoholtest用棉布蘸上濃度最小為95%的酒精，用500g的壓力摩擦15次Rubwithacottonclothdampenedinalcohol(95%min)Force:500gTestcycles:15timesLabel字跡能辨認，無劃痕，無油墨脫落Thelabelmustberecognized.Noscratchesnoinkoff21Label紙帶剝離測試Labelpeelstrengthtest用3M膠帶完整的粘貼到label上再以至少45度角拉扯膠帶使之與label分離，測試1次◎Macksurethetap(3M#610)totallysticksonthelabel.Removethetapfromlabelat45degree.◎Totalis1times◎Label字跡能辨認，無劃痕，無油墨脫落Thelabelmustberecognized.Noscratchesnoinkoff22Label紙帶耐摩擦測試Labelabrasionresistancetest使用RAC壓力為175g的測試設備摩擦label3次◎175g,3times◎UseRCAequipmentLabel字跡能辨認，無劃痕，無油墨脫落Thelabelmustberecognized.Noscratchesnoinkoff23Label條碼測試Labelbarcodeidentify酒精耐摩擦測試紙帶剝離測試AlcoholresistancetestPeelstrengthtestBarcode能掃描無劃痕，無油墨脫落Thebarcodemustcanbescanned.Noscratchesnoinkoff24Label存儲測試LabelStoragetest把電池label面朝下放在材質為(MitsubishiMB1700PC+ABS)的塑料板上，用100g砝碼壓在電池中心?！騊utbatterywith100gloadingonaplate(MitsubishiMB1700PC+ABS)Label沒有粘到塑膠板上沒油墨脫落WithoutanylabeladheretoplateNoinkoff

NNSTCTNC.N-284V.:P:9of13C.N-284V.:P:9of13但故電池在以下溫度條件下測試一次◎Temperaturetestconditionfor1cycle:25SafetyTest自由跌落droptest電池標準充電，將電池從1m的高度跌落到放置在水泥地面18mm~20mm后的硬木板上，從X/Y/Z正負方向各跌落1次，跌落后，電池以1C放完電，然后以0.2C充電，放電時間不能低于51分鐘standardcharge,dropthebatteryfrom1mhighto18mm~20mmhardwoodplatform,X/Y/Ydirectioneach1time,total6times,afterdropuse1Cdischarge,thenuse0.2chargetimes,thedischargetimenotlessthan51min無明顯變形、銹蝕、冒煙、爆炸，能放入設備中；放電時間51minNosignificantdeformation,rust,smoke,explosion,dischargetime51min可選項目26振動vibrationtest將電池穩(wěn)固地有保護地固定在振動平臺上，不要扭曲電芯，以便振動能很好的傳送，振動頻率按正弦波形在15分鐘內按對數(shù)方式從7Hz掃描到200Hz再回到7Hz，振動沿電芯互相垂直地三個方向進行，每一個方向按上述循環(huán)重復12次，用時共3小時，振動方向中的一個必須垂直電芯和電池的最大面；對數(shù)掃描頻率如下：維持1gn的峰值加速度，從7Hz一直掃描到18Hz，振幅維持在0.8mm（整個行程1.6mm），同時頻率增長，直到峰值加速度達到8gn（約50Hz），然后維持8gn的峰值加速度，直到頻率增長到200Hzfixupthebatteryonthevibrationplat,thefrequencyusesinewavefrom7HZto200HZin15minutesanddownto15HZ,thetherevibrationdirectioneachotherperpendicularity,eachdirectionrepeat12times,total3hours;logarithmscanfrequencyasbelow,keep1gnpeakacceleration,from7HZto18HZ,theextentkeep0.8mm,andthefrequencyraise,untiltheaccelerationto8gn（about50HZ）,andthenkeep8gnpeak,untilfrequencyreachto200HZ無明顯變形、銹蝕、冒煙、爆炸；電壓3.6VNosignificantdeformation,rust,smoke,explosion,Voltage3.6V27熱沖擊heatshocksafety將電池在溫度為75±2℃的環(huán)境中存儲至少6小時，接著在溫度為-40±2℃的環(huán)境中存儲至少6小時。極端溫度變化的時間間隔最長為30分鐘。重復上述過程10次，然后將樣品在溫度為20±5℃的環(huán)境中放置24小時；對于大電池，在極端溫度中擱置的時間至少為12小時。Putthebatteryinto75±2℃environmentatleast6hours,thenchangethetemperatureto-40±2℃keepthebatteryinthatenvironmentatleast6hours,thetemperaturechargerateisnoexceed30minutes,repeat10times,putthebatteryinto20±5℃environment24hours,forthebigbatteryputittotheextremetemperaturenolessthan12hours不起火，不爆炸nofire,noburst可選項目28強制放電測試在環(huán)境溫度下將測試電芯與一個12V的直流電源串聯(lián)起來1.不起火、不爆炸可選項目NVTNVTNO.F-003-02FNO.F-003-02FORININTRCTIONDOC.NO.I-284RV.DPA10of13DOC.NO.I-284RV.DPA10of13ForceDischarge進行強制放電，直流電源初始電流等于制造商指定的最大放電電流；把一負載與直流電源串聯(lián)，這個負載的阻抗與測試電芯阻抗相當，這樣可以獲得指定的放電電流；測試電芯的額定容量除以初始測試電流（安培）等于被迫放電的時間（小時）。Inenvironmenttemperature,seriestheDCandcellforcedischarge,theDCoriginalCurrentisthemaxdischargecurrenttesttime=cellratecapacity/originalCurrent（A）2.不起火、不爆炸、不漏液nofire,noburstnofire,noburst,noleakage29強制放溫度循環(huán)測試Temperaturecycletest.樣品在一自然對流或強制對流烘箱中加熱，烘箱溫度以5±2℃/min速度升溫至130℃，并保持10min后停止。25熱循環(huán)測試.電池放于測試室內并承受以下循環(huán)：a)30min內升溫至70±3℃，保溫4h。b)30min內降溫至20±3℃，保溫2h。c)30min內升溫至40±3℃，保溫4h。d)30min內降溫至20±3℃。e)重復上述循環(huán)9次。f)10次循環(huán)后，電池放置7天待檢。.Putthebatteryintotemperaturechamberthetemperatureriserateis5±2℃/minreachto130℃,keep10minutesstop,cycle25times.putthebatteriesintothetemperaturechamberdobelowtesta)risetemperatureto70±3℃fromroomtemperaturekeep4hoursdownthetemperatureto20±3℃keep2hoursrisetemperatureto40±3℃keep4hoursdownthetemperatureto20±3℃repeat9cyclesafter10cyclesreset7days.checkthebatteries不解體，不起火Norupture,nofire30過充電保護性能overchargeprotect電池標準充電后，用恒流恒壓源持續(xù)給電池加載8小時，電壓為標稱電壓的2倍，電流為2Cstandardcharge,useconstantcurrentsourcecharge8hours.voltageis2Cstandardvoltage,currentis2Cstandardcurrent不起火、不爆炸、不冒煙、不露液nofire,noburst,nosmoke,noleakage31過放電保護性能overdischargeprotect在20℃±5℃溫度下，0.2C放完電后，外接30Ohm電阻放電24hat20℃±5℃environment0.2Cdischargetocutoffvoltage.thenconnectwith30ohmresistancedischarge24hours不起火、不爆炸、不冒煙、不露液nofire,noburst,nosmoke,noleakage32短路保護性能shortprotectiontest電池標準充電后，外接0.1Ohm電阻，短路1h,將正負極斷開，以1C電流充電5s后，測電池電壓Reset1hourafterchargefull,checktheOCVandimpedance,useresistance<0.1ohmshorttheoutputterminal1hour,thenuse1Ccurrentcharge5scheckvoltage不起火，不爆炸，電池表面溫度不超過150℃nofire,noexplosion,batterysurfacetemperaturenomorethan150℃

OKNNSCONDOC.NO.-24EV.DDESCPON新產(chǎn)品設計驗證測試指導書PAE11of1333過充電overchargetest最大充電電流的2倍，測試最低電壓為制造商建議的最大充電電壓的2倍；測試在環(huán)境溫度下進行，時間為24小時use2Cvoltageand2Ccurrent.continuescharge24hours測試后的7天內可充電電池無解體，無起火aftertest7daysagothebatterycanchargeanddischarge.noleakage.nofire34異常充電測試abnormalchargetest以0.2C放完電，再以3倍電池最大充電電流，以電池最高充電電壓為限制，充電至少7h或達到生產(chǎn)商規(guī)定的充電結束條件。Afteruse0.2Cdischarge,thenuse3Cmaximumcurrent.maximumvoltagecharge7hours不起火，不爆炸。Nofire.noburst35強制放電測試Forcedischargetest一個完全放電的電池被強制性串聯(lián)同型號的滿充電池，串聯(lián)滿充電池數(shù)目等于串聯(lián)應用的最大數(shù)目減1個，當完全放電的電池與特定數(shù)目的滿充電池串聯(lián)好后，對形成的電池組進行短路測試。將電池組的正負極用電阻小于0.1歐姆的負載短接，并監(jiān)控電池表面溫度變化；當電池組著火，爆炸，或電壓低于0.2V且表面溫度回到環(huán)境溫度±10℃時停止測試。Dischargethebatteryuntilcutoffvoltage,theseriesbatterymustseriesthesamecell,serinebatteryquantityistheseriesapplies-1.whenfulldischargebatteryseriated,shortthebatterypackuse<0.1ohmresister.monitorthebatterysurfacetemperature.whenbatterypackfire.burst,ortheoutputvoltagelowthan0.2Vandthebatterypacksurfacetemperaturereturntoenvironmenttemperature±10℃stoptest不起火，不爆炸。Nofire.noburst36常溫短路Externalshorttest滿充后，擱置1h.測OCV和電池內阻，然后用電阻<0.1ohm的負載短接電池正負極，并監(jiān)控電池表面溫度，當電池著火、爆炸或者當電池電壓低于0.1V且電池表面溫度降到高于環(huán)境溫度10℃以下時停止測試Standardchargeputitat20℃±5℃environment1hours.blackoutthePCM.use100momresistanceshortthecell.whenthebatterysurfacetemperaturelowthantiptoptemperature10℃stoptest不起火，不爆炸，電池溫度150℃nofire.noburst.batterytemperature150℃37擠壓測試Crushtest滿充后，擱置1h.測OCV和電池內阻，電池將在兩個平面之間被擠壓，最大壓力不小于13kN，一旦壓力達到13kN應立即卸壓，chargefullthebatteryreset1hour.checkOCVandimpedance.extrusionthebatterybetweentwoplane.thestressnolessthan13KN不起火，不爆炸nofire.noburst可選項目

ORKININSTRUCTIONOC.NO.I-284REV.PE12of13OC.NO.I-284REV.PE12of1338高加速沖擊accelerationshocktest面充電，將電池被有保護的固定在沖擊臺上，每個電池承受峰值加速度為150gn，脈沖寬度為6毫秒的半正弦沖擊，每個電池將沿著三個互相垂直軸的正負方向每個方向沖擊3次，共18次chargefullthebattery,putthebatteryontheshockplatform,eachbatteryendureaccelerationpeakvalueis150gn,pulsewidth6mshalfsineshock,eachbatteryshocks3timesforX/Y/Zdirectiontotal18times電池無質量損失、無漏液、無排氣、無解體、無開裂、無著火，測試后開路電壓不低于測試前的90%batterynolose,noleak,nodisjoint,norupture,nofire,theOCVnolessthan90%,39撞擊測試impingeagainsttest滿充后，擱置1h,測OCV和電池內阻，把電池放在一平面上，將一直徑15.8mm的鐵棒橫放在電池的中心，讓一重9.1Kg的鐵塊從61±2.5cm的高度跌落到電池上chargefullthebattery,reset1hour,checktheOCVandimpedance,putthebatteryonaplatform,takeadiameter15.8mmpintail,horizontallayonthebatterycenter,leta9.1Kgironpiecedroptothebatterysurfacefrom61±2.5cmhigh不起火，不爆炸nofire,noburst可選項目40LPSReferenceUL60950-1Item2.5EE-Spec可選項目41