测试标准
GB 31241-2022 §8
测试设备
NEWELL BTS-4000
测试项目
15项
判定依据
保护功能正常
1测试概述
电池包测试是针对由若干电池芯通过串并联组合，配以 BMS（电池管理系统）、保护板、连接器、温控装置和外壳构成的完整电池组（Pack）进行的系统级型式试验，验证其在容量、循环寿命、保护功能、电气安全、机械强度及环境适应性方面的综合能力。
电池包是整机供电的核心部件，其安全性不仅依赖单体电池芯，更取决于 BMS 保护策略、并串联均流设计、热管理结构及外壳机械强度。GB 31241-2022 第8章规定了电池组的安全测试要求，企业标准 Q/DCH 008-2024 在此基础上增加了针对电动工具工况的振动、跌落、过温保护等专项验证。
测试目的
- 验证电池包额定容量、能量、循环寿命满足整机使用需求
- 验证 BMS 过充、过放、过流、过温、短路保护功能及时准确动作
- 验证电池包绝缘电阻、耐压强度满足安规要求（≥10MΩ / 1500VAC）
- 验证电池包在振动、跌落、挤压等工况下的结构强度与安全性
- 验证温控装置（NTC、PTC、温控开关）在异常温升时正确触发保护
- 为整机电池安装结构设计、BMS 软件标定提供数据依据
2标准要求
GB 31241-2022 §8电池组样品应为完成出厂检验的合格品，含 BMS、保护板、外壳、连接器等完整部件。样品在测试前应在 20±5℃ 环境中静置不少于 1 小时。所有安全测试项目均要求不起火、不爆炸、不漏液。容量与循环测试应记录单体电压均衡情况。
Q/DCH 008-2024东成企业标准《电动工具用锂电池包测试方法》，在 GB 31241 基础上增加：① 实际工况振动谱；② 1.5m 跌落（六面各1次）；③ 过温保护触发温度验证；④ 充电温升限值；⑤ -10℃ 低温放电容量。用于型式试验与出货抽检。
电池包测试项目矩阵
| 分类 | 测试项目 | 测试条件 | 判定要求 |
|---|---|---|---|
| 容量测试 | 0.2C 放电容量 | 20±5℃，0.2C 放至截止 | ≥额定容量 |
| 低温容量 | -10±2℃，0.2C 放至截止 | ≥额定容量70% | |
| 循环寿命 | 500次循环 | 20±5℃，0.5C充放 | 容量保持率≥80% |
| 保护功能 | 过充保护 | 恒流充至保护触发 | 触发电压≤单芯上限+0.05V |
| 过放保护 | 恒流放至保护触发 | 触发电压≥单芯下限-0.1V | |
| 过流保护 | 恒流加载至保护触发 | 触发电流 ≤ 设定值×1.2 | |
| 过温保护 | 加热至保护触发 | 触发温度 60±5℃ | |
| 短路保护 | 外阻 <50mΩ 短接 | 50ms内切断 | |
| 电气安全 | 绝缘电阻 | 500V DC | ≥10MΩ |
| 耐压测试 | 1500V AC × 60s | 无击穿飞弧 | |
| 均衡功能 | 静置满电状态 | 单芯压差≤50mV | |
| 机械安全 | 振动测试 | 5~500Hz 各方向2h | 不起火不爆炸 |
| 跌落测试 | 1.5m 六面各1次 | 不起火不爆炸不漏液 | |
| 挤压测试 | 10kN 平面模具 | 不起火不爆炸 |
3设备要求
🔋充放电测试仪
型号：NEWELL BTS-4000
通道：16通道独立
电压范围：0~60V 精度±0.1%
电流范围：0~30A 精度±0.1%
功能：支持单体电压采集
通道：16通道独立
电压范围：0~60V 精度±0.1%
电流范围：0~30A 精度±0.1%
功能：支持单体电压采集
🌡温度记录仪
型号：横河 MX100
通道：60通道 K型热电偶
精度：±0.5℃
用途：电芯表面/外壳温度
通道：60通道 K型热电偶
精度：±0.5℃
用途：电芯表面/外壳温度
📊数据采集仪
型号：HIOKI LR8450
通道：30通道 电压采集
用途：串联电芯电压监测
采样：10ms
通道：30通道 电压采集
用途：串联电芯电压监测
采样：10ms
🌀振动试验台
型号：苏州东菱 ES-30-270
推力：30kN
频率：5~2500Hz
用途：正弦扫频/随机振动
推力：30kN
频率：5~2500Hz
用途：正弦扫频/随机振动
💥跌落试验机
型号：BY-106D
高度范围：0~2000mm
测试面：六面分别跌落
底板：硬质水泥地面
高度范围：0~2000mm
测试面：六面分别跌落
底板：硬质水泥地面
⚡耐压测试仪
型号：华仪 7120
电压：0~5kV AC/DC
漏电流：0~10mA
定时：1~99s
电压：0~5kV AC/DC
漏电流：0~10mA
定时：1~99s
🔌绝缘电阻测试仪
型号：华仪 7110
测试电压：500V/1000V DC
量程：0~2000MΩ
精度：±3%
测试电压：500V/1000V DC
量程：0~2000MΩ
精度：±3%
🔥电池挤压机
型号：晨诺 CN-JY-20T
最大压力：20kN
模具：平面压板
用途：电池包挤压试验
最大压力：20kN
模具：平面压板
用途：电池包挤压试验
4测试步骤
样品核对与预处理
核对电池包铭牌：额定电压、容量、串并联方式（如 5S2P）、保护板型号、BMS 版本。检查外观无破损，连接器完好，电芯无鼓胀。样品在 20±5℃ 环境静置 1h 以上，测初始 OCV、内阻及各电芯电压。
0.2C 容量与低温容量测试
按
0.2C 恒流恒压充至上限电压，截止电流 0.02C，静置 30min；以 0.2C 恒流放电至截止电压，记录容量。低温容量在 -10±2℃ 环境中静置 4h 后同法测试，记录容量。循环寿命测试
以
0.5C 恒流恒压充电，静置 30min；以 0.5C 恒流放电，静置 30min。循环 500次，每50次测0.2C容量并记录各电芯压差。绘制容量-循环次数曲线及电芯压差分布图。过充保护测试
电池包以
0.5C 恒流充电，超过上限电压继续充电，监测 BMS 是否触发过充保护切断。记录触发时各电芯电压、总电压、保护板信号。过充保护触发电压应 ≤ 单芯上限+0.05V。过放与过流保护
过放：以 0.2C 恒流放电至保护触发，记录触发时各电芯电压。过流：逐步加大放电电流，监测 BMS 过流保护动作电流值。记录并核对触发条件与设计规格一致性。
短路保护与过温保护
短路：满电状态下用 <50mΩ 外阻短接放电端子，监测保护切断时间，应 ≤50ms。过温：用加热膜贴附于 NTC 处，升温至 60±5℃，监测 BMS 是否触发过温保护停止充放电。
绝缘与耐压测试
绝缘电阻：500V DC 测试电池包正负端对外壳，应 ≥10MΩ。耐压：1500V AC 加于端子与外壳间，保持 60s，监测漏电流，无击穿、无飞弧为合格。
振动跌落挤压试验
振动：5~500Hz 正弦扫频，X/Y/Z 三方向各 2h，监测电芯电压与结构。跌落：1.5m 高度六面各1次跌落于水泥地面。挤压：10kN 平面压板压至电压突降或保压 10min。观察是否起火爆炸漏液。
5测试指导书 (SOP)
作业前准备
- 核对电池包规格：串并联方式、电压、容量、BMS 版本号、保护板型号
- 检查外观：外壳无裂纹、连接器无变形、电芯无鼓胀漏液
- 校验充放电设备：BTS-4000 通道电压电流自检，精度 ±0.1%
- 校验数据采集系统：HIOKI LR8450 与电芯电压比对，误差 ≤5mV
- 准备保护测试工装：可调电阻箱、加热膜、外短接线、温控装置
安全注意事项
⚠
危险：电池包能量高，过充、短路、挤压、跌落等测试存在起火爆炸风险。所有安全测试必须在防爆箱内进行，箱内配备自动灭火装置和烟感联动切断。试验人员撤离至安全距离后方可启动测试。跌落测试须设置安全围栏。
!
警告：耐压测试电压为 1500V AC，存在电击风险。测试前确认样品外壳已可靠接地，测试中严禁触碰。耐压测试后须放电 1min 方可接触样品。短路测试须穿戴防护面罩、绝缘手套。
ℹ
提示：BMS 保护功能测试需采集单体电压信号，建议使用电池管理通讯接口读取实时数据。无通讯接口时，须用数据采集仪分别测量每只电芯电压，采样间隔 ≤100ms。
操作规程
- 样品核对、外观检查、编号记录，静置1小时后测初始OCV、内阻、各电芯电压
- 0.2C 容量与 -10℃ 低温容量测试
- 500次循环寿命测试，每50次测0.2C容量与电芯压差
- 保护功能测试序列：过充 → 过放 → 过流 → 过温 → 短路
- 电气安全测试序列：绝缘电阻 → 耐压（在保护测试前不应进行，避免损坏BMS）
- 机械安全测试序列：振动 → 跌落 → 挤压（每项独立样品）
- 每项测试连续监测温度、电压、电流，数据自动记录
- 测试结束观察 24h，填写记录表，判定合格性，编制测试报告归档
6测试大纲
| 序号 | 测试项目 | 测试条件 | 参数值 | 判定要求 | 样品数 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.2C放电容量 | 20±5℃ | 0.2C 至截止 | ≥额定容量 | 3 |
| 2 | 低温放电容量 | -10±2℃ | 0.2C 至截止 | ≥额定容量70% | 3 |
| 3 | 循环寿命 | 20±5℃，0.5C充放 | 500次循环 | 容量保持率≥80% | 2 |
| 4 | 过充保护 | 0.5C恒流 | 触发电压≤上限+0.05V | 保护功能正常 | 3 |
| 5 | 过放保护 | 0.2C恒流 | 触发电压≥下限-0.1V | 保护功能正常 | 3 |
| 6 | 过流保护 | 恒流加载 | ≤设定值×1.2 | 保护功能正常 | 3 |
| 7 | 过温保护 | 加热NTC | 60±5℃触发 | 保护功能正常 | 3 |
| 8 | 短路保护 | 外阻<50mΩ | ≤50ms切断 | 保护功能正常 | 3 |
| 9 | 绝缘电阻 | 500V DC | 端子对外壳 | ≥10MΩ | 3 |
| 10 | 耐压测试 | 1500V AC × 60s | 端子对外壳 | 无击穿飞弧 | 3 |
| 11 | 电芯均衡 | 静置满电 | 各电芯电压 | 压差≤50mV | 3 |
| 12 | 振动测试 | 5~500Hz | 三方向各2h | 不起火不爆炸 | 3 |
| 13 | 跌落测试 | 1.5m高度 | 六面各1次 | 不起火不爆炸不漏液 | 3 |
| 14 | 挤压测试 | 常温 | 10kN 平面模具 | 不起火不爆炸 | 3 |
7测试报告
电池包安全测试报告
报告编号：__________ 日期：__________
测试数据
| 测试项目 | 测试条件 | 实测值 | 峰值温度(℃) | 限值要求 | 结果 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.2C放电容量 | 20±5℃，0.2C | __Ah | — | ≥额定容量 | □合格 |
| -10℃低温容量 | -10±2℃，0.2C | __Ah | — | ≥70%额定 | □合格 |
| 500次循环保持率 | 0.5C充放 | __% | — | ≥80% | □合格 |
| 过充保护触发电压 | 0.5C恒流 | __V/单芯 | __ | ≤上限+0.05V | □合格 |
| 过放保护触发电压 | 0.2C恒流 | __V/单芯 | __ | ≥下限-0.1V | □合格 |
| 过流保护触发电流 | 恒流加载 | __A | — | ≤设定×1.2 | □合格 |
| 过温保护触发温度 | NTC加热 | __℃ | — | 60±5℃ | □合格 |
| 短路保护切断时间 | <50mΩ短路 | __ms | __ | ≤50ms | □合格 |
| 绝缘电阻 | 500V DC | __MΩ | — | ≥10MΩ | □合格 |
| 耐压测试 | 1500V AC×60s | __mA | — | 无击穿飞弧 | □合格 |
| 电芯压差(满电静置) | 静置24h | __mV | — | ≤50mV | □合格 |
| 振动测试 | 5~500Hz | 三方向各2h | __ | 不起火不爆炸 | □合格 |
| 跌落测试 | 1.5m×6面 | — | __ | 不起火不爆炸不漏液 | □合格 |
| 挤压测试 | 10kN平面 | __kN | __ | 不起火不爆炸 | □合格 |
测试结论
判定结果
□ 合格
判定结果
□ 不合格
备注
__________
8判定标准
| 项目 | 限值 | 判定依据 |
|---|---|---|
| 0.2C放电容量 | ≥额定容量 | GB 31241-2022 §8.2 |
| -10℃低温放电容量 | ≥额定容量 70% | Q/DCH 008-2024 §4.2 |
| 500次循环容量保持率 | ≥80% | GB 31241-2022 §8.3 |
| 过充保护触发电压 | ≤单芯上限+0.05V | GB 31241-2022 §8.4 |
| 过放保护触发电压 | ≥单芯下限-0.1V | GB 31241-2022 §8.4 |
| 过流保护触发电流 | ≤设定值×1.2 | Q/DCH 008-2024 §5.3 |
| 过温保护触发温度 | 60±5℃ | Q/DCH 008-2024 §5.4 |
| 短路保护切断时间 | ≤50ms | GB 31241-2022 §8.5 |
| 绝缘电阻 | ≥10MΩ (500V DC) | GB 31241-2022 §8.6 |
| 耐压测试 | 1500V AC×60s 无击穿 | GB 31241-2022 §8.7 |
| 电芯均衡 | 压差 ≤50mV | Q/DCH 008-2024 §6.1 |
| 振动测试 | 不起火、不爆炸 | GB 31241-2022 §8.8 |
| 跌落测试 | 不起火、不爆炸、不漏液 | Q/DCH 008-2024 §7.1 |
| 挤压测试 | 不起火、不爆炸 | GB 31241-2022 §8.9 |
★
判定原则：所有项目均通过判定为合格。任一安全项目出现起火、爆炸、漏液即判定不合格，需分析根因（如 BMS 软件策略、保护板 MOS 选型、电芯均衡、外壳结构）。BMS 保护功能任一项失效即判定不合格，需排查保护电路设计并重新验证。
ℹ
关键差异：电池包测试相较于电池芯测试增加了系统级保护功能验证、电气安全（绝缘/耐压）、机械工况模拟。BMS 保护功能的及时性与准确性是电池包安全的核心，须严格按规格书参数核对触发条件。