JJF(鲁) 219-2025 脉冲式锂电池芯短路测试仪校准规范

山东省地方计量技术规范

JJF(鲁)219—2025

脉冲式锂电池芯短路测试仪校准规范

Calibration Specification ofImpulse Short Circuit Testers

for Lithium Battery Cell

2025—12—18发布 2026—01—01实施

山东省市场监督管理局发布 脉冲式锂电池芯短路测试仪

校准规范

CalibrationSpecificationofImpulseShortCircuit

Testers for Lithium Battery Cell

归口 单 位：山东省市场监督管理局

主要起草单位：青岛市计量技术研究院

参加起草单位：青岛锐捷智能仪器有限公司山东省计量科学研究院

青岛艾诺仪器有限公司潍坊市计量技术研究院

本规范委托山东省电磁计量技术委员会负责解释

本规范主要起草人：

郁 黎(青岛市计量技术研究院)

景 军(青岛市计量技术研究院)

丁 超(青岛市计量技术研究院)参加起草人：

何庆雨(山东省计量科学研究院)

张 芳(潍坊市计量技术研究院)

张庆祥(青岛锐捷智能仪器有限公司)杨之峰(青岛艾诺仪器有限公司) 目录

引言 II

1范围 1

2引用文件 1

3 术语和计量单位 1

4概述 1

5计量特性 2

6校准条件 2

6.1环境条件 2

6.2测量标准及其他设备 2

7 校准项目和校准方法 3

7.1校准项目 3

7.2校准方法 3

8 校准结果表达 7

9复校时间间隔 7

附录A 脉冲式锂电池芯短路测试仪校准不确定度评定示例 8

附录B 校准原始记录内页格式 17

附录C 校准证书内页格式 18

附录D 脉冲式锂电池芯短路测试仪测试过程说明 20

引言

本规范依据国家计量技术规范JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、

JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编制。

本规范为首次制定。

脉冲式锂电池芯短路测试仪校准规范

1范围

本规范适用于最高输出保持电压不大于3 kV 的脉冲式锂电池芯短路测试仪的校准。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

GB4793-2024 测量、控制和实验室用电气设备的安全技术规范

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于该规范;凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

3 术语和计量单位

3.1 输出保持电压 output-holding voltage

测试仪对锂电池芯充电至设定值，并保持输出恒定的电压值。

3.2 达峰时间 peaking time

锂电池芯两极电压达到预期充电电压所需的时间。

3.3自放电时间 self-dischargetime

自放电所经历的时间。电池的能量未通过放电进入外电路而是以其他方式损失的现象称为自放电。

3.4电压跌落幅度 voltage drop amplitude

锂电池芯两极电压跌落的绝对值。

4概述

脉冲式锂电池芯短路测试仪(以下简称测试仪)是用于对锂电池芯进行短路检测和试验的仪器。测试仪一般由显示单元、输入单元、通信单元、测控电路、电压输出电路和放电电路等组成。其基本原理如图1 所示。

图1测试仪原理图

5计量特性

5.1输出保持电压

测试仪设置输出保持电压值最大允许误差一般不超过±5 %。

5.2达峰时间

测试仪达峰时间的最大允许误差一般不超过±10 %。

5.3自放电时间

测试仪自放电时间的最大允许误差一般不超过±10 %。

5.4 电压跌落幅度

测试仪电压跌落幅度测量最大允许误差一般不超过±10 %。

6校准条件

6.1环境条件

环境温度：(20±5)℃;相对湿度：≤80 %;

电源电压：(220±22)V;频率：(50±0.5)Hz。

应配备保障校准人员安全的绝缘橡胶垫、手套和良好的接地线。

6.2测量标准及其他设备

6.2.1直流分压器

直流分压器应采用无感电阻，总阻值应不小于100 MΩ,分压器的分压比最大误差应不超过测试仪输出保持电压值最大允许误差的1/3;

6.2.2数字高压表 直流电压测量范围：(10~3000)V，最大允许误差应不超过测试仪输出保持电压值最大允许误差的1/3;

6.2.3数字存储示波器

频带宽度不小于200 MHz，采样率应不小于1 GS/s;

6.2.4标准阻容网络

在校准达峰时间时，可使用耐受电压不低于被校测试仪最高输出电压的标准阻容网络作为测试仪的电容性负载，电阻10 MΩ,电容1μF。

7 校准项目和校准方法

7.1校准项目

测试仪的校准项目见表1。

表1 校准项目一览表

序号 校准项目 校准方法条款 1 输出保持电压 7.2.1 2 达峰时间 7.2.2 3 自放电时间 7.2.3 4 电压跌落幅度 7.2.4

7.2校准方法

7.2.1输出保持电压

测试仪输出保持电压测量线路见图2。将数字高压表测量端与测试仪输出端相连，将测试仪设置为持续输出模式，在测试仪量程的10%到满量程内均匀选取3～5 个点分别进行校准，启动测试仪，待输出稳定后读取数字高压表的读数，测试仪输出保持电压的相对误差用式(1)计算：

式中：

δV——输出保持电压的相对误差，%;

VX——测试仪输出保持电压的设定值，V;VN——数字高压表实测值，V。

图 2 测试仪输出保持电压测量接线图

7.2.2达峰时间

测试仪达峰时间测量接线图如图3 所示，测试仪输出保持电压量程满度值为Vm，

在选取50%Vm和100%Vm两点，分别进行达峰时间的校准。设置数字存储示波器为自动触发模式，设定测试仪输出保持电压后，启动测试仪，通过示波器采集完整的测试仪输出波形，利用示波器光标测量达峰时间。测试仪达峰时间的相对误差用式(2)计算：

式中:

δT,R——达峰时间相对误差，%;

TRX——测试仪达峰时间测量值，ms;

TRN——示波器实测值，ms。

图 3 达峰时间和自放电时间测量接线图

7.2.3自放电时间

测试仪自放电时间测量接线图如图3 所示，测试仪自放电时间设定值为T，在选取

50%T和100%T两点，分别进行自放电时间的校准。设置数字存储示波器为自动触发模式，设定测试仪输出保持电压后，启动测试仪，通过示波器采集完整的测试仪输出波形，利用示波器光标测量测试仪自放电时间。测试仪自放电时间的相对误差用式(3)计算：

式中:

δT,F——自放电时间相对误差，%;

TFX——测试仪自放电时间测量值，ms;

TFN——示波器实测值，ms。

7.2.4电压跌落幅度

测试仪自放电时间内电压跌落幅度理论值用式(4)计算：

式中：

ΔF ——电压跌落幅度理论值，V;t——自放电时间设定值，s;

RC——图4中阻容网络放电时间常数，s;e——自然常数，取值为2.7182。

测试仪自放电时间内电压跌落幅度相对误差按式(5)计算：

式中：

εV——电压跌落幅度相对误差，%;

ΔX——电压跌落幅度示值，V;

ΔF ——电压跌落幅度理论值，V。

图 4电压跌落幅度测量线路图

测试仪输出保持电压量程满度值为Vm，选取50%Vm、100%Vm两个点(或附近点)分别进行自放电时间内的电压跌落幅度试验，设置测试仪输出保持电压设定值和自放电时间设定值，启动测试仪对阻容网络进行测试，读取测试仪电压跌落幅度示值，电压跌落的理论值按式(4)计算，电压跌落幅度相对误差按式(5)计算。

8 校准结果表达

校准结果应在校准证书(报告)上反应，校准证书(报告)应至少包括以下信息：

a) 标题，如“校准证书”;

b) 实验室名称和地址;

c) 进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);

d) 证书或报告的唯一性标识(如编号)，每页及总页数的标识;

e) 客户的名称和地址;

f) 被校对象的描述和明确标识;

g) 进行校准的日期，如果与校准结果的有效性或应用有关时，应说明被校对象的接收日期;

h) 如果与校准结果的有效性或应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明;

i) 对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号;

j) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

k) 校准环境的描述;

l) 校准结果及其测量不确定度的说明;

m) 对校准规范的偏离的说明;

n) 校准证书和校准报告签发人的签名、职务或等效标识;

o) 校准结果仅对被校对象有效的声明;

p) 未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。

不确定度评定的示例见附录A，校准原始记录格式见附录B，校准证书(报告)内页格式见附录C。

9复校时间间隔

建议复校时间间隔为1年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。 附录A

脉冲式锂电池芯短路测试仪校准不确定度评定示例

A.1 脉冲式锂电池芯短路测试仪输出保持电压测量结果的不确定度评定

A.1.1概述

测量环境条件：温度20℃,相对湿度50 %。

测量标准器：数字高压表。

被测对象：脉冲式锂电池芯短路测试仪

测量过程：用数字高压表对测试仪输出保持电压进行测量，校准点为2 kV。

A.1.2 测量模型

脉冲式锂电池芯短路测试仪输出保持电压测量结果的测量误差模型可用式(A.1)

表示：

ΔV= VX—VN

式中：

ΔV——被校测试仪输出保持电压示值误差，V;

VX——被校测试仪输出保持电压设定值，V;

VN——数字高压表显示值，V。

各输入量之间不相关，不确定度传播可用公式(A.2)表示。

A.1.3 测量不确定度来源分析

脉冲式锂电池芯短路测试仪输出保持电压测量误差的测量不确定度来源如下：

a) 测量重复性引入的标准不确定度u1(VX );

b) 被校测试仪的分辨力引入的标准不确定度u2(VX );

c) 测量用标准器的示值误差引入的标准不确定度u3(VN )。

A.1.4 标准不确定度的评定

A.1.4.1 测量重复性引入的标准不确定度

测量结果的重复性引入的标准不确定度，通过多次重复测量进行A 类评定。在相同环境条件下，重复测量10次，结果如表A.1 所示，用贝塞尔公式(A.3)计算实验标偏准差：

表 A.1 被校测试仪输出保持电压测量结果

测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量结果/kV 2.001 2.002 2.003 2.005 2.000 2.003 2.005 2.001 2.003 2.004

根据表A.1中的数据，可由公式(A.3)计算出电压单次测量值的实验标准偏差：s(V)=0.002 kV

校准时取单次测量结果，故测量重复性引入的标准不确定度为：

u1(VX )=s(V)=0.002 kV

A.1.4.2 被校测试仪分辨力引入的标准不确定度

根据被校测试仪的分辨力为0.001 kV,按B 类进行评定，那么其区间半宽度为

a=0.0005 kV,为均匀分布，包含因子k,则被校测试仪分辨力引入的标准不确定度为： u2(VX )=0.0005 kV/3=0.00029 kV

A.1.4.3 数字高压表最大允许误差引入的标准不确定度

根据数字高压表2 kV 技术指标，其电压测量的最大允许误差为±0.01 kV, 因此该误差对应的分散区间半宽度a=0.01 kV。由于该误差服从均匀分布，其包含因子k=3, 则由数字高压表2 kV 测量最大允许误差引入的标准不确定度可计算如下：

u3(VN )= 0.01 kV/3 =0.0058 kV

A.1.5 不确定度分量一览表

不确定度各分量见表A.2。

表 A.2 输出保持电压测量误差的标准不确定度分量表

不确定度分量 不确定度来源 评定方法 概率分布 灵敏系数 标准不确定度 u1(VX) 测量重复性引入 A 正态 1 0.002 kV u2(VX) 被校测试仪分辨力引入 B 均匀 1 0.00029 kV u3(VN) 数字高压表最大允许误差引入 B 均匀 -1 0.0058 kV

因为重复性带来的标准不确定度中包含分辨力的影响，为了避免重复，由被校测试仪引入的标准不确定度u(VX )，取u1(VX )和u2(VX )两者中较大者，见表A.2

A.1.6 合成标准不确定度的计算

各校准点的不确定度分量见表A.2,各不确定度分量彼此独立互不相关，则校准点的合成标准不确定度

A.1.7 扩展不确定度

取k=2，则U(ΔV)=k×uc(ΔV)=0.012kV,则相对扩展不确定度为:

Urel=0.012 kV/2 kV×100 %=0.6 %。

A.2 脉冲式锂电池芯短路测试仪达峰时间测量结果的不确定度评定

A.2.1概述

环境条件：温度20℃,相对湿度53 %。

测量标准器：数字存储示波器、直流分压器。

被测对象：脉冲式锂电池芯短路测试仪

测量过程：用数字存储示波器对输出电压达峰时间进行独立的重复测量。

A.2.2 测量模型

脉冲式锂电池芯短路测试仪达峰时间测量结果的测量误差模型

ΔTR= TRX -TRN (A.4)

式中：

ΔTR——测试仪达峰时间示值误差，ms

TRX——测试仪达峰时间示值，ms

TRN——数字示波器达峰时间测量值，ms

各输入量之间不相关，不确定度传播可用公式(A.5)表示。

A.2.3 测量不确定度来源分析

脉冲式锂电池芯短路测试仪达峰时间示值误差的测量不确定度来源如下：

a)测量重复性引入的标准不确定度u1(TRX);

b)被校测试仪达峰时间分辨力引入的标准不确定度u2(TRX);

c)数字示波器时间测量最大允许误差的标准不确定度u3(TRN)

A.2.4 标准不确定度的评定

A.2.4.1 测量重复性引入的标准不确定度

测量结果的重复性引入的标准不确定度，通过多次重复测量进行A 类评定。在相同环境条件下，重复测量10次，结果如表A.3 所示，，用贝塞尔公式(A.6)计算实验标准偏差：

表 A.3 达峰时间测量结果

测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量结果/ms 94.5 95.6 95.4 94.8 96.1 94.6 95.4 93.9 95.2 94.8

根据表A.3中的数据，可由公式(A.6)计算出达峰时间单次测量值的实验标准偏差：

s(T)=0.63 ms

校准时取单次测量结果，故测量重复性引入的标准不确定度为：

u1(TRX )=s(T)=0.63 ms

A.2.4.2 被校测试仪达峰时间分辨力引入的标准不确定度

被校测试仪达峰时间分辨力为1 ms,按B 类进行评定，那么其区间半宽度为a=0.5 ms,为均匀分布，包含因子k,则被校测试仪分辨力引入的标准不确定度为：

A.2.4.3 数字示波器时间测量的最大允许误差引入的标准不确定度

根据数字示波器技术指标，其时间测量的最大允许误差为±0.0003 ms, 因此该误差对应的分散区间半宽度a=0.0003 ms。由于该误差服从均匀分布，其包含因子k则由数字示波器时间测量最大允许误差引入的标准不确定度可计算如下：

u3(TRN )=0.0003 ms/3≈0.0002 ms

A.2.5 不确定度分量一览表

不确定度各分量见表A.4。 表 A.4 达峰时间测量误差的标准不确定度分量表

不确定度分量

不确定度来源 评定方法 分布类型 灵敏系数 标准不确定度 u1(TRX) 测量重复性引入 A 正太 1 0.63 ms u2(TRX) 被校测试仪达峰时间分辨力引入 B 均匀 1 0.29 ms u3(TRN) 数字示波器时间测量最大允许误差引入 B 均匀 -1 0.0002 ms

因为重复性带来的标准不确定度中包含分辨力的影响，为了避免重复，由被校测试仪引入的标准不确定度u(TRX )，取u1(TRX )和u2(TRX )两者中较大者，见表A.4

A.2.6 合成标准不确定度的计算

各校准点的不确定度分量见表A.4,各不确定度分量彼此独立互不相关，则校准点的合成标准不确定度

A.2.7 扩展不确定度

取k=2，则U(ΔTR )=k×uc (ΔTR )=1.3 ms, 则相对扩展不确定度为

Urel=1.3 ms/95.03 ms×100 %=1.4 %。

A.3 脉冲式锂电池芯短路测试仪电压跌落测量结果的不确定度评定

A.3.1概述

环境条件：温度20℃,相对湿度53 %。

测量标准器：阻容网络。

被测对象：脉冲式锂电池芯短路测试仪

测量过程：通过测试仪对阻容网络进行独立的重复测量。

A.3.2 测量模型

脉冲式锂电池芯短路测试仪电压跌落幅度测量结果的测量误差模型

ΔVF= ΔX-ΔF(A.7)

式中：

ΔVF ——脉冲式锂电池芯短路测试仪电压跌落幅度测量示值误差，V

ΔX ——脉冲式锂电池芯短路测试仪电压跌落幅度测量值，V

ΔF ——电压跌落幅度理论值，V

各输入量之间不相关，不确定度传播可用公式(A.8)表示。

A.3.3 测量不确定度来源分析

脉冲式锂电池芯短路测试仪达峰时间示值误差的测量不确定度来源如下：

a)测量重复性引入的标准不确定度u1(ΔX);

b)被校测试仪电压跌落幅度分辨力引入的标准不确定度u2(ΔX);

c)电压跌落幅度理论值引入的标准不确定度u(ΔF);

A.3.4 标准不确定度的评定

A.3.4.1 测量重复性引入的标准不确定度

测量结果的重复性引入的标准不确定度，通过多次重复测量进行A 类评定。在相同环境条件下，重复测量10次，测量结果如表A.5 所示，用贝塞尔公式(A.9)计算实验标准偏差：

表 A.5 测试仪电压跌落幅度测量结果

测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量结果/V 39.60 39.65 39.61 39.64 39.58 39.59 39.62 39.61 39.59 39.64 根据表A.5中的数据，可由公式(A.9)计算出测试仪电压跌落幅度单次测量值的实验标准偏差：

s(ΔX)=0.025 V

校准时取单次测量结果，故测量重复性引入的标准不确定度为：

u1(ΔX)=s(ΔX)=0.025 V

A.3.4.2 被校测试仪电压跌落幅度分辨力引入的标准不确定度

被校测试仪电压跌落幅度分辨力为0.01 V,按B 类进行评定，那么其区间半宽度为a=0.005 V,为均匀分布，包含因子k,则被校测试仪分辨力引入的标准不确定度为：

A.3.4.3电压跌落幅度理论值引入的标准不确定度

根据阻容网络技术指标，其高压电阻10 MΩ的最大允许误差为±0.05 MΩ, 因此该误差对应的分散区间半宽度a=0.05 MΩ。由于该误差服从均匀分布，其包含因子k则由高压电阻测量最大允许误差引入的标准不确定度可计算如下：

u(R)=0.05 MΩ/3=0.029 MΩ

根据阻容网络技术指标，其高压电容1 μF的最大允许误差为±0.01 μF, 因此该误差对应的分散区间半宽度a=0.01 μF。由于该误差服从均匀分布，其包含因子k则由高压电容测量最大允许误差引入的标准不确定度可计算如下：

阻容网络的最大允许误差引入的标准不确定度为：

电压跌落幅度理论值引入的标准不确定度分量u(Δf )为：

A.3.5 合成标准不确定度的计算

为避免重复计算，测量重复性引入的标准不确定度和分辨力引入的标准不确定度取较大者。

被校测试仪电压跌落幅度示值误差的合成标准不确定度：

A.3.6 扩展不确定度的确定

取k=2，则U(ΔVF)=k×uc(ΔVF)=0.52 V,则相对扩展不确定度为:

Urel=0.52 V/39.61 V×100 %=1.3 %。 附录B

校准原始记录格式

委托单位名称：地址： 计量器具名称：证书编号： 制造单位：型号/规格：出厂编号： 校准依据：校准日期：温度：℃ 湿度：%

校准地点：校准：核验：

校准所使用的主要标准器(或标准装置)： 名称 测量范围 不确定度/准确度等级或最大允许误差 证书号 证书有效期至 1.输出保持电压

设定值(V) 测量值(V) 示值误差(V) 不确定度(k = 2) 2.达峰时间

达峰时间设定值(ms) 测量值(ms) 示值误差(ms) 不确定度(k = 2) 3. 自放电时间

自放电时间设定值

(ms) 测量值(ms) 示值误差(ms) 不确定度(k = 2) 4.电压跌落幅度

理论值(V) 测量值(V) 示值误差(V) 不确定度(k = 2) 附录C

校准证书内页格式

证书编号 XXXXXX-XXXX

<校准机构授权说明>

校准结果不确定度的评估和表述均符合JJF1059.1的要求。 校准环境条件及地点： 温度 ℃ 地点 相对湿度 % 其它 校准所依据的技术文件(代号、名称)： 校准所使用的主要测量标准： 名称 测量范围 不确定度/

准确度等级 证书编号 证书有效期至(YYYY-MM-DD

第X页共X页

证书编号 XXXXXX-XXXX

校准结果 1、输出保持电压 设定值(V) 测量值(V) 示值误差(V) 不确定度(k = 2) 2、达峰时间 达峰时间设定值(ms) 测量值(ms) 示值误差(ms) 不确定度(k = 2) 3、自放电时间

自放电时间设定值(ms) 测量值(ms) 示值误差(ms) 不确定度(k = 2) 4、电压跌落幅度

理论值(V) 测量值(V) 示值误差(V) 不确定度(k = 2) 说明：

根据客户要求和校准文件的规定，通常情况下个月校准一次。 声明：

1. 仅对加盖“XXXXX校准专用章”的完整证书负责。

2. 本证书的校准结果仅对本次所校准的计量器具有效。

3. 被校准仪器修理后，应立即进行校准。 校准员：核 验员：

第X页共X页

附录D

脉冲式锂电池芯短路测试仪测试过程说明

脉冲式锂电池芯短路测试测试仪测试锂电池芯性能时的测试过程如图D.1 所示。测

试仪对锂电池芯充电至设定值Vset，并保持恒定的输出电压值。t1为测试仪的达峰时间，t2为测试仪输出保持电压时间，t3为锂电池芯自放电时间，t4为测试仪对锂电池芯进行放电时间。

图 D.1测试仪测试过程

脉冲式锂电池芯短路测试测试仪对存在短路情况的锂电池芯进行测试时的测试过

程如图D.2 所示。如果被测锂电池芯存在短路情况，则会在测试仪充电阶段或锂电池芯放电阶段发生电压跌落，即图D.2中的V1、V2。

图 D.2 存在短路情况的锂电池芯测试过程