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深圳市威伯电子科技是 SIS(原HYCON宏康科技) 授权代理商,本页汇整 HY2512、HY2510、HY2113 等锂电池保护芯片(锂保芯片)常见技术问题与解答,涵盖保护芯片・电量计・安规讯息等主题。如需直接查看具体问题,请点击问题标题跳转专页。
以下是针对需要0V禁充的功能所推荐的测试方式:

测试结果:

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0V 可充(0V battery charge function available)之定義
-> 0V 電池可以充電是指:充電器的充電電壓高於規格書上的電壓值(V0CH),才可以對電芯進行充電動作。
0V 禁充(0V battery charge function unavailable)之定義
-> 0V 電池禁止充電是指: 當電芯電壓低於規格書上的電壓值(V0IN)時,將無法對電芯進行充電動作。


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在实际应用电路中, MOS的QG参数会影响实际开关的时间, 因此以下是相关的原理说明,


t0~t1:短路瞬間,B+被下拉導致VGS(OD)一同被下拉至V1,但由於VDD 外部RC 影響,波
型會較平緩。
t0~t2:保護IC 本身Delay 時間,短路後IC 等待至t2 開始將OD pull low。
t2~t3:OD Pin pull low,開始進行第一段放電至V2,參考Fig. 5 藍線所示。
t3~t4:當VGS放電至V2時,電壓已不足以將MOS導通,故Drain(PB-)端電壓開始拉高至PB+,
導致電荷流入CGD 中,產生一段平緩區(甚至可能會拉高),參考Fig. 5 紅線所示。
t4~t5:當MOS 完全關斷後,VGS 繼續放電至VSS。

以下为实际测试结果:


从上述可以看到多个MOS并联后的TSIP会些微影响TSIP的时间, 因此, 在评估MOS时可以透过以下公式估算TSIP的时间:
TSIP = TSIP0 + 4.98 ∗ Qg
此公式是透过多个测试组合所归纳出来的一个评估方法, 用于快速评估Qg对TSIP的影响。
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SMBus 与 I2C 的兼容性说明
一、背景
SMBus(System Management Bus,系统管理总线)由 Intel 于 1995 年基于 I²C 协议定义,广泛用于电池管理、电源监控等系统。HYCON 多款 BMS 芯片采用 SMBus 接口与主控通信,了解 SMBus 与 I²C 的差异有助于避免通信异常。
二、SMBus 与 I²C 的主要差异

三、I²C 主控连接 SMBus 从机(BMS 芯片)的注意事项
1. 时钟频率:确保主控 I²C 时钟在 10 kHz ~ 100 kHz 范围内。低于 10 kHz 会触发 BMS 芯片的总线超时保护,导致通信中断。
2. 电压阈值:SMBus 对高低电平的判定比 I²C 更严格。若系统电压为 3.3 V,高电平信号须 ≥ 2.97 V,低电平须 ≤ 0.495 V。使用电平转换器时须验证转换后的电平是否满足要求。
3. 总线超时:SMBus 规定 SCL 持续低电平不得超过 25 ~ 35 ms。若主控执行长时间 Clock Stretching(时钟延展),可能触发从机复位。建议在初始化时确认主控的 Clock Stretching 时长。
4. PEC 数据包错误校验:部分 HYCON BMS 芯片支持 PEC(CRC-8)。若主控不支持 PEC,须确认芯片的 PEC 使能引脚或寄存器配置为禁用状态,否则校验失败会导致数据被丢弃。
四、SMBALERT# 警报功能
SMBus 定义了 SMBALERT# 引脚(低电平有效),当 BMS 芯片检测到过压、过温、过流等异常时,会主动拉低该引脚通知主控。主控收到中断后,以广播地址 0x0C 发送 Alert Response Address 命令,芯片回应自身地址,完成中断识别。
若主控使用的是标准 I²C(无 SMBALERT# 支持),可改为轮询方式定期读取状态寄存器代替中断机制。
五、常见问题排查
- 通信偶发 NAK:检查 SCL 时钟频率是否低于 10 kHz,或 SCL 低电平是否超过 35 ms。
- 读取数据异常:确认 PEC 配置是否一致(主从两端须同时启用或禁用)。
- 芯片无响应:检查 SDA/SCL 上拉电阻是否合适(SMBus 推荐 10 kΩ,具体取值与总线电容相关)。
- 电平不匹配:使用逻辑分析仪验证实际 SDA/SCL 高低电平是否满足 SMBus 阈值要求。
瑞萨LUT算法的基本原理是:在不同放电倍率(C-rate)和温度条件下,通过CC(恒定电流)放电实验,记录电池从满电到终止电压(EOD)的电压曲线,并提取校正点(Correction Point, CPL)对应的电压值形成查找表。在实际运行中,当电池电压达到该校正点时,系统强制将剩余容量(RC)修正为预设值,从而消除库仑积分的累积误差。
与早期观点认为LUT无法补偿老化不同,瑞萨提供了明确的老化补偿路径:用户可通过Dataflash参数手动填入电芯老化后的阻抗值。电量计基于该阻抗参数,对电压-电量映射关系进行偏移修正,从而在一定程度上恢复放电末期的校正精度。这一机制使得LUT算法具备了可配置的老化适应能力。
瑞萨LUT在放电末期设置了两个关键节点:
通过这两个节点的配合,瑞萨LUT在放电末期的典型精度可控制在 7%~10% 误差范围,与TI CEDV在老化状态下的表现(15%-25%为严重老化极端值,典型应用中约8%-12%)基本处于同一水平。
TI CEDV本质上是“库仑计+末期电压补偿”的混合算法。它通过库仑积分累计电量,并在电池电压下降到EDV2(约7%)、EDV1(约3%)、EDV0(0%)三个阈值时强制修正SOC。
CEDV没有内置的自适应老化补偿机制。电池内阻随老化升高后,模型参数(如R0、R1)不再匹配,导致末期电压补偿点提前触发,从而产生 15%-25% 的FCC和SOC误差(尤其是严重老化电池)。若要改善,需重新通过GPCCEDV工具标定参数,无法在线动态调整。
CEDV同样依赖末期固定电压阈值,但缺乏类似LUT的“快速平滑点”机制。在低温或大电流放电时,EDV点可能被严重提前触发,导致SOC从50%直接跳变至0%。此外,FCC的学习必须依赖一次完整的放电过程,不适合不允许掉电的应用。
Impedance Track是TI的高端电量计算法,其核心是动态学习电池的OCV-DOD特性和内阻表(Ra table)。与LUT和CEDV依赖固定查表或阈值不同,IT算法在每次静置时通过OCV校准DOD,在充放电过程中通过电量变化更新Qmax(总化学容量),同时在负载下实时计算不同DOD点的内阻。
IT算法能够全自动补偿老化:随着电池循环次数增加,Qmax逐渐衰减,Ra表中各DOD点的内阻值升高,所有这些变化都会被算法自动更新并用于剩余电量仿真。无需人工填入老化参数。
IT算法没有固定的百分比校正点,而是通过持续仿真(每秒一次)预测剩余电量。其典型误差在1%以内,且在整个生命周期内保持稳定。同时支持mAh和Wh两种容量输出,对变负载、变温、老化均有良好的鲁棒性。

UL 2056: 2025 在多个测试项目中对电芯温度做出明确限制:

可接触外壳表面温度限值(Test 16):

BMS 设计建议: 选用具备温度保护功能的 BMS 芯片,或配合外部 NTC 热敏电阻实现过温保护,可有效降低温度测试超标风险。
一、锂电池的分类与 UN 编号
锂电池依化学类型及包装形态分为四个 UN 编号:

锂离子电池(UN 3480/3481)为可充电电池,常见于手机、笔记本、电动工具及配备 BMS 的储能系统。锂金属电池(UN 3090/3091)为一次性不可充电电池。
二、包装规定(Packing Instruction)分区说明
以 PI 965(UN 3480,锂离子电池单独托运)为例,分为三个区段:

重要:自 2016 年 4 月起,IATA/ICAO 禁止将锂离子电池作为货物(Cargo)运输于客机货舱。UN 3480 仅可走全货机(Cargo Aircraft Only)。
三、荷电状态(State of Charge,SOC)要求
- PI 965 Section IB 及 Section II:锂离子电池单独托运时,荷电状态须 不超过 30% 额定容量
- 随设备或内含于设备(PI 966 / PI 967):无强制 SOC 限制,但须确保设备在运输中不会意外启动
四、UN 38.3 测试要求
所有锂电池须通过联合国《关于危险货物运输的建议书》第 38.3 条款的测试,包括:
- T.1 高度模拟(低气压)
- T.2 热测试(高低温循环)
- T.3 振动测试
- T.4 冲击测试
- T.5 外部短路
- T.6 撞击测试(针刺)
- T.7 过充电测试
- T.8 强制放电测试
托运前须能提供 UN 38.3 测试摘要报告,部分航空公司或海关会要求查验。
五、标签与标记要求
自 2016 年起强制要求张贴锂电池操作标签(Lithium Battery Handling Label),标签须注明:
- UN 编号
- 电话联络号码(货运紧急联络)
- 单芯瓦时(Wh)或锂含量(g)
此外,外包装须标注:
- 正确的运输名称
- UN 编号
- 托运人与收货人信息
六、危险品申报文件

七、常见注意事项
1. BMS 保护板:含有锂电池的成品若配备 BMS(电池管理系统),须确认整体电池组的瓦时数落在正确的 PI 区段,再决定申报类别。
2. 样品寄送:少量锂电池样品可依 Section II 豁免条件走快递(DHL / FedEx 均接受),但须在包装外注明相关信息。
3. 锂聚合物电池(LiPo):归类于锂离子电池(UN 3480 / UN 3481),适用相同规定。
4. 航空公司附加规定:各航空公司可能在 IATA 基础上有额外限制,托运前建议向航空公司确认。
参考文件:IATA Lithium Battery Guidance Document 2017 Edition
UL 2056 第 14 节「电池滥用过充测试」对 BMS 的过充保护提出了严苛要求:
测试条件:
- 以 10C 大电流恒流充电,电源电压为单节电芯上限充电电压的 1.1 倍
- 若保护装置(如 PTC)在测试中触发,须复位并继续,至少循环 10 次
- 同时评估电池保护电路中单个元器件故障时的过充情形
判定标准:
- 电芯外壳温度不得超过 90°C(±1°C)
- 样品不得发生爆炸或起火
BMS 选型建议:
- 过充保护电压(VCU)需精确稳定,推荐选用精度 ±25 mV 以内的芯片
- 需具备单节电芯独立监控能力(多串应用)
- 保护电路中的关键器件应选用经 UL 认证的可靠保护装置,可免于故障测试豁免
HYCON HY2512、HY2510 系列二保芯片具备高精度 VCU 检测,适合需要通过 UL 2056 认证的移动电源设计。
UL 2056 第 12 节「输出口短路测试」是最严格的安全测试之一:
测试条件:
- 以 80 ±20 mΩ 电阻负载模拟短路(标准工况)
- 另有 20 mΩ 低阻测试(严苛工况),样品需覆盖在软木板上的粗棉布中进行
- 同时评估充电状态下的边充边放短路场景
- 测试环境温度:20°C 和 55°C 两种条件
判定标准:
- 样品不得排气、爆炸或起火
- 不得因电芯外壳破裂导致电解液泄漏
- 电芯外壳温度 ≤ 75°C(±1°C)
- 粗棉布不得出现炭化或燃烧
BMS 设计要点:
- 短路保护(VSIP)响应时间需足够快,防止大电流长时间流过电芯
- BMS 中的过流/短路保护应能在单器件故障条件下仍然有效(或通过 UL1434 认证的 PTC 替代)
HYCON HY2512、HY2510 系列二保芯片具备高精度 VCU 检测,适合需要通过 UL 2056 认证的移动电源设计。