YDB 032-2009 通信用后备式锂离子电池组

通信标准类技术报告YDB032—2009通信用后备式锂离子电池组Back-uplithium-ionbatteryfortelecommunications2009-04-29发布中国通信标准化协会发布YDB032—2009I目次前言.................................................................................II1范围................................................................................12规范性引用文件......................................................................13术语、定义和符号....................................................................14产品系列............................................................................25要求................................................................................26试验方法............................................................................67检验规则...........................................................................128标志、包装、运输、储存.............................................................12附录A（规范性附录）电池组的标称电压、容量和适用性.................................14A.1电池组工作电压...................................................................14A.2电池组容量（暂行）...............................................................14A.3电池组适用性.....................................................................14附录B（资料性附录）通信用后备电源主要问题和锂离子电池组产业化现状..................15B.1通信用铅酸蓄电池的主要问题.......................................................15B.2通信用后备式锂离子电池组的不足...................................................16YDB032—2009II前言为适应信息通信业发展对通信标准文件的需要，在工业和信息化部统一安排下，对于技术尚在发展中，又需要有相应的标准性文件引导其发展的领域，由中国通信标准化协会组织制定“通信标准类技术报告”，推荐有关方面参考采用。有关对本技术报告的建议和意见，向中国通信标准化协会反映。本技术报告的附录A是规范性附录，附录B是资料性附录。本技术报告由中国通信标准化协会提出并归口。本技术报告起草单位：华为技术有限公司、信息产业部电信研究院、浙江南都电源动力股份有限公司、江苏双登集团有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司、艾默生网络能源有限公司、哈尔滨光宇电源股份有限公司本技术报告主要起草人：胡芳、李海、马向民、黄茂胜、熊兰英、吴京文、黄睿、江文锋、唐志雄、吴建华、刘铁建YDB032—20091通信用后备式锂离子电池组1范围本技术报告规定了通信用后备式锂离子电池组的定义、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和储存。本技术报告适用于通信用后备式锂离子电池组（以下简称电池组）。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本技术报告的引用而成为本技术报告的条款。凡是标注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版本均不适用本技术报告，然而，鼓励根据本技术报告达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本技术报告。GB/T191包装储运图示标志GB/T2408-2008塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法GB/T2829-2002周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验检查）GB/T17626.2-2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.5-2008电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度验YD/T983-1998通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法3术语、定义和符号下列术语和定义适用于本技术报告。3.1额定容量ratedcapacity指在环境温度为25℃±2℃条件下，以电池组5h率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示，数值为1.0C5，单位为安时(Ah)；5h率放电电流用I5表示，数值为0.2C5，单位为安培（A）。3.2标称电压nominalvoltage用于表示电池组电压平均值的近似值，单位为伏特（V）。3.3充电限制电压chargelimitvoltage电池充电时要求的最高充电电压值。3.4终止电压endofdischargevoltage电池停止放电时的电压。3.5循环寿命cyclelife在规定条件下，电池组在特定性能失效之前所能进行的充放电循环次数。3.6容量保存率saverateofcapacity电池组在规定环境条件下，存储一定的时间后，在规定放电条件下，电池组放出可用容量的能力。YDB032—200924产品系列4.1单体电池容量系列（Ah）2、4、5、8、10、20、30、40、50、60、80、100、150、200。注：当用户提出要求并与制造厂协商后可以生产系列数值以外的产品。4.2输出电压标称值系列48V，12V。5要求5.1工作温度范围电池组在环境温度-20℃～60℃条件下使用：——充电环境温度：0℃～55℃；——放电环境温度：-20℃～60℃。5.2电池组的组成图1电池组组成示意图电池组的基本结构如图1所示，功能上，电池组包括两部分：电池组模块和电池管理系统，其中电池组模块由一个或多个单体锂离子电池组合而成，电池管理系统（BMS）及充放电电路既可内置于电池组模块也可外置于电池组模块。5.3外观电池组外观应符合以下要求：a)电池组表面应清洁，无明显变形，无机械损伤，接口触点无锈蚀；b)电池组表面应有必需的产品标识，且标识清楚；c）电池组的正、负极端子及极性应有明显标记，便于连接；d）电池组的电源接口、通讯（或告警）接口应有明确标识。5.4电气性能5.4.1电池组内单体电池性能一致性电池组内各单体电池应为同一厂家生产、结构相同、化学成分相同的产品，且符合下列要求：a)电池组中各单体电池之间的最大静态开路电压偏差应不大于0.05V；b)电池组中各单体电池之间的最大静态内阻偏差应符合：10mΩ以下的，偏差绝对值不超过1mΩ，10mΩ以上的不超过平均值的5％；c)电池组中各单体电池之间最大容量偏差应不超过平均值的±1％。5.4.2放电性能放电性能见表1。YDB032—20093表1放电性能环境温度放电电流技术要求25℃0.5C5A电池组按6.3.4.1规定进行放电,其容量应不低于额定容量的96％。1.0C5A电池组按6.3.4.2规定进行放电,其容量应不低于额定容量的92％。-10℃0.2C5A电池组按6.3.4.3规定进行放电，其容量应不低于额定容量的60％，电池组外观应无变形、无爆裂。-20℃0.2C5A电池组按6.3.4.4规定进行放电，其容量应不低于额定容量的40％，电池组外观应无变形、无爆裂。60℃1.0C5A电池组按6.3.4.5规定进行试验，其容量应不低于额定容量的90％，电池组外观应无变形、无爆裂。5.4.3容量保存率电池组按6.3.5的方法测试，电池组容量应不低于额定值的95％。5.4.4循环寿命电池组按6.3.6的方法测试，电池组的循环寿命应不少于800次。注：锂离子电池组寿命与其他类型电池的比较参见附录B。5.4.5高温加速老化寿命电池组按6.3.7的规定进行间歇式充电后放电，其外观应无明显变形、锈蚀、冒烟或爆炸，其测试循环次数应不少于52次。5.5电磁兼容性5.5.1静电放电抗扰性电池组应满足GB/T17626.2-2006等级4的要求；试验后，其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸，并能正常工作。5.5.2传导骚扰限值电池组应满足YD/T983-1998等级B的要求；试验后，其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸，并能正常工作。5.5.3辐射骚扰限值电池组应满足YD/T983-1998等级B的要求；试验后，其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸，并能正常工作。5.5.4浪涌（冲击）抗扰性电池组应满足GB/T17626.5-2008等级4的要求；试验后，其外观应无明显变形、漏液、冒烟或爆炸，并能正常工作。5.6电池管理系统5.6.1显示精度电池组配有专用电池管理系统（BMS），BMS显示的各种参数值与电池组实际的参数值之间的误差应符合表2的要求。表2显示精度参数名称技术要求电压电池组按6.4.1规定进行试验，充电电压显示精度应优于1%。电流电池组按6.4.2规定进行试验，放电电流显示精度应优于2.5%。容量电池组按6.4.3规定进行试验，电池组容量显示精度应优于5%。电池组工作环境温度电池组按6.4.4规定进行试验，温度显示误差应小于3℃。5.6.2监控功能5.6.2.1通讯接口YDB032—20094电池组宜具有RS232或RS485/422、IP、USB等标准通讯接口，通信协议参见YD/T1363.3-2005中的蓄电池检测装置通信协议，应提供与通讯接口配套使用的通讯线缆和各种告警信号输出端子。5.6.2.2监控内容电池组应具有以下实时监控功能：——遥测：电池组容量（SOC）、电池组/单体电池电压、电池组/单体电池电流、环境/电池组/PCBA板（可选）/单体电池温度（可选）等；——遥信：电池组的充电/放电状态、电池组充电过压/过流告警、电池组放电欠压/过流告警、单体电池充电过压告警、单体电池放电欠压告警、电池组极性反接告警、环境/电池组/PCBA/单体电池高温告警、环境低温告警、电池组容量过低告警、电池组温度/电压/电流传感器失效告警、单体电池失效告警（可选）、电池组失效告警（可选）；——遥控：开/关机，充电/放电测试；——遥调：电池组的充电/放电管理参数等。5.6.3智能间歇式充放电管理电池管理系统（BMS）应具备对整个电池组进行智能间歇式充放电管理功能。智能间歇式充放电步骤如注：T1和T3为充电过程，T1为恒流-恒压充电阶段，T2为电池组开路静置阶段；T3为间歇式补充电阶段；T4为电池组放电过程；X值为75～95。图2所示：——恒流-恒压充电阶段：电池组充电电路根据各单体电池的电压进行充电控制，控制电池单体和电池组的充电电压满足充电限制电压要求，直到所有电池都充满电，电池组充电限制电压见附录A；——补充电阶段：电池组完成整个恒流-恒压充电过程后，电池组由BMS控制进入开路静置状态，如图3所示，直至容量减少到电池组充电限制电压初始容量的75％～95％SOC时，由BMS控制电池组重新进入补充电状态，补充电方式也遵循恒流-恒压充电方式；在开路静置状态时，若交流电停电，BMS应能控制电池组无延迟进入放电状态。注：T1和T3为充电过程，T1为恒流-恒压充电阶段，T2为电池组开路静置阶段；T3为间歇式补充电阶段；T4为电池组放电过程；X值为75～95。图2