12H005 通信基站用磷酸铁锂电池.docx
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12H005通信基站用磷酸铁锂电池
中国移动通信企业标准
QB-H-005-2012
通信基站用磷酸铁锂电池
LiFePO4batteryforCommunicationbasestation
版本号：
1.0.0
2012-10-30实施
2012-10-30发布
中国移动通信集团公司发布
目录
1范围1
2规范性引用文件1
3术语、定义和缩略语2
3.1磷酸铁锂电池LiFePO4batterycell2
3.2单体电池Singlebattery2
3.3磷酸铁锂电池模块LiFePO4batteryblock2
3.4电池采集模块batteryacquisitionmodule（BAM）2
3.5电池管理系统batterymanagementsystem（BMS）2
3.6磷酸铁锂电池组LiFePO4batterysystem2
3.6.1IBS模式（integratedbatterysystem）2
3.6.2LBMS模式（largecapacitybattery+BMS）2
3.6.3LBAM模式（largecapacitybattery+BAM+FPA）2
3.7标称容量 nominalcapacity2
3.8标称电压 nominalvoltage3
3.9终止电压endofdischargevoltage3
3.10寿命cyclelife3
3.11容量保存率saverateofcapacity3
3.12内阻internalresistance3
3.13电导conductance3
4产品分类和系列3
4.1电池模块额定容量系列（Ah）3
4.2电池组输出电压标称值系列3
4.3电池组应用系列3
4.4电池组管理系列3
5要求4
5.1使用环境条件4
5.2外观及尺寸4
5.3电池标示4
5.4性能指标5
5.4.1充放电要求5
5.4.2完全充满电5
5.4.3性能指标5
5.4.4电池组性能一致性7
5.4.5大电流放电性能8
5.4.6容量保存率8
5.4.7BMS工作状态电池静置耗能8
5.4.8充电效率8
5.4.9浮充电流8
5.5电池间连接电压降8
5.6寿命8
5.6.125℃100%DOD8
5.6.240℃100%DOD8
5.7安全性能8
5.7.1过充电保护8
5.7.2恒定湿热8
5.7.3抗振动8
5.7.4阻燃性能8
5.7.5绝缘电阻8
5.7.6绝缘强度9
5.7.7深度放电9
5.7.8安全充电电压9
5.8电磁兼容性9
5.8.1静电放电抗扰性9
5.8.2传导骚扰限值9
5.8.3辐射骚扰限值9
5.8.4浪涌（冲击）抗扰性9
5.9BMS要求9
5.9.1采集模块（BAM）的要求9
5.9.2保护与告警（FPA）的要求9
5.10监控要求13
6检验方法13
6.1检验条件13
6.2检验仪表要求14
6.3外观及尺寸14
6.4电池标示14
6.5放电性能14
6.5.125℃放电14
6.5.20℃放电14
6.5.3-20℃放电14
6.5.440℃放电14
6.5.560℃放电14
6.6电池组性能一致性15
6.7大电流放电性能15
6.8容量保存率15
6.9BMS工作状态电池静置耗能15
6.10充电效率15
6.11浮充电流16
6.12电池间连接电压降16
6.13寿命16
6.13.125℃100%DOD16
6.13.240℃100%DOD16
6.14安全性能16
6.14.1基本要求16
6.14.2过充电保护16
6.14.3恒定湿热16
6.14.4抗振动16
6.14.5阻燃性能16
6.14.6绝缘电阻17
6.14.7绝缘强度17
6.14.8深度放电17
6.14.9安全充电电压17
6.15电磁兼容性17
6.15.1静电放电抗扰性17
6.15.2传导骚扰限值17
6.15.3辐射骚扰限值17
6.15.4浪涌（冲击）抗扰性17
6.16BMS测试方法17
6.16.1采集模块（BAM）的测试方法17
6.16.2充电总电压高保护及恢复功能17
6.16.3放电总电压低告警功能17
6.16.4单体电池电压低保护及恢复功能17
6.16.5单体电池电压高保护及恢复功能18
6.16.6短路保护功能18
6.16.7充电过流保护功能18
6.16.8过温保护及恢复功能18
6.16.9低温保护及恢复功能18
6.16.10四遥内容18
6.16.11电压精度18
6.16.12电流精度18
6.16.13容量精度18
6.16.14温度精度18
6.16.15通信接口18
6.16.16存储功能18
6.16.17能耗要求19
6.17监控要求19
6.18电池管理系统环境试验19
6.18.1高温储存19
6.18.2低温储存19
6.18.3高温工作19
6.18.4低温工作19
6.18.5恒定湿热19
6.18.6振动19
7应用方法与要求19
7.1应用分类19
7.1.1IBS模式19
7.1.2LBMS模式19
7.1.3LBAM模式20
7.2BMS与开关电源系统的关系20
7.3工作方式20
8检验规则20
8.1检验分类20
8.2出厂检验20
9标志、包装、运输、储存22
9.1标志22
9.2包装22
9.3运输22
9.4储存22
10编制历史22
附录A23
附录B21
前言
本标准的目的是为加强中国移动的通信基站用磷酸铁锂电池的管理，使新建、改建、扩建工程中通信基站用磷酸铁锂电池的设计及设备选型有标准可依。
本标准的附录A是资料性附录，附录B是资料性附录。
本标准由中国移动通信集团公司计划建设部提出，集团公司技术部归口管理。
本标准由中移技﹝2012﹞191号印发。
本标准起草单位：
中国移动通信集团河南有限公司。
本标准主要起草人：
康彩云张乐陈东旭
1范围
本规范规定了通信基站用磷酸铁锂电池组的定义、要求、检验方法、检验规则及标志、包装、运输和储存。
本规范适用于以下三种模式的磷酸铁锂电池组:
（1）一体化电池组,一般容量小于或等于50Ah；
（2）由16只较大容量的磷酸铁锂电池串联和电池管理系统组成，电池管理系统可以独立安装，也
可以安装于开关电源系统内的分立式电池组；
（3）由16只较大容量的磷酸铁锂电池串联和电池采集模块组成，电池的保护与告警功能由开关电
源系统完成的分立式电池组。
本规范适用于中国移动通信集团（以下简称"中国移动"；中国移动各级机构分别简称为"集团公司"、"省级公司"、"地市公司"）运行的通信基站用磷酸铁锂电池。
本规范适用于通信基站用磷酸铁锂电池的管理，新建、改建、扩建工程中设计及设备选型应参照执行。
本规范明确了中国移动通信基站用磷酸铁锂电池的产品组成、工作方式、控制方式、产品分类、应用场景和技术要求。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准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标准。
序号
标准编号
标准名称
发布单位
[1]
GB/T17626.2
包装储运图示标志
[2]
GB/T17626.2
塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法
[3]
GB/T17626.2
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）
[4]
GB/T17626.2
电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验
[5]
GB/T17626.5-2008
电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验
[6]
YD/T983
通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法
工业和信息化部
[7]
YD/T1363.3
通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统第3部分：
前端智能设备协议
工业和信息化部
[8]
YD/T1051-2010
通信局（站）电源系统总技术要求
工业和信息化部
[9]
YD/T5040-2010
通信电源设备工程安装设计规范
工业和信息化部
[10]
YD/T5098-2010
通信局（站）防雷与接地工程设计规范
工业和信息化部
[11]
YD/T2344.1-2011
通信用磷酸铁锂电池组第1部分:
集成式电池组
工业和信息化部
3术语、定义和缩略语
下列术语和定义适用于本规范。
3.1磷酸铁锂电池LiFePO4batterycell
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，由电极、电解质、容器、极柱、通常还有隔离层组成的基本功能单元。
3.2单体电池Singlebattery
指包含1个或若干个电芯的磷酸铁锂电池组的最小可维护单元，单体电池标称电压为3.2V。
3.3磷酸铁锂电池模块LiFePO4batteryblock
由2个或2个以上磷酸铁锂单体电池串联组合而成的电池组合。
3.4电池采集模块batteryacquisitionmodule（BAM）
主要采集蓄电池的单体电压、总电压、充\放电电流、容量、蓄电池环境温度等参数，并为开关电源系统提供相关信息的电路系统的总称，由采集、电气和通讯接口及热管理装置等组成。
3.5电池管理系统batterymanagementsystem（BMS）
主要采集蓄电池的单体电压、总电压、充\放电电流、容量、蓄电池环境温度等参数，用于对蓄电池充电过程和放电过程进行管理，并辅助有效的保护与告警功能的电路系统的总称（保护与告警功能functionofprotection&alarming（FPA）），由采集和保护电路、电气和通讯接口及热管理装置等组成。
在性能上BMS=BAM+FPA。
3.6磷酸铁锂电池组LiFePO4batterysystem
磷酸铁锂电池组由多只单体电池串联，辅助电池管理功能组成。
从应用分类上可以分为以下三类：
3.6.1IBS模式（integratedbatterysystem）
由16只小容量磷酸铁锂电池（一般容量小于或等于50Ah）串联和电池管理系统置于同一装置内的,为一体化电池组。
3.6.2LBMS模式（largecapacitybattery+BMS）
由16只较大容量的磷酸铁锂电池串联和电池管理系统组成，电池管理系统可以独立安、也可以安装于开关电源系统内的分立式电池组。
3.6.3LBAM模式（largecapacitybattery+BAM+FPA）
由16只较大容量的磷酸铁锂电池串联和电池采集模块组成，电池的保护与告警功能由开关电源系统完成的分立式电池组。
3.7标称容量 nominalcapacity
指设计与制造电池时电池厂商规定或保证电池在一定放电条件下，应该放出最低限度的电量。
用10h率放电电流、截至电压2.7V时放出的额定容量C10表示，数值为1.0C10，单位为安时（Ah）。
3.8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）。
3.9终止电压endofdischargevoltage
电池/电池模块/电池组要求停止放电的电压。
3.10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。
3.11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。
3.12内阻internalresistance
电流流过单体电池/电池模块/电池组时，单体电池/电池模块/电池组输出端的电压变化所反应出来的阻值，用Ri表示，单位为欧姆（Ω）或毫欧（mΩ）。
3.13电导conductance
电导，更准确地叫导纳，以欧姆倒数（Ω-1）或西门子（S）为单位，电池性能越好电导值相对越高，当蓄电池老化或出现故障的时候，电导值会降低。
4产品分类和系列
4.1电池模块额定容量系列（Ah）
10、20、40、50、100、150、200、300。
注：
对于容量大于300Ah的,各省级公司与制造厂协商后可以生产。
4.2电池组输出电压标称值系列
48V（16只单体电池串联）。
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。
4.3电池组应用系列
IBS模式电池组、LBMS模式电池组、LBAM模式电池组。
4.4电池组管理系列
一体化电池组、分立式电池组。
5要求
5.1使用环境条件
5.1.1一般要求
电池组的工作环境应无腐蚀性、爆炸性和破坏绝缘的气体及导电尘埃，并远离高热源。
5.1.2温度范围
工作温度范围：
0℃～40℃。
5.1.3相对湿度范围
工作相对湿度范围：
≤95％（40℃±2℃）；储运相对湿度范围：
≤95％（40℃±2℃）。
5.1.4大气压力
大气压力范围为：
70kPa～106kPa。
注：
大气压力为70kPa以下时，用户与制造厂协商，制造厂可根据GB/T20626.1-2006的要求进行设计、生产。
5.2外观及尺寸
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；
e）电池及电池组应进行走线布局设计,使电池连接线、控制线布局美观、整齐。
蓄电池组有如下安装方式：
19英寸标准机柜内安装、落地固定安装、壁挂式安装等。
对于一体化电池组，应设计成能安装在19英寸标准机柜内，高度为1u的倍数。
1u=44.45mm。
5.3电池标示
应在单体电池外壳上显著位置标示产品名称、产品型号、产品容量\电压等级、出厂时间、电池编号、正负极性、制造厂名、商标和警示说明等相关信息（一体化电池组还应在机箱上标示以上信息）；电池标示格式示例见表1。
其中允许将执行标准编号、厂址、邮编和联系电话标识印刷在包装或使用说明书中。
表1电池标示格式示例
顺序
标识内容
标识示例
第一行
产品名称
xxxx电池
第二行
产品型号
Xxxx
第三行
产品容量\电压等级
xxxxAh\xxV
第四行
出厂时间
出厂时间：
x年x月x日
第五行
电池编号
编号：
xxxx
第六行
制造厂名
Xxxx
5.4性能指标
5.4.1充放电要求
充电为恒压限流方式，单体电池的均充充电电压为3.55V～3.60V，默认值为3.55V；单体电池的浮充充电电压为3.40V～3.45V；默认值为3.40V。
10h率放电电流用I10表示，数值为0.1C10，单位为安培（A）。
充电电流恒流值：
1.0I10、2.0I10、2.5I10、5.5I10、10I10可选，充电电流默认值为1.0I10。
放电电流值：
1.0I10～10I10可选。
放电终止电压值:
2.60V/单体～2.80V/单体，默认值为2.70V单体。
一体化电池组连续充放电电流最大为10I10A。
注：
1、充电方式见附录A。
5.4.2完全充满电
判断蓄电池完全充满电可以通过以下二种方式:
a）在环境温度25℃±2℃的条件下，以5.4.1规定的电流充电，当电池组电压达到5.4.1规定的均充充电电压时，改为恒压充电，总充电时间不小于16h。
b）在环境温度25℃±2℃的条件下，以5.4.1规定的电流充电，当电池组电压达到5.4.1规定的均充充电电压时，改为恒压充电，直到充电电流小于或等于0.5I10A。
5.4.3性能指标
性能指标见表2。
表2性能指标
序号
指标项目
指标要求
备注
1
容量特性
25℃
1.0I10（A）放电
≥100%C10
2.5I10（A）放电
≥95%C10
5.5I10（A）放电
≥92%C10
10I10（A）放电
≥90%C10
2
温度特性
0℃
1.0I10（A）放电
≥80%C10
-20℃
1.0I10（A）放电
≥60%C10
40℃
1.0I10（A）放电
≥99%C10
60℃
1.0I10（A）放电
≥99%C10
3
一致性
开路电压
≤0.2V
浮充电压
≤0.2V
放电电压
≤0.3V
放电容量
≤3%
静态内阻
≤±15％
一体化电池组无此要求
静态电导
≤±15％
一体化电池组无此要求
4
大电流放电性能
极柱、汇流排不应熔断，外观应无异常。
一体化电池组无此要求
5
容量保存率
容量保存率：
≥96%，
且一致性差值:
≤3%。
6
BMS工作状态电池静置耗能
≤５％
按容量损失计算
7
充电效率
≥97%
8
浮充电流
≤100mA
9
电池连接条电压降
≤10.0mV
10
寿命
25℃100%DOD
电池组:
700次；
单体电池:
1200次。
40℃100%DOD
电池组：
600次；
单体电池：
900次。
11
安全性
过充电保护
不起火、不爆炸。
恒定湿热
不起火、不爆炸。
检测管理系统、采集模块，含一体化电池组
抗振动
不起火、不爆炸。
检测管理系统、采集模块，含一体化电池组
阻燃性能
FH-1,FV-0
绝缘电阻
≥2MΩ
检测管理系统、采集模块，含一体化电池组
绝缘强度
无击穿、无飞弧现象。
检测管理系统、采集模块，含一体化电池组
深度放电
98%
安全高电压充电
不起火、不爆炸。
12
监控要求
——
13
BMS
BAM
采集接口
电池组16只串，双线采集方式。
采集内容
各单体电压、总电压、充放电电流、5个温度。
电压范围
单体电池电压范围:
0～5V;总电池电压范围:
0～60V。
电流范围
充放电电流：
0～10I10A。
采样间隔
采样时间间隔≤2秒
保护与告警功能（FPA）
显
示
精
度
电压精度
≤10mV
电流精度
≤2%
容量精度
≤5%
温度精度
≤2℃
通讯接口
存储功能
四遥内容
遥测
遥信
遥控
遥调
能耗要求
≤3W
采集要求
总电压高保护与恢复
总电压低告警
单体电压高保护与恢复
单体电压低保护与恢复
短路保护
充电过流保护
过温保护及恢复
低温保护及恢复
5.4.4电池组性能一致性
电池组内各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）电池组完全充电后0.5h～2h各电池之间的静态开路电压最大值与最小值的差值应不大于0.20V；
b）电池组进入浮充状态24h后各电池之间的端电压差应不大于0.20V；
c）电池组完全充满电后以10h率电流放电、截至电压2.7V时，各电池之间的端电压差应不大于0.30V；
d）电池组内各电池之间容量的最大值与最小值的差值和平均值的比，应不大于3%。
e）电池组完全充电后各电池之间内阻最大值、最小值与平均值的差值和平均值的比应不超过±15%。
f）电池组完全充电后各电池之间电导最大值、最小值与平均值的差值和平均值的比应不超过±15%。
5.4.5大电流放电性能
对于分立式电池组，其电池模块或电池组按6.7的方法测试，电池极柱、汇流排不应熔断，外观应无异常。
5.4.6容量保存率
电池模块或电池组按6.8的方法测试，容量保存率应不低于96％,且容量一致性差值不超过3%。
5.4.7BMS工作状态电池静置耗能
电池模块或电池组的BMS处于工作状态，BMS的电池静置耗能应不超过5%。
5.4.8充电效率
电池模块或电池组按5.4.1充满电后，以1.0I10（A）电流放电至终止电压2.7V时，记录容量；静置1h后再按5.4.1中电压值要求以1.0I10（A）限流充电24h,记录充电容量，放出容量与充电容量比≥97%。
5.4.9浮充电流
电池模块或电池组处按5.4.1充满电后，再以浮充电压充电24h后，其浮充状态下的充电电流应不大于100mA。
5.5电池间连接电压降
电池模块或电池组电池间的连接电压降△U≤10.0mV。
5.6寿命
5.6.125℃100%DOD
电池组按6.13.1的方法测试，电池组的循环寿命应不少于700次。
单体电池按6.13.1的方法测试，单体电池的循环寿命应不少于1200次。
5.6.240℃100%DOD
电池组按6.13.2的方法测试，电池组的循环寿命应不少于600次。
单体电池按6.13.2的方法测试，单体电池的循环寿命应不少于900次。
5.7安全性能
5.7.1过充电保护
电池按6.14.2规定进行试验，应不起火、不爆炸。
5.7.2恒定湿热
一体化电池组按6.14.3规定进行试验后，其外观应无明显变形、锈蚀、冒烟或爆炸，其容量应不低于额定值的90％。
5.7.3抗振动
一体化电池组按6.14.4规定进行试验,其外观应无明显损伤、漏液、冒烟或爆炸，并能正常工作。
5.7.4阻燃性能
对于塑料外壳和保护盖的电池，按照6.14.5规定进行测试，外壳应符合GB/T2408-2008中第8.3.2条FH-1（水平级）和第9.3.2条FV-0（垂直级）的要求。
5.7.5绝缘电阻
对于金属外壳的电池、一体化电池组，按照6.14.6规定进行测试，电池正负极接口分别对电池组金属外壳的绝缘电阻不小于2MΩ。
注：
绝缘要求不适用于塑
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