通信用磷酸铁锂电池标准.docx
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通信用磷酸铁锂电池标准
目次
前言
本规范的目的是为加强中国移动使用的通信用磷酸铁锂电池的管理，使新建、改建、扩建工程中通信用磷酸铁锂电池的设计及设备选型有标准可依。
本规范按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。
本规范为中国移动内部的技术性、规范性文件。
本规范的附录A是资料性附录，附录B是资料性附录。
本规范由中国移动通信集团计划部提出。
本规范由中国移动通信集团技术部归口管理。
本规范起草单位：
本规范主要起草人：
本规范修改和解释权属中国移动通信集团。
通信用磷酸铁锂电池
1适用范围
1.1适用范围
本规范规定了通信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。
本规范适用于电池模块与电池管理模块放置于同一装置内的一体化通信用磷酸铁锂电池组（以下简称电池组），一般容量小于或等于50Ah；适用于电池模块与电池管理模块独立放置，适用于电池模块与采集模块组成方式，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（以下简称电池组）。
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"、"省级分公司"、"地市分公司"）运行的通信用磷酸铁锂电池。
本规范适用于通信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。
中国移动通信局房的通信用磷酸铁锂电池的维护和管理不适用本规范。
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
下列标准对本规范的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用标准，仅注日期的版本适用于本规范。
凡是不注日期的引用标准，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
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）抗扰度试验
YD/T983通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法
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
YD/T1051-2010通信局（站）电源系统总技术要求
YD/T5040-2010通信电源设备工程安装设计规范
YD/T5098-2010通信局（站）防雷与接地工程设计规范
3术语和定义
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
构成磷酸铁锂电池组的基本单元，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电池管理模块batterymanagementmodule（BMM）
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，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BMM=BAM+保护与告警功能（FPA）。
3.6磷酸铁锂电池组LiFePO4batterysystem
磷酸铁锂电池组由16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：
3.6.1BSI模式（integratedbatterysystem）
由16只小容量磷酸铁锂电池（容量小于等于50Ah）串联和电池管理模块置于同一装置内的一体化电池组。
3.6.2LBBM模式（largecapacitybattery+BMM）
由16只较大容量的磷酸铁锂电池串联和电池管理模块组成，电池管理模块可以独立安装，也可以安装于开关电源系统内的分立式电池组。
3.6.3LBAM模式（largecapacitybattery+BAM+functionofprotection&alarming）
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。
3.11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、130、150、180、200、300、400、500、600、800、1000。
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
BSI模式电池组、LBBM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，并远离热源。
5.1.2温度范围
标准工作环境温度25℃±5℃;工作温度范围：
0℃～45℃；运行环境温度：
-10℃～60℃（≤3h/d）。
-10℃以下应采取保温措施。
5.1.3相对湿度范围
工作相对湿度范围：
≤90％（45℃±2℃）；储运相对湿度范围：
≤95％（45℃±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
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。
5.3性能指标
5.3.1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（3.55～3.60）V，单体电池的浮充充电电压为（3.40～3.45）V。
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、30I10可选。
放电电流值：
1.0I10、2.0I10、2.5I10、5.5I10、10I10、30I10可选。
放电终止电压值:
2.60V/单体～2.80V/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。
5.3.2完全充满电
判断蓄电池完全充满电可以通过以下三种方式:
a）、在环境温度25℃±2℃的条件下，以5.3.1规定的电流充电，当电池组电压达到5.3.1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。
b）、在环境温度25℃±2℃的条件下，以5.3.1规定的电流充电，当电池组电压达到5.3.1规定的均充充电电压时，改为恒压充电，充电时间不小于16h。
c）、在环境温度25℃±2℃的条件下，以5.3.1规定的电流充电，当电池组电压达到5.3.1规定的均充充电电压时，改为恒压充电，直到充电容量大于额定容量。
5.3.3性能指标
性能指标见表1。
表1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
30I10（A）放电
≥85%C10
一体化电池组无此要求
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
0.3V
浮充电压
0.3V
放电电压
0.4V
放电容量
Ⅰ：
±≤2%；
Ⅱ：
≤±3%；
Ⅲ：
≤±4%。
静态内阻
≤±20％
静态电导
≤±20％
一体化电池组无此要求
4
容量保存率
容量保存率：
≥96%，
且一致性差:
≤±1%。
5
BMM工作状态电池静置耗能
----
6
充电效率（Ah）
≥97%
7
浮充电流
≤100mA
8
电池连接条电压降
≤10mV
9
寿命
25℃浮充寿命
9次
45℃浮充寿命
7次
25℃100%DOD
电池组:
700次；
单体电池:
1200次。
45℃100%DOD
电池组：
600次；
单体电池：
900次。
10
安全性
过充电保护
不起火、不爆炸。
恒定湿热
不起火、不爆炸。
检测管理模块、采集模块，含一体化电池组
抗振动
不起火、不爆炸。
检测管理模块、采集模块，含一体化电池组
阻燃性能
FH-1,FV-0
绝缘电阻
≥2MΩ
检测管理模块、采集模块，含一体化电池组
绝缘强度
无击穿、无飞弧现象。
检测管理模块、采集模块，含一体化电池组
深度放电
98%
可选
安全高电压充电
不起火、不爆炸。
11
监控要求
12
BMM
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:
0～5Vdc,总电池电压范围:
0～60V,充放电电流：
0～200A
采样间隔
采样时间间隔≤2秒
管理功能
保护与告警（FPA）
显
示
精
度
电压精度
≤10mV
电流精度
≤1%
容量精度
≤5%
温度精度
≤3℃
通讯接口
存储功能
监控
功能
遥测
遥信
遥控
能耗要求
≤3W
采集要求
总电压高保护与告警
总电压低告警
单体电压高保护与告警
单体电压低保护与告警
短路保护
温度低保护
温度高保护
5.3.4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0.30V；
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0.30V；
c）电池组完全充满电后以10h率电流放电时，各电池之间的端电压差应不大于0.40V；
d）电池组内各电池之间容量的最大值、最小值与平均值的差值和平均值的比，应符合以下要求：
Ⅰ：
±≤2%；Ⅱ：
≤±3%；Ⅲ：
≤±4%。
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±20%。
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±20%。
5.3.5容量保存率
电池模块或电池组按6.6的方法测试，容量保存率应不低于96％,且容量一致性差不超过±1%。
5.3.6BMM工作状态电池静置耗能
电池模块或电池组的BMM处于工作状态，BMM的电池静置耗能应符合厂家技术要求。
5.3.7充电效率
电池模块或电池组处按5.3.1充满电后，以1.0I10（A）电流放电至终止电压2.6V时，记录容量；静电1h后再按5.3.1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%。
5.3.8浮充电流
电池模块或电池组处按5.3.1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100mV。
5.4电池间连接电压降
电池模块或电池组按6.7的方法测试,电池间的连接电压降△U≤10mV。
5.5寿命
5.5.125℃浮充寿命
电池模块或电池组按6.8.1的方法测试，浮充寿命应不少于9次。
5.5.245℃浮充寿命
电池模块或电池组按6.8.2的方法测试，浮充寿命应不少于7次。
5.5.325℃100%DOD
电池组按6.8.3的方法测试，电池组的循环寿命应不少于700次。
单体电池按6.8.3的方法测试，电池组的循环寿命应不少于1200次。
5.5.445℃100%DOD
电池组按6.8.4的方法测试，电池组的循环寿命应不少于600次。
单体电池按6.8.4的方法测试，电池组的循环寿命应不少于900次。
5.6安全性能
5.6.1过充电保护
电池按6.9.2规定进行试验，应不起火、不爆炸。
5.6.2恒定湿热
一体化电池组按6.9.3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％。
5.6.3抗振动
一体化电池组按6.9.4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。
5.6.4阻燃性能
对于塑料外壳和保护盖的电池，按照6.9.5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。
5.6.5绝缘电阻
对于金属外壳的电池、一体化电池组，按照6.9.6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料外壳和保护盖的电池组。
5.6.6抗电强度
对于金属外壳的电池、一体化电池组，按照6.9.7规定进行测试，电池正负极接口分别对电池组金属外壳能够承受50Hz、有效值为500V的交流电压（漏电流≤10mA）或710V的直流电压1min，应无击穿、无飞弧现象。
5.6.7深度放电（可选）
电池按照6.9.8规定进行测试，应不漏液、冒烟、起火或爆炸，其容量应不低于额定值的98％。
5.6.8安全充电电压
电池按6.9.9规定进行测试，应不漏液、冒烟、起火或爆炸，其容量应不低于额定值的100%。
5.7储存
单体电池/电池模块/电池组按6.10规定进行试验，1.0I10A放电容量应不小于额定值的85％。
5.8电磁兼容性
5.8.1静电放电抗扰性
电池管理模块应满足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。
5.8.2传导骚扰限值
电池管理模块应满足YD/T983等级A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。
5.8.3辐射骚扰限值
电池管理模块应满足YD/T983等级A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。
5.8.4浪涌（冲击）抗扰性
电池管理模块通信端口线对线应满足GB/T17626.5-2008等级1的要求，线对地应满足GB/T17626.5-2008等级2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。
5.9BMM要求
5.9.1采集模块（BAM）的要求
a.电池组由16只单体电池串组成，且蓄电池单体电压采集采用双线采集方式。
b.每组电池有单体电压、总电压、充放电电流、4个蓄电池表面温度,一个环境温度。
c.单体电池电压范围:
0～5V,总电池电压范围:
0～60V,充放电电流：
0～200A。
d.采样时间间隔（周期）≤2秒。
e.对外通信接口（接入动环监控和开关电源系统及后台用）:
RS232、RS485或以太网口。
f.存储容量要求见5.9.2（l）。
5.9.2保护与告警（FPA）的要求
a.充电总电压高保护及恢复功能（可选）
具有充电总电压高保护功能，当充电到总电压告警点时告警，到保护点时保护，告警点、保护点可设，设置范围为57.6V－60V；当总电压下降到恢复点时恢复充电，恢复点可设，设置范围为52V－57.6V。
具有关闭和开启功能，具有关闭和开启功能状态信息。
b.放电总电压低告警功能
具有放电总电压低告警功能，当放电到总电压告警点时告警，告警点可设，设置范围为36V－50V。
具有关闭和开启功能，具有关闭和开启功能状态信息。
c.单体电池电压低保护及恢复功能
具有单体电池电压低保护功能，放电到单体电压告警点时告警，到保护点时保护，告警点、保护点可设，设置范围为0.1V/单体～2.9V/单体；当放电后充电到电压设定值恢复工作状态,恢复点可设，设置范围为1.5V/单体～3.6V/单体。
具有关闭和开启功能，具有关闭和开启功能状态信息。
d.单体电池电压高保护及恢复功能
具有单体电池电压高告警功能，充电到单体电压告警点时告警，到保护点时保护，告警点、保护点可设，设置范围为3.5V/单体～6.0V/单体；电压下降到恢复点时恢复正常状态，恢复点可设，设置范围为3.0V/单体～3.9V/单体。
单体电压高处于保护状态时，保证放电回路处于正常状态。
具有关闭和开启功能，具有关闭和开启功能状态信息。
e.短路保护功能
电池组输出端发生短路，应瞬间切断电路并告警，电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸；故障排除后，应能手动或自动恢复工作；瞬时充电后，电池组电压应不小于标称电压。
（充满电后，将电池组的正负极用0.1Ω电阻器短路0.5h后断开,并能正常充放电，用电压表测量电池组电压。
）
具有关闭和开启功能，具有关闭和开启功能状态信息。
f.过温保护及恢复功能
具有过温充放电保护功能，当温度达到告警点时告警，到保护点时保护，温度回落到一定值后恢复，告警点、保护点及恢复点可设，设置范围为35℃～80℃。
具有关闭和开启功能，具有关闭和开启功能状态信息。
h.低温保护及恢复功能
具有低温充放电保护功能，当温度达到告警点时告警，到保护点时保护，温度上升到一定值后恢复，告警点、保护点及恢复点可设，设置范围为－40℃～0℃。
具有关闭和开启功能，具有关闭和开启功能状态信息。
i.三遥内容
遥测：
电池组总电压、单体电池电压、充电电流、放电电流、温度（电池温度4个，环境温度1个）等。
遥信：
保护功能状态，充放电状态，电池组总电压高告警，电池组总电压低告警，单体电池充电过压告警、单体电池放电欠压告警、电池组短路告警、电池高/低温告警、环境高/低温告警等。
遥控：
对保护功能状态，参数进行设置。
j.显示精度
应能显示蓄电池组的均/浮充/放电状况、单体电压、总电压、电流、电池组工作环境温度、容量、告警信息等各种参数值，且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
按6.13.1规定进行试验，单体电池充电电压误差小于等于10mV。
电流
按6.13.2规定进行试验，充放电电流误差小于等于1%。
容量
按6.13.3规定进行试验，电池组容量误差小于等于5%。
电池组工作环境温度
按6.13.4规定进行试验，温度显示误差应小于3℃。
k.通讯接口
宜具有RS232、RS485/422、以太网或USB（可选）等标准通讯接口，通信协议参见YD/T1363.3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。
宜具有USB接口可外接存储介质，能自动读取存储信息。
l.存储功能
应具有存储功能，保护与告警、保护与告警恢复时应能记录，能区分告警类别，并以时间（年/月/日/时/分）为基础记录参数：
单体电压、总电压、充/放电容量、充/放电电流、温度等。
除能正常记录保护与告警、保护与告警恢复时信息外，可通过设置，记录一定时间段内的蓄电池参数：
单体电压、总电压、充/放电容量、充/放电电流、温度等。
应具有一定的存储容量,存储容量不小于300条记录。
存储时间段、时间间隔可设，存储内容采取先进先出原则，存储内容可通过监控接口读取。
宜可外接存储介质,自动读取存储信息，存储信息为EXCEL格式。
注：
1、存储格式见附录B。
m.能耗要求
电池管理模块的供电方式可选择交流或者直流，其能耗指在处于浮充电压54V的情况下，其电路的通信能耗应不大于3W。
5.10监控要求
5.10.1监控功能通过BMM或BAM实现，通信接口要求考虑BMM、开关电源系统及动环监控之间建立接口和协议连接，具体情况见BMM要求。
5.10.2协议格式参照行业标准协议要求格式。
5.10.3监控内容具备在本机显示存储操作或后台监控软件支持。
6检验方法
6.1检验条件
除特殊说明，各项试验应在以下条件下进行：
——温度：
15℃～35℃（建议25℃±2℃）；
——相对湿度：
45%～85%；
——大气压力：
70kPa～106kPa。
6.2检验仪表要求
测量仪表的要求如表3所示。
表3测量仪表要求
项目
要求
电压表
精度应不低于0.5级，内阻应不小于10kΩ/V。
电流表
精度应不低于0.5级。
测量时间的仪表
精度应不低于±0.1%。
恒流源
电流连续可调，在充电或放电过程中，其电流变化应在±1%范围内。
恒压源
电压连续可调，其电压变化应在±0.5%范围内。
电池内阻测试仪
精度应不低于0.1mΩ。
点温计或者温度计
精度应不低于±1℃。
电池充放电测试仪
电压电流连续可调，电压输出和检测精度不低于±0.5%，电流输出和检测精度不低于±0.1%。
6.3外观
目测被测电池组
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