DX锂离子蓄电池电源企业标准.docx
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DX锂离子蓄电池电源企业标准
ICS
Q/HKD
淮南市矿用电子技术研究所企业标准
Q/HKD70－2012
DXBL2880/48X（A）
矿用隔爆型锂离子蓄电池电源
2012-04-01发布2012-04-15实施
淮南市矿用电子技术研究所发布
前言
本标准在防爆和矿用安全方面严格遵守GB爆炸性环境第1部分：
设备通用要求，GB爆炸性环境第2部分：
由隔爆外壳“d”保护的设备。
在技术内容上符合MT209-1990煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求等煤炭行业的标准要求。
本标准由淮南市矿用电子技术研究所起草。
本标准主要起草人：
卢俊、许世亮、苏震宇、卢文茹。
DXBL2880/48X（A）矿用隔爆型锂离子蓄电池电源
1．范围
本标准规定了DXBL2880/48X（A）矿用隔爆型锂离子蓄电池电源的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装、运输及贮存。
本标准适用于DXBL2880/48X（A）矿用隔爆型锂离子蓄电池电源（以下简称电池箱）。
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。
GB爆炸性环境第1部分：
设备通用要求
GB爆炸性环境第2部分：
由隔爆外壳“d”保护的设备
GB/电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验A：
低温
GB/电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验B：
高温
GB/电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Db：
交变湿热
GB/电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Ea和导则：
振动（正弦）
GB/电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Fc和导则：
冲击
GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）
AQ1043-2007矿用产品安全标志标识
矿用隔爆（兼本安）型锂离子蓄电池电源安全技术要求（试行）
矿用锂离子蓄电池安全技术要求（试行）
3．产品分类
隔爆型式
电池箱为矿用隔爆型，防爆标志为“ExdIMb”。
型号
电池箱的型号标记图示如下：
DXBL2880/48X（A）
设计修改序号
避险
额定输出电压
电源标称能量，Wh
锂离子蓄电池
隔爆型
电源箱
外形尺寸及重量
型号
名称
重量（㎏）
外形尺寸（长×宽×高）
DXBL2880/48X（A）
矿用隔爆型锂离子蓄电池电源
130
679×450×322mm
外形结构
4．技术要求
电池箱应符合本标准的要求，并应按照经规定程序批准的图样及技术文件制造。
环境条件
4.2.1电池箱在下列环境条件下应能正常工作：
a、环境温度：
0℃～＋40℃；
b、环境相对湿度：
≤95%RH（＋25℃）；
c、海拔高度：
不高于2000m；
d、大气压力：
80kpa～106kPa；
e、机械环境:
无显著振动和冲击的场合；
f、适用于煤矿井下有瓦斯（甲烷）和煤尘爆炸的危险环境中，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合；
4.2.2电池箱应能承受下列规定的储运条件：
a、高温：
＋60℃；
b、低温：
—40℃；
c、平均相对湿度：
≤95％RH（＋25℃）；
d、振动：
50m/s2；
e、冲击：
500m/s2；
单体电池（电池组）参数、要求、电气性能
4.3.1技术参数
（1）单体电池标称电压：
；
（2）单体电池标称容量：
60Ah；
（3）单体电池允许最大充电电压：
；
（4）单体电池允许最低放电截止电压：
；
（5）单体电池最大允许充电电流：
6A；
（6）单体电池最大允许放电电流：
25A；
（7）单体电池数量：
16个；
（8）单体电池最高允许工作温度：
60℃；
（9）电池组的标称容量：
60Ah；
（10）电池组的最低允许使用容量：
50Ah；
（11）电池组充电过流保护值：
8A；
（12）电池箱的标称能量：
2880Wh；
（13）电池箱额定输出电压（多电压输出为最大额定输出电压）：
≤；
（14）电池箱额定输出电流（多电流输出为最大额定输出电流）：
≤20A；
（15）电池箱输出过流保护电流：
25A；
（16）电池箱额定输入电压范围：
≤；
（17）电池箱额定输入电流范围：
≤6A。
（18）电池型号：
SE60。
4.3.2单体电池基本要求
4.3.2.1电池是磷酸铁锂蓄电池，外壳为塑料壳体材料。
4.3.2.2电池箱选用的蓄电池应满足《矿用锂离子蓄电池安全技术要求》。
4.3.2.3在正常充、放电过程中单体电池的最高温度不超过60℃。
4.3.2.4单体电池的泄压装置应能可靠开启，开启压力。
4.3.3电池组基本要求
4.3.3.1电池组中的单体电池采用串联方式。
4.3.3.2构成电池组的单体电池类型、规格、技术参数应一致，并为同一制造厂家生产的产品。
同一电池组内各单体电池的交流内阻差值不超过Ω。
4.3.3.3电池箱选用的蓄电池应满足《矿用锂离子蓄电池安全技术要求》。
4.3.4电气性能
4.3.4.1应对所有单体电池的电压和表面温度，电池组的电压、电流、电池容量等参数进行检测，误差应满足表1的要求。
具有测量信息的显示和故障报警功能。
表1电池（组）参数测量误差要求
参数
单体电池电压值
单体电池温度
电池组电流
电池组电压
电池组容量
误差
≤%
±2℃
≤2%
≤%
≤5%
4.3.4.2应具有单体电池过充电压保护功能。
4.3.4.3应具有单体电池过充电压保护失效检测功能。
4.3.4.4应具有单体电池过放电压保护功能。
4.3.4.5应具有单体电池过放电压保护失效检测功能。
4.3.4.6应具有充电过流保护功能。
4.3.4.7应具有放电过流保护功能。
4.3.4.8应具有输出短路保护功能。
4.3.4.9应具有温度保护功能。
4.3.4.10应具有均衡充电控制功能。
4.3.4.11应具有电池信息采集线开路保护。
结构、零部件、元器件检查
4.4.1结构应保证调试、操作、维修和安装的方便与可靠。
外壳应有便于固定或支撑的结构，表面要用防锈漆喷塑或烤漆，内部喷耐弧漆，机内黑色金属件和隔爆面，要经过防锈处理，电镀或磷化。
4.4.2紧固件必须有防止自动松脱的措施。
4.4.3电池箱外壳应设有接地装置,接地螺栓应进行电镀等防锈处理，外接地螺栓应不小于M6，接地旁应设接地标志。
4.4.4电池箱采用压紧螺母式引入装置，其结构须符合第16条的规定。
4.4.5单体电池或电池组应放置在独立的隔爆腔内，且该隔爆腔内不应放置除电池管理系统中检测单体电池温度的传感元件和防止锂电池安装时发生短路的熔断器以外的其他电气元件。
4.4.6隔爆腔内不允许单体电池或电池组以任何形式的并联连接。
4.4.7电池温度测量探头在电池极耳处。
外观
4.5.1外壳表面不应有明显的凹痕、划伤、裂缝和变形，表面涂层不应起泡、龟裂和脱落，焊缝不得有明显的焊迹。
4.5.2产品的铭牌，接地标志及标志均应清晰牢固。
4.5.3金属零部件应紧固无松动，且不得有锈蚀、毛刺、裂纹等机械损伤。
4.5.4隔爆结合面不得有划痕、砂眼等缺陷。
工作稳定性
电池箱应进行通电时间不少于2d的工作稳定性试验，其输出电压偏离值应符合4.3.2c）的规定。
电气安全
4.7.1绝缘电阻
接线端子间及接线端子对外壳间的绝缘电阻应不小于表1的规定。
4.7.2工频耐压
接线端子间及接线端子与外壳间应能承受交流50Hz，历时1min的工频耐压试验且无击穿或闪络现象。
试验部位、试验电压见表1-1。
表1-1
试验部位
绝缘电阻
工频耐压
泄漏电流
（mA）
湿热试验前
（MΩ）
湿热试验后
（MΩ）
湿热试验前后
（V）
接线端子对外壳之间
50
1000
≤5
4.7.3电气间隙与爬电距离应符合中的规定，见表1-2。
表1-2
部位
距离
电气间隙
爬电距离
接线端子与外壳间
—
5
8
环境适应性
4.8.1电池箱在工作状态应能承受按表2规定条件进行的低温工作试验，其电气性能应符合（c、d、e、f）条的规定。
4.8.2电池箱在工作状态应能承受按表2规定条件进行的高温工作试验，其电气性能应符合（c、d、e、f）的规定。
4.8.3电池箱在非工作状态应能承受按表2规定条件进行的低温贮存试验，其电气性能应符合（c、d、e、f）的规定。
4.8.4电池箱在非工作状态应能承受按表2规定条件进行的高温贮存试验，其电气性能应符合（c、d、e、f）的规定。
表2
试验项目
试验温度（℃）
试验时间（h）
恢复时间（h）
低温工作
0
2
-
高温工作
+40
2
-
低温贮存
-40
16
2
高温贮存
+60
16
2
4.8.5电池箱应能承受严酷等级为高温温度40℃，周期12d的交变湿热试验，其电气安全及电气性能应符合和（c、d、e、f）的规定。
4.8.6电池箱在非工作状态应能承受频率10Hz～150Hz，加速度50m/s2，三个轴向上各振动5次的振动试验，其电气性能及外观应符合（c、d、e、f）、的规定。
4.8.7电池箱在非工作状态应能承受峰值加速度500m/s2，脉冲持续时间11ms，三个互相垂直轴线的每个方向连续冲击三次（共18次）的冲击试验，其电气性能及外观应符合（c、d、e、f）、的规定。
4.8.8包装后的电池箱应能承受严酷等级为4Hz、加速度30m/s2、历时2h的模拟汽车运输试验，试验后包装箱应无损坏和明显变形，箱内电池箱的电气性能及外观应符合（c、d、e、f）、的规定。
最高表面温度
在正常工作和故障状态，其元器件、导线及外壳的最高表面温度不得大于150℃。
防爆要求
4.10.1电池箱的隔爆结构和性能应符合－2010、－2010的规定，并按规
定的程序和国家指定的检验单位审查合格的图样和文件制造。
4.10.2接地装置应符合第15章及的规定，电池箱外壳内、外设
接地螺栓，并有接地标志。
4.10.3外壳材质是由Q235-A钢材制造，其隔爆面的参数，应符合中第5、6章的要求。
4.10.4应设有“井下严禁开盖”的警告牌。
4.10.5接线端子的电气间隙、爬电距离应符合的和规定。
4.10.6隔爆接合面最小宽度和最大间隙应符合表1规定，粗糙度应符合
中第5.2.2条的规定。
4.10.7电池箱的引入装置应符合中、第16章及附录和第12章及其附录D2的要求。
4.10.8引入装置的引入方式应符合附录C2的要求。
4.10.9引入装置的橡胶密封圈性能应符合中附录的要求，其硬度为IRHD45-55度。
耐老化性能应满足附录的试验要求。
4.10.10外壳应通过中的静压试验，压力为，加压时间1min。
4.10.11外壳应通过中的外壳耐压试验和内部点燃不传爆试验。
4.10.15印刷线路板的板厚大于1.5mm、线宽大于0.25mm、线厚大于35μm，线距大于0.25mm；焊接调试后应涂三防漆至少两遍。
5.试验方法
试验条件
除环境试验或有关标准另有规定外，试验应在下列环境下进行。
a）环境温度：
15℃～35℃
b）平均相对湿度：
45％～75％
c）大气压力：
80kPa～106kPa
5.1.2试验仪表及设备
控制箱1台
显示屏1台
数据记录仪1台
电池测试仪1台
电池内阻仪1台
温湿度试验箱1台
安时计1台
直流电压表1块
直流电流表1块
模拟负载1台
性能试验
按条进行。
5.2.1单体电池的类型、规格及电池组构成，采用目测检查。
同一电池组内各单体电池的交流内阻差值测试执行GB/T中7.10.1条的要求。
5.2.2单体电池和电池模块的安全性能，按QC/T743-2006中6.2.12、和MT/T1051-2007中、和条规定进行。
5.2.3单体电池或电池组放置方式的检验，采用目测检查。
5.2.4防爆性能和结构检验，执行~4-2010的相关规定。
5.2.5在锂离子蓄电池的空外壳内施加企业标准中规定的压力（5次），检查泄压装置是否可靠开启。
5.2.6电池管理系统测试
5.2.6.1根据电池箱充电和放电要求，配备相应的充电和放电设备；控制箱有充放电功能，充放电电流，需要大电流时用电池测试仪。
5.2.6.2各单体电池上连接电压测试设备（数据记录仪）。
5.2.6.3各单体电池上连接温度测试设备（数据记录仪）。
5.2.6.4充电模式
在充电回路中串联电流测试和容量检测设备，启动充电设备，按控制箱标准中规定充电方式充电。
充电过程中不允许被测设备放电。
5.2.6.5放电模式
在放电回路中串联电流测试和容量检测设备，启动放电设备，以电池箱额定输出电流放电。
放电过程中不允许对被测设备充电。
5.2.6.6充电过程中电池管理系统测试
以5.2.6.5方式放电，至电池箱的单体电池过放电压保护动作。
以方式充电至标称容量的90%时停止充电，将其中电压最低的单体电池以电池箱额定输出电流放电，至标称容量的80%，停止放电；以方式充电至电池箱单体电池过充电压保护。
试验过程中监测各单体电池的电压、电池组的充电电流、各单体电池的温度，重复测量3次，取算术平均数。
各单体电池和电池组的指标应符合中的要求。
在充电过程时，对电池箱显示的各单体电池电压、各单体电池温度、电池组电压、充电电流等与检测值比较，误差应满足4.3.4.1的要求。
在充电结束时，检测各单体电池电压值，单体电池最高电压与最低电压差值应不大于50mV。
5.2.6.7放电过程中电池管理系统测试
5.2.6.以方式充电，至电池箱单体电池过充电压保护。
5.2.6.以方式放电，至电池箱单体电池过放电压保护。
监测各单体电池的电压、电池组的放电电流、各单体电池的温度，重复测量3次，取算术平均数。
各单体电池和电池组的指标应符合中的要求。
在放电过程时，对电池箱显示的各单体电池电压、各单体电池温度、电池组电压、放电电流等与检测值比较，误差应满足4.3.4.1的要求。
容量检测值与电池箱的放电容量显示值比较，误差应满足4.3.4.1要求。
5.2.6.8单体电池过充电压保护失效检测
将电池箱按照5.2.6.4充电至单体电池过充电压保护动作，使该保护电路失效。
启动充电设备（充电电流不高于电池箱额定充电电流的20%，各单体电池的电压不高于最大允许充电电压的103%），当电池箱中某只单体电池电压在100～103%最高允许电压范围内，应有报警或显示。
5.2.6.9单体电池过放电压保护失效检测
将电池箱按照5.2.6.5放电至单体电池过放电压保护动作，使该保护电路失效。
启动放电设备（放电电流不高于电池箱额定输出电流的20%，各单体电池的电压不低于最低放电截止电压的97%），当电池箱中任意一只单体电池电压在97～100%最低放电截止电压范围内，应有报警或显示。
5.2.6.10充电过流保护测试
以5.2.6.4方式充电，增加充电设备的输出电流至电池组充电过流保护值的103%，电池箱应实现充电过流保护，在100ms内断开与充电器连接，停止充电，并在10s内报警或显示。
5.2.6.11放电过流保护测试
以5.2.6.4方式充电，至电池箱单体电池过充电压保护，在电池箱的输出端施加过流检测负载，使电池箱输出电流为过流保护值的103%，电池箱应实现放电过流保护，在100ms内断开与用电设备连接，停止放电，并在10s内报警或显示。
5.2.6.12输出短路保护测试
以5.2.6.4方式充电，至电池箱单体电池过充电压保护，在电池箱的输出端施加短路检测负载（外部线路电阻应小于5mΩ），使电池箱输出处于短路状态，电池箱应实现放电短路保护，50ms内断开与用电设备连接，停止放电，并在10s内报警或显示。
5.2.6.13温度保护功能测试
将电池温度检测元件置于温箱中，从室温以不大于3℃/min升温速率调整温箱中的温度至低于产品企业标准所规定的单体电池最高表面温度的5℃，电池箱应处于正常工作状态；以不大于1℃/min升温速率平稳调整温箱中的温度至电池箱断开与用电设备连接，记录动作时间和动作温度；动作温度应为的保护温度值±2℃。
温箱停止升温，至电池箱报警或显示，记录时间，电池箱断开与用电设备连接与电池箱显示或报警的时间间隔应小于20s。
温箱以不大于1℃/min速率降温，至电池箱与用电设备恢复连接，记录恢复时间和恢复温度，恢复温度应为单体电池最高表面温度值±2℃；至电池箱温度保护显示或报警消失，记录时间，电池箱恢复与用电设备连接与电池箱显示或报警消失的时间间隔应小于20s。
试验过程温箱最高温度的设置宜不超过65℃。
5.2.6.14信息采集线开路保护
随机断开电池电压和温度采集线各一根，应显示出相应故障类型及故障点。
5.2.6.15容量自检功能测试
以5.2.6.5方式放电，至单体电池过放电压保护动作；以方法充电，充至企业标准中规定的电池组最低允许使用容量报警值，停止充电，启动容量自检功能，至自检结束，电池箱应报警或显示电池组容量不足故障。
防爆参数检查
5.3.1外壳材质、隔爆面参数检查按中规定进行检查。
5.3.2电气间隙、爬电距离用游标卡尺、塞尺、卡钳等按中的第条、第条规定检查。
5.3.3主腔内电气间隙、爬电距离按GB/中附录G的规定进行。
外观、结构、零部件、元器件检查
按MT210－1990第5章的有关规定进行。
5.5工作稳定性试验
电池箱处于通电状态，每个工作日按第条进行电气性能试验。
绝缘电阻测量
按MT210－1990中第7章的规定进行。
工频耐压试验
按MT210中第8章及中第条的规定进行。
低温工作试验
按GB/中的规定进行。
高温工作试验
按GB/中的规定进行。
低温贮存试验
按GB/中的规定进行。
高温贮存试验
按GB/中的规定进行。
交变湿热试验
按MT210中第28条及GB/的规定进行。
振动试验
按GB/中的规定进行。
冲击试验
按GB/中的规定进行。
模拟汽车运输试验
按MT210－1990中第条的规定进行。
表面温度测量
按MT210－1990第11章及中第条的规定进行。
引入装置冲击、夹紧、密封及机械强度试验，分别按中23.4.3.1条、附录和附录D2规定的方法进行。
静压试验
隔爆外壳静压试验按中第15.1.2.1条和条、条规定进行，压力为，加压时间1min。
隔爆外壳耐压和内部点燃的不传爆试验
隔爆外壳耐压和内部点燃的不传爆试验，分别按中和规定的方法进行。
密封圈的老化试验，按中附录D中的条规定的方法进行。
6．检验规则
电池箱在定型和生产过程中必须通过本标准规定的试验。
检验分类
电池箱的检验分出厂检验、型式检验二种。
6.2.1每台电池箱出厂时应经质检部门检验合格，签发合格证，方可出厂。
6.2.2出厂检验项目应符合表3中出厂检验项目的规定。
6.2.3出厂检验各项指标需符合本标准的要求。
有一项不合格则该产品不合格。
若出现C类不合格，允许返修；若出现A类、B类不合格则应返工，并重新试验。
型式试验
6.3.1在下列情况之一时，应进行型式检验：
a）新产品及老产品转厂定型时；
b）正式生产后，如结构、材料、工艺有较大变化，可能影响产品性能时;
c）正常生产时每3年一次（防爆性能除外）；
d）停产二年恢复生产时；
e）出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时；
f）国家有关机构提出进行型式检验时。
6.3.2型式检验项目应符合表3中型式检验项目的规定。
6.3.3试验样品应从出厂检验合格的产品中随机抽取，数量不得少于2台。
6.3.4型式检验各项指标需符合本标准的要求。
根据不合格的类别进行判定，有1项不合格则判本批电池箱为不合格。
表3
检验项目
不合格
分类
技术
要求
试验
方法
出厂
检验
型式
检验
电气性能试验
B
○
○
外观检查
C
○
○
外壳材质、电气间隙、
爬电距离、防爆参数检查
B
4.10.1～5
○
○
结构、零部件、元器件检查
C
○
○
工作稳定性试验
B
○
○
绝缘电阻测试
A
4.7.1
○
○
工频耐压试验
A
4.7.2，
低温工作试验
B
4.8.1
---
○
高温工作试验
B
4.8.2
---
○
低温贮存试验
B
4.8.3
---
○
高温贮存试验
B
4.8.4
---
○
交变湿热试验
B
4.8.5
---
○
振动试验
B
4.8.6
---
○
冲击试验
B
4.8.7
---
○
运输试验
B
4.8.8
---
○
表面温度测量
A
---
○
引入装置冲击、夹紧、密封性能及机械强度试验
A
4.10.7
---
○
密封圈老化试验
A
4.10.9
---
○
静压试验
A
4.10.10
○
---
外壳耐压和内部点燃的
不传爆试验
A
4.10.11
---
○
例行试验
B
，4.12.2
#
---
注：
“○”表示需要进行检验的项目，“---”表示不需要进行检验的项目,“#”表示入厂时进行检验，“△”表示出厂只测量Uo、Io。
7.标志、包装、运输及贮存
7．1标志
7．1．1产品标志
7.1.1.1电池箱外壳明显处应设置“ExdIMb”标志及“井下严禁开盖”警告牌。
7.1.1.2电池箱应具备“MA”安全标志。
7.1.1.3电池箱外壳处须设置铜制铭牌，铭牌上应清楚地标明以下内容：
a）产品型号和名称；
b）防爆标志：
ExdIMb；
c）额定工作电压；
d）额定工作电流；
e）防爆合格证号；
f）安全标志编号；
g）产品出厂日期或产品编号；
h）制造厂名称；
i）检验单位标志：
7.1.1.4电池箱外接地螺栓处应标明接地符号“”。
7.1.2包装标志
包装箱外壁文字及标记按双方订货合同执行，通常设有：
a）制造厂名称；
b）产品名称、型号及数量。
7.1.3包装箱标志应符合GB191-2000的有关规定。
包装
7.2.1电池箱用塑料袋包裹后，放入木箱中，四周用泡沫塑料垫，然后用钉子将箱盖钉牢，外面用包装带紧固。
7.2.2随机文件有：
a）使用说明书；
b）产品合格证；
c）装箱单。
运输
电池箱的运输应符合水路、陆路运输及装载的要求，避免碰撞、水淋和腐蚀。
贮存
电池箱应存放在干燥、通风良好、无腐蚀性物质的库房内，短时露天存放应采取防雨、雪措施。
8.适用范围
适合
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