【YD通讯标准】 通信用磷酸铁锂电池组 第1部分:集成式电池组

ICS29.200
中华人民共和国通信行业标准
YD/T2344.1-2011
通信用磷酸铁锂电池组
第1部分：集成式电池组
LiFePO4 battery system fortelecommunicationspart1:integratedbatterysystem2011-12-20发布
2012-02-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
规范性引用文件
术语和定义
产品系列
要求·
试验方法·
检验规则
8标志、包装、运输、贮存
附录A（资料性附录）电池组充电方式附录B（资料性附录）电池内阻参考值目
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YD/T2344-2011《通信用磷酸铁锂电池组》分为两个部分：第1部分：集成式电池组；
第2部分：分立式电池组。
本部分为YD/T2344-2011的第1部分。本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起革单位：工业和信息化部电信研究院、中讯邮电咨询设计院有限公司、中国电信集团公司、浙江南都电源动力股份有限公司、艾默生网络能源有限公司、江苏双登集团有限公司、武汉银泰科技电源股份有限公司、山东圣阳电源股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、中国普天信息产业股份有限公司、杭州高特电子设备有限公司、中国联合网络通信有限公司、中国移动通信集团公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司、北京动力源科技股份有限公司、哈尔滨光宇集团股份有限公司、中达电通股份有限公司、浙江卧龙灯塔电源有限公司。本部分主要起草人：吴京文、董雯、侯福平、郭锋、陈怀林、余霞、曲大伟、孔德龙、田剑峰、刘金玉、徐剑虹、陈燕昌、张瑜、刘亦珩、王海涛、刘永清、张春涛、蔡雪峰、朱卫民。Ⅱ
通信用磷酸铁锂电池组
第1部分：集成式电池组
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本部分规定了通信用磷酸铁锂电池组的定义、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮本部分适用于电池模块与电池管理系统集成为一体的通信用磷酸铁锂电池组（以下简称电池组）。规范性引用文件
下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T191
GB/T2408-2008
GB/T2829-2002
GB/T17626.2-2006
GB/T17626.5-2008
GB/T20626.1-2006
YD/T983-1998
YD/T1363.3
3术语和定义
包装储运图示标志
塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法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）电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度验特殊环境条件高原电工电子产品第1部分：通用技术要求通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统第3部分：前端智能设备协议下列术语和定义适用于本文件。3.1
磷酸铁锂电池LiFePO4BatteryCell用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，其单体电池标称电压为3.2V。3.2
磷酸铁锂电池模块LiFePO.BatteryBlock由磷酸铁锂电池并联或串联而成的电池组合。3.3
电池管理系统BatteryManagementSystem（BMS）主要用于对蓄电池充电过程和放电过程进行管理，提高蓄电池使用寿命，并为用户提供相关信息的电路系统的总称，一般由监测、保护电路、电气、通信接口、热管理装置等组成。3.4
电池组BatterySystem
由若干个电池模块和电池管理系统组成，电池模块与电池管理系统可放置于一个单独的机械电气单元内，也可分立放置。
额定容量RatedCapacity
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在环境温度为25℃土2℃条件下，电池组10h率放电至终止电压时所应提供的电量，用Cio表示，数值为1.0C10，单位为安时（Ah)：10h率放电电流用no表示，数值为0.1C10，单位为安培（A)。3.6
标称电压NominalVoltage
用于表示电池组设计选定的电压，单位为伏特（V)。3.7
充电限制电压ChargeLimitVoltage电池/电池模块/电池组充电时要求的最高充电电压值。3.8
终止电压EndofDischargeVoltage电池/电池模块/电池组要求停止放电的电压。3.9
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。3.10
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。3.11
电池组荷电状态StateofCharge（soc）电池组当前实际电量和额定容量的比值，即当前状态下以10h率放电至终止电压时所能提供的电量与额定容量的比值。
电池组健康状态StateofHealth（SOH）电池组在完全充电状态下，电池组实际容量和额定容量的比值，用SOH表示，表征了电池组性能的衰减程度。
内阻InternalResistance
电流流过电池/电池模块/电池组时，电池/电池模块/电池组输出端的电压变化所反应出来的直流电阻，用R表示，单位为欧姆（2）或毫欧（mQ）。4产品系列
电池模块额定容量系列（Ah）
电池模块额定容量系列包括：5、10、20、30、40、50、60、80、100Ah。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电池组标称电压
电池组标称电压为48V。
使用环境条件
5.1.1一般要求
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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
工作温度范围：-10℃～55℃；此内容来自标准下载网
储运温度范围：一40℃～70℃。5.1.3相对湿度范围
工作相对湿度范围：≤90%（40℃土2℃）：储运相对湿度范围：≤95%（40℃土2℃）。5.1.4大气压力
大气压力范围为：70kPa~106kPa。大气压力为70kPa以下时，经用户与制造厂协商一致，制造厂可根据GB/T20626.1-2006的要求进行设计、生产。
5.2电池组的组成
电池组的基本结构如图1所示，电池组包括两部分：电池模块和电池管理系统，其中电池模块由一个或多个电池组合而成。
整流模块
交流市电：
电池组外观应符合以下要求：
RTN(+)
#电池
重模换
告警、通信
电池管理
系统BMS
图1电池组组成示意图
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、通信（或告警）接口应有明确标识。5.4电气性能
5.4.1·电池性能一致性
电池模块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：3
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a）电池模块内各完全充电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0.05Vb）电池模块内各电池之间容量最大值、最小值与平均值的差值应不超过平均值的±1%。注：电池内阻参考值参见附录B。5.4.2充电限制
电池的均充充电电压限制范围为3.50V～3.60V，电池的浮充充电电压限制范围为3.35V~~3.40V：电池模块的均充充电电压限制范围为56.0V57.6V，电池模块的浮充充电电压限制范围为53.5V～54.4V。连续充电电流限制为1CioA，瞬间充电电流限制为2CioA。注：充电方式参见附录A。
5.4.3放电性能
放电性能见表1。
表1放电性能
环境温度放电电流
技术要求
电池组按6.6.1节规定进行放电，其容量应不低于额定容量的100%25℃
-10℃
容量保存率
电池组按6.6.1节规定进行放电，其容量应不低于额定容量的100%电池组按6.6.1节规定进行放电，其容量应不低于额定容量的95%电池组按6.6.22节规定进行放电，其容量应不低于额定容量的60%，电池组外观应无变形、无爆裂电池组按6.6.3节规定进行放电，其容量应不低于额定容量的95%，电池组外观应无变形、无爆裂电池组按6.6.4节规定进行试验，其容量应不低于额定容量的90%，电池组外观应无变形、无爆裂电池组按6.7节的方法测试，电池组容量应不低于额定容量的95%。5.6
循环寿命
电池组按6.8节的方法测试，电池组的循环寿命应不少于1000次。5.7安全性能
5.7.1抗重物冲击
电池按6.9.2节规定进行试验，应不起火、不爆炸。5.7.2抗热冲击
电池按6.9.3节规定进行试验，应不起火、不爆炸。5.7.3抗过充电
电池模块按6.9.节规定进行试验，应不起火、不爆炸。5.7.4抗过放电
电池模块按6.9.5节规定进行试验，应不起火、不爆炸。5.7.5抗短路
电池模块按6.9.6节规定进行试验，应不起火、不爆炸。5.7.6高温储存
电池按6.9.7节规定进行试验，应不漏液、冒烟、起火或爆炸。5.7.7抗加热（可选）
电池按6.9.8节规定进行试验，爆炸电池没有任何部分穿透网屏，没有部分或全部电池突出网屏。4
5.7.8抗穿刺
电池按6.9.9节规定进行试验，应不起火、不爆炸。5.7.9抗挤压
电池按6.9.10节规定进行试验，应不起火、不爆炸。5.7.10抗低压
电池按6.9.11节规定进行试验，应不漏液、冒烟、起火或爆炸。5.7.11恒定湿热
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电池按6.9.12节规定进行试验后，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%。
5.7.12抗震动
电池按6.9.13节规定进行试验，其外观应无明显损伤、漏液、冒烟或爆炸，并能正常工作。5.7.13抗碰撞
电池按6.9.14节规定进行试验，其外观应无明显损伤、漏液、冒烟或爆炸.并能正常工作。5.7.14温度循环
电池按6.9.15节规定进行试验，应不漏液、冒烟、起火或爆炸：电池组外观无破裂，无质量损失，容量不低于初始状态时的70%。
5.7.15阻燃性能
对于塑料外壳和保护盖的电池组，按照6.9.16节规定进行测试，外壳应符合GB/T2408-2008中的8.3.2节FH-1(水平级)和9.3.2节FV-0（垂直级）的要求。5.7.16绝缘电阻
对于金属外壳的电池组，电池组正负极接口分别对电池组金属外壳的绝缘电阻不小于2MQ。注：绝缘要求不适用于塑料外壳和保护盖的电池组。5.7.17抗电强度
对于金属外壳的电池组，电池组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。5.7.18抗漫水（可选）
电池组按照6.9.19节规定进行测试，电池组不应出现安全问题，如漏液、冒烟、起火、爆炸等。5.8出厂容量
电池/电池模块/电池组按6.10节规定进行试验，容量应在40%～75%标称容量范围内或按用户特殊要求约定。
注：电池组应为3个月内生产的产品。5.9贮存
电池/电池模块/电池组按6.11节规定进行试验，1110A放电容量应不小于额定值的85%。5.10电磁兼容性
5.10.1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。
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5.10.2传导骚扰限值
电池组应满足YD/T983-1998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。
5.10.3辐射骚扰限值
电池组应满足YD/T983-1998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。
5.10.4浪涌（冲击）抗扰性
电池组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。5.11电池组管理功能
5.11.1显示精度
电池组中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
电池组工作环境温度
5.11.2监控功能
5.11.2.1通信接口
技术要求
电池组按6.13.1节规定进行试验，充电电压显示精度应优于0.5%电池组按6.13.2节规定进行试验，充放电电流显示精度应优于2%电池组按6.13.3节规定进行试验，电池组容量显示精度应优于5%电池组按6.13.4节规定进行试验，温度显示误差应小于3℃电池组宜具有RS232或RS485/422、以太网、USB等标准通信接口，通信协议见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信线缆和各种告警信号输出端子。5.11.2.2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/电池电压、环境/电池组/PCBA板（可选）/电池温度（可选）、电池组充电/放电电流、电池组内阻（可选）、电池组健康状态SOH（可选）等；一遥信：电池组的充电/放电状态、电池组过充/过流告警、电池组放电欠压/过流告警、电池充电过压告警、电池放电欠压告警、电池组极性反接告警、环境/电池组/PCBA/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、电池失效告警（可选）、电池组失效告警（可选）：
遥控：充电/放电（可选）、告警声音关、智能间歇充电方式、限流充电方式：一遥调（可选）：电池组的充电/放电管理参数等，且与开关电源系统的输出参数匹配。5.12保护与告警功能
5.12.1过充电保护
电池组处于过充电状态时，应切断充电电路并告警，电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸。5.12.2过放电保护
电池组放电至终止电压后，应切断放电电路并告警，电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸。6
5.12.3，短路保护
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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。5.12.4过载保护
电池组放电电流达到过载保护电流值时，应切断电路并告警，电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸：故障排除后，应能自动恢复工作：瞬时充电后，电池组电压应不小于标称电压。5.12.5温度保护
当温度达到表3中保护点范围时，电池组应切断电路并告警：除电池组内部BMS元器件高温保护外，温度达到表3中恢复点范围时，电池组应自动恢复工作：电池组应不漏液、冒烟、起火或爆炸。表3温度保护
环境高温保护
环境低温保护
注：温度保护点和恢复点也可由生产厂家或用户设置试验方法
试验条件
除特殊说明，各项试验应在以下条件下进行：保护点
60℃±2℃
-15℃±2℃
-温度应在15℃～25℃内，建议在25℃±2℃内：-相对湿度：45%～85%
-大气压力：86kPa~106kPa。
6.2测量仪表要求
测量仪表的要求如表5所示。
表5测量仪表要求
电压表
电流表
测量时间的仪表
恒流源
恒压源
点温计或者温度计
电池充放电测试仪
6.3充电方式
6.3.1标准充电方式
精度应不低于0.5级，内阻应不小于10kQ/V精度应不低于0.5级
精度应不低于±0.1%
电流连续可调，在充电或放电过程中，其电流变化应在土1%范围内电压连续可调，其电压变化应在0.5%范围内精度应不低于±1℃
恢复点
45℃+2℃
0℃+2℃
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±0.5%在环境温度25℃±2℃的条件下，以0.2C1oA充电，当电池组电压达到充电限制电压时，改为恒压充电，直到充电电流小于或等于0.05C1oA。6.3.2快速充电方式
在环境温度25℃+2℃的条件下，以1.0CioA充电，当电池组电压达到充电限制电压时，改为恒压充电，直到充电电流小于或等于0.05C1oA。建筑321
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6.4外观
目测检查被测电池组的表面、端子、接口等，应符合5.3节的要求。6.5电池性能一致性
电池组按6.3.1节规定充满电后静置0.5h~1h，测量电池组内各电池的静态开路电压，记录电压偏差：将电池组以1.0/ioA放电，每隔0.5h测量电池组内各电池的电压，记录电压偏差：电池均放至终止电压后，计算容量及偏差；均应符合5.4.1节的要求。6.6放电性能
25℃放电
电池组按6.3.1节规定充满电后静置0.5h～1h，在环境温度25C±2℃的条件下，分别以1.010A，3.3110.A、10110A电流放电至终止电压43.2V，电池组的放电容量应符合5.4.3节的要求。6.6.2-10℃放电
电池组按6.3.1节规定充满电后，将其放入一10℃±2℃的低温箱中静置6h后，以1.0110A电流放电至终止电压43.2V，电池组的放电容量、外观应符合5.4.3节的要求。6.6.340℃放电
电池组按6.3.1节规定充满电后，将其放入40℃±2℃的高温箱中静置4h后，以1010A电流放电至终止电压43.2V，电池组的放电容量、外观应符合5.4.3节的要求。6.6.455℃放电
电池组按6.3.1节规定充满电后，将其放入55℃±2℃的高温箱中静置4h后，以10110A电流放电至终止电压43.2V，电池组的放电容量、外观应符合5.4.3节的要求。6.7容量保存率
电池组按6.3.1规定充满电后，在环境温度为25℃±2℃的条件下将电池组开路静置28天，再以1.01oA电流放电至终止电压，其容量应符合5.5节的要求。6.8循环寿命
6.8.1方法
在环境温度25℃±2℃的条件下，以0.2C1oA充电，当电池组电压达到充电限制电压时，改为恒压充电，直到充电电流小于或等于0.05C1oA。电池组按6.3.1节规定充满电后静置0.5h1h，以51oA电流放电至终止电压，再静置0.5h后进行下一个充放电循环，直至连续3次放电容量小于其额定值的80%，则认为寿命终止，电池组的循环寿命应符合5.6节的要求。
6.8.2方法二
在环境温25℃±2℃的条件下，以1C10A充电，当电池组电压达到充电限制电压时，改为恒压充电，直到充电电流小于或等于0.05C1oA。电池组按6.3.1节规定充满电后静置0.5h～1h，以10110A电流放电至终止电压，再静置0.5h后进行下一个充放电循环，直至连续3次放电容量小于其额定值的80%，则认为寿命终止，电池组的循环寿命应符合5.6节的要求。
安全性能
基本要求
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电池组安全性能试验应在有强制排风条件及防爆措施的装置内进行；所有电池组均应按6.3.1节规定充电，并静置6h后再进行以下试验。6.9.2抗重物冲击
电池放置于冲击台上并固定在夹具中（电池组最大的面应与台面垂直），将10kg重锤自1.0m高度自由落下，电池组充许发生变形，但应符合5.7.1节的要求。6.9.3抗热冲击
电池放置于高温箱中，调节高温箱温度以（5℃±2℃）/min上升至130℃+2℃，保持30min，电池组应符合5.7.2节的要求。
6.9.4抗过充电
本试验应在拆除保护单元线路后进行。电池模块放置于通风橱中，将恒流恒压源电压设定为2倍电池模块标称电压，以2C10A电流给电池模块充电，试验过程中用具有连续记录功能的点温计监测电池模块温度变化，当电池温度达到稳态或降至环境温度时结束试验，应符合5.7.3节的要求。6.9.5抗过放电
本项试验应在拆除保护单元线路后进行。电池模块放置于通风橱中，将电池模块用2I10A电流放电（测试时应暂时去除BMS的放电保护功能）至某一电池电压达到0V结束试验，应符合5.7.1节的要求。6.9.6抗短路
本项试验应在拆除保护单元线路后进行。将接有热电偶的电池模块置于通风橱中，将电池模块的正负极用0.1Q电阻器短路，试验过程中用具有连续记录功能的点温计监测电池模块温度变化，当电池模块温度下降到低于峰值10℃时结束试验，应符合5.7.2节的要求。
6.9.7高温储存
电池按6.3.1规定充满电后，将其放入85℃±2℃的高温箱中保持48h，应符合5.7.3节的要求。6.9.8抗加热
试验装置为：平面桌中间为直径合适的孔，盖板由钢丝直径0.017英寸（0.43mm）、每英寸20孔的钢丝网构成，周围安置一个每对边长2英尺宽（610mm）、1英尺高（305mm）共8面的丝网屏风，盖板之上的金属网由直径0.010英寸(0.25mm)金属丝按每英寸16～18丝构成。电池按6.3.1节规定充满电后，将其放在金属网上，盖住平面桌中间的孔，然后进行加热直至电池组爆炸或被摧毁，应符合5.7.4节的要求。6.9.9抗穿刺
本项试验应在拆除保护单元线路后进行。电池模块按6.3.1节规定充满电后，将直径3mm的钢针沿径向刺穿电池模块中的任一电池，应符合5.7.5节的要求。
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