能源经营产品技术规范-三轮两轮电动车锂电池组技术规范V1.0

FORMTEXT铁塔智慧能源发布Q/FORMTEXTZTTNY/HD0001-FORMTEXT2019FORMTEXT三轮/两轮电动车用锂电池组技术标准TechnicalRequirementsforLithium-ionBatteryPacksforElectricThree-wheel/Two-wheeledVehicles版本号：FORMTEXTV1.0FORMTEXT2019-05-06发布FORMTEXT2019–05-07实施目录TOC\o"1-2"\h\z\u24428前言I127011范围1133942标准性引用文件1172933术语和定义215934锂电池通用要求525034.1环境要求516244.2外观及标识6320384.3电池编码命名规那么732454.4结构要求〔检测项〕856214.5设计寿命10223924.6充放电要求〔检测项〕10112774.7连接条压降〔检测项〕1239334.8容量保存率〔检测项〕12319864.9充电效率〔检测项〕12321524.10电芯平安性能〔检测项〕12121974.11电池组平安性能〔检测项〕1433185磷酸铁锂产品规格要求16113375.1磷酸铁锂电池组电压与容量要求16131645.2磷酸铁锂电池成组要求1635455.3重量要求1644805.4磷酸铁锂电池组规格要求16262245.5工作温度范围16158425.6充放电要求〔检测项〕1748575.7容量要求〔检测项〕1799565.8★寿命〔检测项〕173215.9寿命终止条件181895.10平安性能〔检测项〕1991566锰系锂电池产品规格要求19119486.1锰系锂电池组电压及容量要求19267936.2锰系锂电池成组要求19180476.3重量要求19301506.4工作温度范围2023156.5充放电要求〔检测项〕20147566.6容量要求〔检测项〕20162696.7★寿命〔检测项〕2086766.8寿命终止条件22115496.9平安性能〔检测项〕2224097BMS要求23318867.1根本要求23177177.2信息采集要求2457437.3电加热装置〔可选〕27114897.4通讯与监控27266447.5电磁兼容性2992358位置效劳系统30112028.1位置效劳系统技术要求3052148.2系统技术要求30894附录A〔资料性附录〕火烧实验检验方法32前言小容量锂电池组可快速移动，灵活组合，既可以应用于三轮/两轮电动车用锂电池组的快速换电业务，也可以应对社会上广泛的小容量应急用电需求，可以为用户提供更快速的供电效劳和使用方案。为了填补公司三轮/两轮电动车用锂电池组的技术空白，为换电用户提供更优质的效劳和使用方案，本标准规定了锂电池作为公司三轮/两轮电动车用电源的相关产品结构特性、电气特性、BMS监控管理特性、无线通信及位置特性等，为用于三轮/两轮电动车的快速换电业务的锂电池电源提出技术要求。本标准依据相关国家标准和行业标准，结合实际应用需求，提出了三轮/两轮电动车锂电池产品的技术要求，为公司三轮/两轮电动车用锂电池组的快速换电业务效劳和各设备制造厂商的研发、生产提供技术依据。三轮/两轮电动车用锂电池组技术标准范围本文件为中国铁塔股份能源公司对三轮/两轮电动车用锂电池组规定的的定义、要求、实验方法、检验规那么及标志、包装、运输和储存等。本文件适用于电池组、电池管理系统和无线通信及定位模块集成为一体的三轮/两轮电动车的锂电池组的采购、使用和维护等，增加配件锂电池组也适用于小型应急用电场景。标准性引用文件以下文件对本文件的应用是必不可少的。但凡注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。但凡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/T191-2008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/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2局部:试验方法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/T17626.2-2018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GB/T20626.1-2017特殊环境条件高原电工电子产品第1局部：通用技术要求GB/T26846-2011电动自行车用电机和控制器的引出线及接插件QB/T2947.3-2008电动自行车用蓄电池及充电器第3局部锂离子蓄电池及充电器GB/T31467.3-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3局部：平安性要求与测试方法GB/T34119-2017轨道交通机车车辆用电连接器GB/T36672-2018电动摩托车和电动轻便摩托车用锂离子电池GB/T36972-2018电动自行车用锂离子蓄电池GB9254-2008信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法GB50689-2011通信局站防雷与接地工程设计标准YD/T983-2013通信电源设备电磁兼容性要求及测量方法YD/T1051-2010通信局(站)电源系统总技术要求YD/T1363.3-2014通信局〔站〕电源、空调及环境集中监控管理系统第3局部：前端智能设备协议YD/T2344.1-2011通信用磷酸铁锂电池组第1局部:集成式电池组术语和定义以下术语和定义适用于本技术要求。锂电池Lithiumbattery锂电池是指用锂化合物作为主要正极材料的锂离子电池。单体电芯Lithiumbattery单体电芯是由电极和电解质组成，是组成电池的最小根本单元。单体电池Lithiumbattery单体电池是指由单只或数只单体电芯并联组成的电池单元，标称电压与单体电芯一致。锂电池模组Lithiumbatterymodule由假设干只锂离子单体电池串联而成的组合单元。电池管理系统BatteryManagementSystem(BMS)BMS是保证锂电池单体和成组平安、可靠工作的电路系统总称。该系统采集锂电池组总电压、单体电压、电量、充放电电流、电池环境温度等参数，对锂电池充电、放电过程和状态进行监控，并具有有效的保护和告警功能；一般由监测、保护电路、电气、通信接口、数据传输等组成。锂电池组Lithiumbatterypark由假设干个锂电池或模组与电池管理系统组成，电池与电池管理系统可放置于一个单独的电气单元容器内。软连接前充电方式Softconnectionmode电池组充电接口位于充电柜柜门侧壁处，充电设备电源输出端使用软线插头，软性连接插入电池组充电接口，对电池进行充电。硬插拔后充电方式Hardplug-and-pullmode电池组充电接口位于充电柜电池仓后部，充电设备电源输出端使用的是固定插头，电池组通过限位装置直插，接入充电设备电源输出端口，对电池进行充电。额定容量Ratedcapacity在25℃±2℃的环境温度中，完全充电状态下的锂电池组以2h率放电至终止电压时所提供的容量，用C2表示，数值为1.0C2单位为安时〔Ah〕；2小时放电率电流用I2表示，数值为1.0I2，单位为安培〔A〕。实测基准容量Measuredreferencecapacity在25℃±2℃的环境温度中，完全充电状态下的锂电池组静置1h后，以1.0I2的电流放电，放电至终止电压，取样品锂电池组前3次测试容量平均值作为该电池组的2小时率实测基准容量，用Ce表示，单位为安时(Ah)。标称电压NominalVoltage锂电池组设计选定的电压；用于更好的区分电池类型，单位为伏特(V)。充电限制电压ChargeLimitVoltage电池/电池组充电时要求的最高充电电压。终止电压EndofDischargeVoltage电池/电池组要求停止放电的电压。放电深度DepthofDischarge(DOD)锂电池组使用过程中，表示电池组已放电量与电池额定容量的百分比。完全充电FullCharge电池组放电至终止电压后，按恒流充电至规定的充电电压，转为恒压充电至规定的截止电流，即认为电池组处于完全充电状态。循环寿命CycleLife在电池性能失效之前所能完成的充放电循环次数；本标准指在25℃±2℃环境温度下，电池组完全充电状态，以80%DOD在1.0I2放电电流条件下，电池组在特定性能失效之前所能完成的放电循环次数。容量保存率SaveRateofCapacity电池组放出的可用容量与存储前容量的百分比；本标准指完全充电状态下的电池组，存储静置28天后，在25℃±2℃的环境温度中，以100%DOD在1.0I2放电电流条件下的测试数值。电池组荷电状态StateofCharger〔SOC〕电池组当前可用容量和额定容量比值；即当前状态下放电电流条件下至电池组终止电压时所能提供使用容量与额定容量的比值；本标准测试时按2h率放电条件下至终止电压时所能提供使用容量与额定容量的比值。电池组健康状态StateofHealth〔SOH〕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电流流过单体电池/电池模组/电池组时，单体电池/电池模组/电池组输出端的电压变化所反响出来的直流电阻，用Ri表示，单位为欧姆〔Ω〕或毫欧〔mΩ〕。锂电池通用要求环境要求工作环境电池组应在无腐蚀性、爆炸性和破坏绝缘的气体及导电尘埃环境下正常工作；如需在上述环境下工作，需额外增加相应防护措施。储运温度范围储运温度范围：-20℃～65℃。相对湿度范围工作相对湿度范围：≤95%〔45℃±2℃〕；储运相对湿度范围：≤95%〔45℃±2℃〕。大气压力大气压力范围为：70kPa～106kPa。外观及标识电池组外观要求〔1〕电池及电池组外表应清洁，无明显变形，无机械损伤，接口触点无锈蚀；〔2〕电池组至少两面应有必需的产品标识及中国铁塔LOGO，且标识清楚；〔3〕电池组应具有唯一产品编码，且标识清楚，每只电芯也应具有编码；〔4〕电池组的正、负极端子及极性应有明显标记，并保证正、负极之间留有足够的操作平安间距；〔5〕电池组的电源接口、通讯〔或告警〕接口应有明确标识。电池组运营二维码标识要求电池组应在显眼处粘贴或喷涂二维码，二维码内信息应包含电池编码、电压等级、电芯材质、生产厂家。表1电池组运营二维码内容要求序号内容名称内容要求1电池编码编号：××××××××2电压等级48V；60V3电芯材质铁锂；锰系；4生产厂家××××××××电池组外壳产品标识二维码要求〔应位于显著位置〕表2电池组产品标识格式例如排序标识内容标识例如第一行电池类型××××电池第二行电芯规格××V/××Ah第三行电池组规格××V/××Ah/×并/×串第四行出厂日期XX出厂日期：××××年×月×日第五行电池编码编号：××××××××电池编码命名规那么产品命名编码规那么详见如下：□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□厂家代码材料体系厂家代码材料体系电压等级产品名称循环寿命生产线流水号生产日期生产年份生产月份生产日期生产年份生产月份容量等级容量等级产品名称：电池用BT标识；电压等级：48V系列用48；60V系列用60；容量等级：20Ah规格用20；材料体系：铁锂代号1；锰系代号2；循环寿命：400次循环用04标记，1200次循环用12标记；厂家代码：低速车电池生产厂家英文代码，假设厂家英文代码缺乏四位，以数字“0”补位；生产年份：按实际生产年份取后两位数；例2019年生产的电池，年份代号为19；生产月份：1～12月份；生产日期：用数字“01～31”表示；生产线流水号：根据制造厂家生产日期当天生产的该型产品第N组，那么编号为N〔例：某型号的第1组，那么N为001〕；结构要求〔检测项〕壳体要求电池组壳体材料必须为阻燃材料，阻燃性能应符合GB/T2408-2008中第9.3、2FV-0级的要求〔或UL94V-0级的要求〕。防护要求防护等级：IP65。线缆要求电池组内部的线缆应采用阻燃线缆，阻燃等级应满足GB/T19666-2005中ZB的要求，载流量满足1.5I1A的使用要求。接口要求电池组的充电接口采用软连接前充电方式；电池组的电源接口形式：a〕电池组的电源接口为多针带通讯接口的插座〔图1〕，通讯针脚定义参考RS485，其中1代表RS485A，2代表RS485B；3代表RS485GND；4代表放电使能信号；+代表电池组充放电正极；-代表电池组充放电负极；且充放电同口，额定电流≥30A；插座符合GB/T34119-2017内第六章技术要求；b〕电池组的电源接口为多针带通讯接口的插头〔通讯阵脚定义参考RS485〕，且充放电同口〔如图2〕，额定电流≥30A；插座符合GB/T34119-2017内第六章技术要求；c〕电池组的电源接口与通信同口，电池组的电源接口可与目前市面上通用的品字头接口相同〔如图3〕，品字头的2芯正负极线既作为充电电流的物理传输介质，也可作为充电器与电池组之间数据交互的物理介质，使用该通信方法，可将电池组或者充电器的数据发送给对方，满足系统数据采集要求。c〕电源接口可与目前市面上通用的品字头接口相同〔如图4〕，品字头的地线改造为立体声耳机音频口，用于485通信，使用该通信方法，可将电池组或者充电器的数据发送给对方，满足系统数据采集要求。多针带通讯接口的插头多针带通讯接口的插头2载波通信接口通信接口电池电源插座如不能与电动车电源插口直接匹配，应根据实际需求配置电源转换插头；信号线接插件要求:信号线接插件应采用电气配线专用接插件，端子、接线端应有明显防短路物理隔离。设计寿命在环境温度25℃±2℃的条件下，电池组整体设计寿命应不低于10年。充放电要求〔检测项〕充放电电流要求充电电流范围：0.1I1A～0.5I1A；放电电流范围≥1.5I1A：充电方式要求电池组充电方式应为间歇式充电方式，该充电方式分为四个阶段，如图1所示。恒流-限压充电阶段〔T1〕：电池组已经历放电过程，连接有充电设备，此阶段中充电电流保持恒定，电压逐步升高，当至电池组端电压等于规定的电压值后，结束此阶段充电；恒压-限流充电阶段〔T2〕：连接有充电设备，此阶段中最大充电电流限值在允许充电电流之内，当电池最高电压等于设置值后，充电电流自动减小，改由涓流充电，当充电时间到达规定时长后停止充电；电池组开路静置阶段〔T3〕：电池组完成整个恒流-限压、恒压-限流充电过程后，电池组由BMS控制进入充电回路开路静置状态；间歇式补充电阶段〔T4〕：连接有充电设备，电池组容量低于电池组充电限值电压，且初始容量低于85%SOC时，由BMS控制电池组重新进入补充电状态，补充电方式也经历恒流-限压和恒压-限流两个阶段。图3间歇式充电方式示意图注：T5为电池组放电过程，电池组根据负载情况提供能量，当电池最低电压或电池组电压到达终止电压时，停止放电。图4电池组开路静置示意图一致性要求锂电池组内的所有电池应由同一厂家生产的化学成分相同、类型相同、结构相同、规格尺寸相同的单体电芯组成；当每个电池单体采用多只电芯并联组成时，并联电芯的数量不宜大于8并；静态开路状态，电压差：电池组完全充电后，静置1h，单体电池之间的静态开路电压最大值与最小值的差值应≤50mV；在线状态，电压差：电池组进入在线状态24h后，单体电池之间的端电压差应≤50mV；放电状态，电压差：电池组完全充满电后，以0.5I1电流放电，截至电池组终止电压，单体电池之间的端电压差应≤300mV〔磷酸铁锂〕，120mV〔锰酸锂〕：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％。内阻差：组内单体电池之间的内阻最大值、最小值与平均值的差值比≤±0.6mΩ。连接条压降〔检测项〕蓄电池按1.5I1电流放电，在两只单体电池极柱根部测量的电池之间的连接条压降≤10mV。注：1.单条连接条〔或连接电缆〕应满足1.5I1电流放电需求；2.在同一个电池极柱上，不允许采用多条连接条〔或连接电缆〕并联连接。容量保存率〔检测项〕在环境温度为25℃±5℃的条件下将电池组在有BMS的条件下静置28天后以进行3h率放电容量试验，放电至电池终止电压，得到电池组静置28天后的容量Ce′。容量保存率应不低于97%，且电池组内各电池单体之间容量的最大值、最小值的差值和平均值的比，应不大于5%。充电效率〔检测项〕完成容量试验后的电池组完全充电后，在环境温度为25℃±2℃且有BMS的条件下进行试验；电池组以1.0I2电流放电至终止电压，记录放电容量，静置1h后再按规定的充电电压以0.4I2限流充电24h，记录充电容量，电池组的充电效率应≥95%。电芯平安性能〔检测项〕抗过充电单体电芯充满电后，在无BMS时，将电芯放置于通风厨中，将恒流恒压源电压设定为2倍标称电压，以0.2I1电流给电芯充电，试验过程中用具有连续记录功能的点温计监测电芯温度变化，当电芯温度到达稳态或降至环境温度时结束试验。电芯应不起火、不爆炸。抗重物冲击单体电芯放置于冲击台上并固定在夹具中〔非电芯单体极柱端面〕，将10kg重锤自1.0m高度自由落下冲击1次。电芯应不起火、不爆炸。抗热冲击单体电芯放置于高温箱中，调节高温箱温度以〔5℃±2℃〕/min上升至130℃±2℃，保持30min。电芯应不起火、不爆炸。高温存储无BMS时，将充满电的单体电芯放入85℃±2℃的高温箱中保持48h。电芯应不漏液、冒烟、起火或爆炸。抗加热单体电芯按规定充满电后，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芯爆炸或被摧毁。爆炸电芯没有任何局部穿透网屏，没有局部或全部电芯突出网屏。抗短路无BMS时，将接有热电偶的充满电的单体电芯置于通风橱中，将电芯的正负极用0.1Ω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芯温度变化，当温度下降到低于峰值10℃时结束试验。电芯应不起火、不爆炸。抗穿刺单体电芯充满电后，在无BMS时将直径3mm的钨钢针、以20mm/s的速度，沿径向刺穿电池组中的任一电芯。电芯应不起火、不爆炸。抗挤压在无BMS的条件下，单体电芯充满电后，电芯两个最大面积的外表之间进行压缩，压缩力通过一个直径为32mm的液压活塞施加，压缩持续进行直至压力到达17.2MPa，施加的压力为13kN，当到达最大压力后泄压。电芯应不起火、不爆炸。抗低压充满电的单体电芯放置于真空箱室，抽真空至11.6kPa或更低，在25±2℃的环境温度下保持360min。电芯应不漏液、冒烟、起火或爆炸。温度循环单体电芯按规定充满电，将其放入70℃±2℃的高温箱中，保持12h，然后将其放入-40℃±2℃的低温箱中，保持12h，重复上述操作9次，最后将电芯在25℃±2℃的环境静置24h。电芯应不漏液、冒烟、起火或爆炸；单体电芯外观无破裂，无质量损失，容量不低于实测基准容量的70%。电池组平安性能〔检测项〕外部火烧电池组按照GB/T31467.3-2015的7.10测试方法测试；电池应不爆炸，假设有火苗，须在火源移开后2分钟内熄灭。测试要求详见附录B。防浸泡将充满电的电池组浸入室温下的水槽中，深度浸没电池外表为准，保持24小时，取出后，在环境温度15℃~35℃，相对湿度25%~85%，大气气压86kPa~106kPa下放置4小时，电池应不泄露、不冒烟、不着火或不爆炸；〔符合GB4208-2008中浸水要求〕耐振动电池组充满电后，以大平面方向固定在振动台上，对电池组施以振幅为2mm，频率为16.7Hz，时间为1h的垂直振动，应符合QB/T2947.3-2008中耐振动要求：外壳不变形，不超过规定的外形尺寸范围；由n只电池串联组成的电池电压，试验前后开路电压变化不超过±〔0.2*n〕V；电池不泄露、不起火、不爆炸。盐雾等级电池组放入盐雾箱，在15℃～35℃下喷盐雾2小时。喷雾结束后，将测试对象转移到湿热箱中贮存20小时～22小时，温度为〔40±2〕℃，相对湿度为〔93±3〕%，组成一个循环。将这一循环再重复三次，然后在试验标准大气条件〔温度为〔23±2〕℃，相对湿度为45%～55%〕下贮存3天，组成一个周期。重复进行4个周期试验。电池组应不漏液，外壳破裂，不起火，不爆炸。恒定湿热电池组充满电后，在有BMS时，将其放入60℃±2℃、相对湿度为90%～95%的恒温恒湿箱中静置12h后，再将其取出在环境温度25℃±2℃的条件下静置2h，目测其外观，再以1I1电流放电至终止电压。电池组外观应无明显变形、锈蚀、冒烟或爆炸，其容量应不低于实测基准容量的90%。绝缘电阻电池组正、负极接口分别对电池组外壳的绝缘电阻不小于2MΩ。抗电强度电池组正、负极接口分别对电池组外壳能够承受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。抗跌落电池组以实际维修或者安装过程中最可能跌落的方向,假设无法确定最可能跌落的方向，那么沿Z轴方向，从1m的高度处自由跌落到水泥地面上，观察2小时。电池组应不漏液、不起火、不爆炸。抗翻转电池组绕Y轴先以90°/15秒速度转动360°，然后以90°增量旋转，每隔90°增量保持1小时，旋转360°停止，观察2小时。电池组应无泄漏、外壳破裂、着火、或爆炸等现象，并保持连接可靠、结构完好，试验后的直流电阻值不小于100Ω/V。抗碰撞电池组充满电后，在有BMS时承受x、y、z三个方向的碰撞试验。初始3ms内平均加速度应不小于75g，峰值加速度在125g～175g之间，碰撞次数为1000次±10次。电池组外观应无明显损伤、漏液、冒烟或爆炸，并能正常工作。磷酸铁锂产品规格要求磷酸铁锂电池组电压与容量要求标准电压体系48V的锂电池组〔推荐〕容量规格为20Ah；标准电压体系60V的锂电池组〔推荐〕容量规格为20Ah；磷酸铁锂电池成组要求〔1〕标称48V电压系列的磷酸铁锂电池组应采用16串3.2V电池单体串联的方式组成；〔2〕标称60V电压系列的磷酸铁锂电池组应采用20串3.2V电池单体串联的方式组成。重量要求表3磷酸铁锂电池组重量要求〔推荐〕序号电池类别电池串数电池规格重量要求1磷酸铁锂电池1648V/20Ah≤10kg22060V/20Ah≤12kg磷酸铁锂电池组规格要求表4磷酸铁锂电池组规格要求〔推荐〕序号电池类别电池串数电池型号宽度(mm)深度(mm)高度(mm)1磷酸铁锂电池1648V/20Ah18032518522060V/20Ah180325185工作温度范围电池组应在以下工作温度条件下使用：充电-5℃～55℃；放电-20℃～55℃。充放电要求〔检测项〕磷酸铁锂单体电池充电电压为3.50V～3.6V，默认值为3.5V；标称48V磷酸铁锂电池组的充电电压限制范围为56.0V～57.6V，默认值为56.0V；标称60V磷酸铁锂电池组的充电电压限制范围为70.0V～72.0V，默认值为70.0V。容量要求〔检测项〕磷酸铁锂电池组出厂的电池组在不同工作温度条件下应满足以下容量要求：表5磷酸铁锂电池容量要求环境温度放电电流电池容量要求25℃0.5I1电池组放电实测容量应不低于标称容量的95％。1.0I1电池组放电实测容量应不低于标称容量的90％。0℃1.0I1电池组放电实测容量应不低于标称容量的80％，且外观应无变形、无爆裂。-10℃1.0I1电池组放电实测容量应不低于标称容量的70％，且外观应无变形、无爆裂。55℃1.0I1电池组放电实测容量应不低于标称容量的90％，且外观应无变形、无爆裂。★寿命〔检测项〕5.8.1常温放电环境：在环境温度为25℃±2℃条件下，电池组80%DOD0.2I1充电、0.5I1放电，循环寿命应不少于下表所列工况下的次数要求。循环寿命测试方法：在线测试验收，进行80%DOD充放电测试，每周期循环60次〔一天两次〕，测试周期≥5次，测试电池的平均衰减率，衰减率小于下表值。表6磷酸铁锂循环寿命要求和放电平均衰减率〔放电温度环境25℃±2℃〕标称循环寿命〔次〕2000120060次平均充放电衰减率＜0.6%＜1%在环境温度为25℃±2℃条件下，电池组80%DOD0.2I1充电、1.0I1放电，循环寿命应不少于下表所列工况下的次数要求。循环寿命测试方法：在线测试验收，进行80%DOD充放电测试，每周期循环60次〔一天两次〕，测试周期≥5次，测试电池的平均衰减率，衰减率小于下表值。表7磷酸铁锂循环寿命要求和放电平均衰减率〔放电温度环境25℃±2℃〕标称循环寿命〔次〕2000120060次平均充放电衰减率＜0.6%＜1%5.8.2低温放电环境：在常温环境下0.2I1充电，环境温度为-10℃±2℃条件下，电池组80%DOD0.5I1放电，循环寿命应不少于下表所列工况下的次数要求。循环寿命测试方法：在线测试验收，进行80%DOD充放电测试，每周期循环60次〔一天两次〕，测试周期≥5次，测试电池的平均衰减率，衰减率小于下表值。表8磷酸铁锂循环寿命要求和放电平均衰减率〔放电温度环境-10℃±2℃〕标称循环寿命〔次〕1600100060次平均充放电衰减率0.75%＜1.2%在常温环境下0.2I1充电，环境温度为-10℃±2℃条件下，电池组80%DOD1.0I1放电，循环寿命应不少于下表所列工况下的次数要求。循环寿命测试方法：在线测试验收，进行80%DOD充放电测试，每周期循环60次〔一天两次〕，测试周期≥5次，测试电池的平均衰减率，衰减率小于下表值。表9磷酸铁锂循环寿命要求和放电平均衰减率〔放电温度环境-10℃±2℃〕标称循环寿命〔次〕135085060次平均充放电衰减率0.74%＜1.41%寿命终止条件电池组应用期间内，当在线监控或实测电池容量≤75%标称容量时，即电池组寿命终止。平安性能〔检测项〕深度放电磷酸铁锂单体电芯充满电后，在无BMS时，以0.2I1电流放电至0.1V，用40Ω电阻短接24h，再用充电电压3.6V限流0.02I1充电48h，构成一个循环，连续进行五次循环后，以0.2I1电流放电至单体电芯终止电压2.7V。电芯应不起火、不爆炸，其容量不低于实测基准容量的98%。平安电压完成容量试验且到达标称值的磷酸铁锂单体电芯，以4.2V恒压、0.02I1限流进行充电24h，并以0.1I1电流放电至单体电芯终止电压2.0V。电芯应不漏液、冒烟、起火或爆炸，以0.1I1放电电流放电，其容量应不小于实测基准容量的92%。锰系锂电池产品规格要求锰系锂电池组电压及容量要求标准电压体系48V的锂电池组〔推荐〕容量规格为20Ah标准电压体系60V的锂电池组〔推荐〕容量规格为20Ah。锰系锂电池成组要求〔1〕对于48V电压系列的锰系锂电池组应采用14串3.7V电池单体串联的方式组成；〔2〕对于60V电压系列的锰系锂电池组应采用17串3.7V电池单体串联的方式组成。重量要求表15锰系锂电池组重量要求〔推荐〕序号电池类别电池串数电池规格重量要求1锰系锂电池1451.8V/20Ah≤10kg21762.9V/20Ah≤12kg表16锰系电池组规格要求序号电池类别电池串数电池型号宽度(mm)深度(mm)高度(mm)1锰系锂电池组1451.8V/20Ah18032518521762.9V/20Ah180325185工作温度范围电池组应在以下工作温度条件下使用：充电-10℃～55℃；放电-30℃～55℃。充放电要求〔检测项〕锰系锂电池单体电池充电电压为4.15V～4.25V，默认值为4.2V；标称51.8V锰系锂电池组的充电电压限制范围为57.0V～58.8V，默认值为57.6V；标称62.9V锰系锂电池组的充电电压限制范围为70.0V～72.0V，默认值为71.4V。容量要求〔检测项〕锰系锂电池组出厂的电池组在不同工作温度条件下应满足以下容量要求：表17锰系锂电池容量要求环境温度放电电流电池容量要求25℃0.5I1电池组放电实测容量应不低于标称容量的95％。1.0I1电池组放电实测容量应不低于标称容量的90％。0℃1.0I1电池组放电实测容量应不低于标称容量的95％，且外观应无变形、无爆裂。-20℃1.0I1电池组放电实测容量应不低于标称容量的90％，且外观应无变形、无爆裂。-30℃1.0I1电池组放电实测容量应不低于标称容量的85％，且外观应无变形、无爆裂。55℃1.0I1电池组放电实测容量应不低于标称容量的95％，且外观应无变形、无爆裂。★寿命〔检测项〕7.7.1常温放电环境在环境温度为25℃±2℃条件下，电池组80%DOD0.2I1充电、0.5I1放电，循环寿命应不少于下表所列工况下的次数要求。循环寿命测试方法：在线测试验收，进行80%DOD充放电测试，每周期循环60次〔一天两次〕，测试周期≥5次，测试电池的平均衰减率，衰减率小于下表值。表18锰系锂循环寿命要求和放电平均衰减率标称循环寿命〔次〕80060次平均充放电衰减率＜1.5%在环境温度为25℃±2℃条件下，电池组80%DOD0.2I1充电、1.0I1放电，循环寿命应不少于下表所列工况下的次数要求。循环寿命测试方法：在线测试验收，进行80%DOD充放电测试，每周期循环60次〔一天两次〕，测试周期≥5次，测试电池的平均衰减率，衰减率小于下表值。表19锰系锂循环寿命要求和放电平均衰减率标称循环寿命〔次〕70060次平均充放电衰减率＜1.71%7.7.2低温放电环境在常温环境下0.2I1充电，环境温度为-30℃±2℃条件下，电池组80%DOD0.5I1放电，循环寿命应不少于下表所列工况下的次数要求。循环寿命测试方法：在线测试验收，进行80%DOD充放电测试，每周期循环60次〔一天两次〕，测试周期≥5次，测试电池的平均衰减率，衰减率小于下表值。表20锰系锂循环寿命要求和放电平均衰减率标称循环寿命〔次〕50060次平均充放电衰减率＜2.4%在常温环境下0.2I1充电，环境温度为-30℃±2℃条件下，电池组80%DOD1.0I1放电，循环寿命应不少于下表所列工况下的次数要求。循环寿命测试方法：在线测试验收，进行80%DOD充放电测试，每周期循环60次〔一天两次〕，测试周期≥5次，测试电池的平均衰减率，衰减率小于下表值。表21锰系锂循环寿命要求和放电平均衰减率标称循环寿命〔次〕40060次平均充放电衰减率＜3%寿命终止条件电池组应用期间内，当在线监控或实测电池容量≤80%标称容量时，即电池组寿命终止。平安性能〔检测项〕深度放电锰系锂单体电芯充满电后，在无BMS时，以0.2I1电流放电至0.1V，用40Ω电阻短接24h，再用充电电压4.2V限流0.02I1充电48h，构成一个循环，连续进行五次循环后，以0.2I1电流放电至单体电芯终止电压3.0V。电芯应不起火、不爆炸，其容量不低于实测基准容量的98%。平安电压完成容量试验且到达标称值的锰系锂单体电芯，以5V恒压、0.02I1限流进行充电24h，并以0.1I1电流放电至单体电芯终止电压3.0V。电芯应不漏液、冒烟、起火或爆炸，以0.1I1放电电流放电，其容量应不小于实测基准容量的92%。寿命终止条件电池组应用期间内，当在线监控或实测电池容量≤80%标称容量时，即电池组寿命终止。BMS要求根本要求外观BMS外观应符合以下要求：〔1〕BMS布局合理、保证质量可靠，无明显变形，无机械损伤；〔2〕BMS导线线径、载流量满足充放电和均衡的要求；〔3〕与BMS有关的通信接口、告警指示、状态指示应有明确标识；〔4〕BMS电路板应进行三防〔防潮湿、防霉变、防盐雾〕处理。BMS加工工艺要求表8PCB加工工艺要求序号工程工艺要求1板层2层2板材FR-43板厚≥2mm4铜厚主板2OZ，限流≥1OZ5板面处理无铅喷锡6三防保护BMS电路板和重要元器件的外表应有防潮湿、防霉变、防盐雾处理；其中防盐雾腐蚀能力满足GB/T4797.6-2013的要求；能够在室外、潮湿、含盐雾的环境下正常工作；防静电处理措施应能够有效保护MOSFET。BMS框图图4BMS框图控制器MCU单元主控制器MCU能够流畅的处理电池前端采集的数据，迅速处理异常情况的控制指令,在选用主芯片时，应当考虑到后续的可拓展性和二次开发兼容性，保证在二次开发时芯片的程序存储空间ROM以及数据存储空间RAM充足可用。模拟前端AFE在BMS设计时，选用模拟前端AFE时能够同时监管16/20节锂电池电芯，模拟前端AFE的单个通道电压采集范围0~5V。电压采集端口具备滤波电路，单体电池电压采样精度在常温下应小于10mV。电池均衡功能能够实现外部被动式均衡，可通过调节均衡电阻控制均衡电流的大小，均衡电流在3.5V时能到达50mA或以上，均衡时负载电阻温度不超过50℃。MOSFET单元BMS的主回路采用N-MOSFET控制负极电路通断，MOSFET需增加硬件驱动，保证MOSFET的正常通断，充放电MOSFET需加TVS保护。每个MOSFET需放置驱动电阻，保证MOSFET能够快速通断。MOS耐压等级≥100V，在1C条件放电下，MOS管温升≤45℃。MOS能力要求BMS中的MOS阵列应具备1.5I1A的持续过流能力；电流到达限定值时，应启动电路限流功能；任一MOS检测到故障或损毁，应立即切断输出回路，MOS阵列最大抗冲击能力要求为1.0I1A的2.5倍，持续时间0.5min。电流采集单元采用等精度的分流器检测电池组总电流，信号经调理后送高速AD进行模数转换和电流积分运算，分流器应根据实际电流的大小调节使用数量，要求能够承受1.5倍的过流值，精度在2%以上。RS485通讯接口单元RS485收发单元采用RS485接口芯片转换电平，通讯接口需作隔离处理。通讯接口需要进行EMC防护处理，确保通讯过程的稳定，数据的正常传输。温度采集电路单元电池组温度采集用4组NTC探头，均匀分布于电池组内部检测电池温度，环境温度探头放置BMS主板上远离功率器件的一侧，功率MOSFET温度探头需直接接触到MOSFET外表点胶固定。温度采集配置10K的NTC用于检测温度，采集端口需有滤波电路，防止噪声干扰造成温度采集误差。电源输入单元BMS从48/60V电池组直接取电，效率≥90%，+12V输出纹波应不大于120mV，+3.3V和+5V输出纹波应≤50mV，输出电流需满足100mA以上，电源输入端做EMC防护处理，具有输入反接保护功能。EEPROM单元EEPROM的选用要能够保证BMS采集数据的存储要求，存储容量不小于500条。加热膜单元〔选配〕电池组需经常应用于用于0℃以下的工况场景时，BMS应增加控制直流电加热装置，当使用工况低于0℃时，启动加热功能，BMS直流输出功率根据环境要求满足加热需求。单体数管理范围BMS系统应能有效管理16/20只单体电池。工作电压表22BMS工作电压电池类别电压等级标称电压工作电压范围磷酸铁锂电池组60V64.0V40V~80V48V51.2V36V~60V锰系锂电池组60V62.9V40V~80V48V51.8V36V~60V放电电流持续承受电流能力：1.5I1A；最大峰值电流：2.5I1A，持续时间：5S休眠功能〔1〕BMS应具有休眠功能，具体要求如下：运输、贮存、离线状态下，锂电池组BMS应处于休眠关机状态；当锂电池组由在线状态〔即电池组输出端正负极、通信接口与外界连通的状态〕转入离线状态〔即电池组输出端正负极、通信接口与外界断开的状态〕时，BMS应具有甄别功能，根据电力及电池组状况自动进入休眠，休眠延迟时间宜在0.5h～2h可调，默认1h。当锂电池组由离线状态〔即电池组输出端正负极、通信接口与外界断开的状态〕转入在线状态〔即电池组输出端正负极、通信接口与外界连通的状态〕时，BMS应能判别并自动激活〔含通信、充电激活〕，且根据电力及电池组状况调整工作状态。〔2〕休眠功耗BMS休眠状态时功耗应小于5mW；在线，非充放电状态功耗不大于3W。信息采集要求数据采集及上报要求每个BMS独立管理一组单体电池；BMS单体节数管理范围：BMS系统应能管理16只或20只磷酸铁锂单体电池；14只或17只锰系锂电池组。〔2〕BMS对单体电池电压采集宜采用有利于提高采集精度的接线方式，BMS应具备单体电池采集线断线检测及告警功能。〔3〕BMS应具有每个单体电池的电压检测、锂电池组总电压、充/放电电流检测的功能。〔4〕BMS对单体电池电压测量范围：0<UD<5V，总电压测量范围:0<Uz<80V，充电电流测量范围：0～1.5I1A，放电电流测量范围：0～3I1A；〔5〕检测电池外表温度〔至少1路〕、板卡温度〔至少1路〕、环境温度〔至少1路〕；温度测量范围：-40～125℃；〔6〕数据刷新时间间隔〔周期〕≤2秒〔休眠状态除外〕；〔7〕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〕为根底记录如下参数：单体电压、总电压、充/放电容量、充/放电电流、温度等〔存储格式请参考附录D〕；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500条记录。存储时间段、时间间隔可设，存储内容采取后进先出原那么，存储内容可通过监控接口读取；在线状态，应与平台进行校准，以平台发送的校准时间命令校准时钟的时间。信息测量显示精度应能测量锂电池蓄电池组的充/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3的要求。表23BMS测量显示精度参数名称技术要求电压50%量程以上单体电池充放电电压误差≤20mV。电流50%量程以上充放电电流误差≤2%。容量50%量程以上电池组容量误差≤5%。工作环境温度50%量程以上温度显示误差应≤2℃。电池组荷电状态〔SOC〕计算BMS应具备动态荷电量计算功能，计算值与电池实际电量的误差应<5%。保护与告警功能电池组充电过压保护BMS应具有电池组充电电压保护功能，当充电至电池组电压限压值时，切断充电回路，设置范围和默认值应符合表24要求。单体充电过压保护BMS应具有充电时单体电池电压保护功能，当充电至单体电压限压值时，切断充电回路，设置范围和默认值应符合表24要求。电池组放电限压保护BMS应具有电池组放电电压低保护功能，当放电到电池组电压低告警点时应告警，到达终止电压时切断放电电路，电池组进入休眠模式，告警点设置范围和默认值应符合表24要求。放电过流保护BMS应具有能根据用户的需要设置的输出过流保护功能，保护期间应切断电路并告警。延时保护设置范围为1.0I1A～2.0I1A〔可调〕，延时时间应在0s～60s〔可调〕，瞬时保护设置范围为1.0I1A～3.0I1A〔可调〕，且瞬时保护值应大于延时保护值。当I≥2.5I1A时，延时0.5s后，触发过流保护。进入保护后2分钟〔可调〕后，BMS应自动重启正常输出功能。充电过流保护BMS应具有能根据用户的需要设置的充电过流保护功能，保护期间应切断充电回路并上报告警信息。一级保护设置范围为0.5C3～1.1C3〔可调〕，延时时间应在0s～60s〔可调〕，二级保护设置范围为1.0C3～3.0C3〔可调〕。充电过流保护后，应自动进入充电限流模式进行充电〔有限流功能时〕。短路保护当电池组P+、P-端子直接发生短路时，BMS应瞬间切断电路，保护期间应切断回路并上报告警保护信息。短路保护延时时间应平安范围可调，设置范围在0us～1000us〔可调〕，默认短路延时为300us。电池高温保护BMS自身应具有电池高温充放电保护功能，当电池温度到达告警点时告警；到保护点时保护，切断电池组充电或放电回路，温度回落到一定值后恢复正常工作状态。电池、板卡及环境温度的告警点、保护点、恢复点可分别设置，设置范围和默认值应符合表24要求。电池低温保护BMS自身应具有电池低温保护功能，当电池温度到达告警点时告警；到保护点时保护，切断电池组工作，温度上升到一定值后恢复正常工作状态。电池、板卡及环境温度的告警点、保护点、恢复点可分别设置，设置范围和默认值应符合表24要求。BMS电路板充放电温升电池组按Q/ZTT2218.3-2016《蓄电池检测标准第3局部：磷酸铁锂电池组〔集成式〕》的规定进行试验，充放电温升均不应超过45℃。MOS能力要求BMS中的MOS阵列应具备1.5I1A的持续过流能力；任一MOS检测到故障或损毁，应立即切断输入输出回路。失效保护当单体间压差大于500mV时，应触发BMS发出锂电池异常告警，充电柜应切断充电回路。电池防反接保护当外接电源的正负极性与BMS的正负极性接反时，BMS不应损坏且告警并进入保护状态。电加热装置〔可选〕当电池组需经常应用于用于0℃以下的工况场景时，BMS应增加控制直流电加热装置，当使用工况低于0℃时，启动加热功能，BMS直流输出功率根据环境要求满足加热需求。通讯与监控通讯接口与协议接口：南北通信接口均应采用标准通信接口，采用RS485通信接口，信息传输方式为异步方式，起始位1位，数据位8位，停止位1位，无校验位，波特率为9600bps；协议：通信协议应符合通信行业YD/T1363的相关要求。监控内容电池组应具有以下实时监控功能：〔1〕遥测：电池组/电池电压、荷电状态〔SOC〕、电池组充电/放电电流、循环次数〔放电累计容量超过标称容量80%为1次循环〕；环境温度/电池组温度、电池组内阻〔可选〕、历史数据查询、故障日志查询等；〔2〕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、单体充电过压告警、单体放电欠压告警、电池组极性反接告警、环境/电池组高温告警、PCBA板高温告警、环境/电池组低温告警、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、单体失效告警、电池组失效告警等；〔3〕遥控：放电开始/停止；包括但不限于表24的内容。表24BMS告警、保护功能状态、设置范围汇总表序号检测工程设置范围默认值1正常充电电压磷酸铁锂3.40V～3.60V3.55V锰系锂电池4.15V～4.25V4.20V2充电单体电压过高保护告警值磷酸铁锂3.50V～4.50V3.6V锰系锂电池4.15V～4.20V4.20V保护值磷酸铁锂3.50V～4.50V3.65V锰系锂电池4.15V～4.30V4.25V