航天器用锂离子蓄电池组安全设计与控制要求-编制说明

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本标准是国家标准化管理委员会发布的2021年第四批推荐性国家标准计划项目之

一，项目计划编号为20214551-T-469。由本标准由中国航天科技集团有限公司提出，全

国宇航技术及其应用标准化技术委员会（TC425/SC2）归口，上海空间电源研究所负责

起草。

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编制任务下达后，上海空间电源研究所成立了编制组，上海空间电源研究所作为主

编单位。编制组成员包括产品技术人员、技术负责人及标准化的专业人员，标准编制组

人员组成和分工见表1。

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序号姓名单位任务分工备注

1王虎平上海空间电源研究所标准编制

2张周翀上海空间电源研究所标准调研和试验验证

3李娟娟上海空间电源研究所装配及工艺安全性要求编制

4岳姗姗上海空间研究所单体蓄电池安全性要求编制

5舒晨上海空间电源研究所蓄电池组使用安全和储存安全要求编制

6张锐上海空间电源研究所标准化审查

7郭向飞上海空间电源研究所安全性设计技术指导

8杨晨上海空间电源研究所安全性控制技术指导

9朱兼上海空间电源研究所安全性管理技术指导

10陆荣上海空间电源研究所技术指导

11潘延林上海空间电源研究所技术指导

12瞿轶上海空间电源研究所组织管理

2022年3月～2022年9月，编制组开展了大量的调研工作，包括国内外的有关现

有标准，以及航天用锂离子蓄电池组安全设计与控制的实际实施情况，开始起草标准草

案。

2022年10月～2023年2月，编制组编制完成了标准征求意见稿。

1

2023年3月～2023年月，编制组将标准征求意见稿发送国内各有关单位征求意见，

征求意见的单位包括等个单位，收到《征求意见稿》后，回函的单位数个，其中有

建议或意见的单位数个，共收到条意见，采纳条，不采纳条，部分采纳条。

年月～年月，编制组根据征求意见的反馈情况，对标准征求意见稿进行了修改完

善，形成了标准送审稿。

年月日，由中国宇航学会标准化分会授权组织召开了该标准送审稿的审查会，参

加审查会的专家分别来自等单位。会议对标准送审材料进行了审查，给出了审查

结论。

2023年月，编制组根据审查会意见，对标准送审稿进一步修改完善，形成了标准报

批稿。

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本标准编制原则如下：

a）全面性原则

本次编写的标准最大程度地参考国内外锂离子蓄电池组安全设计要求文献，在航天

产品安全设计相关标准的基础上，根据航天器特有的使用环境和要求以及锂离子蓄电池

组具体特性，从锂离子蓄电组设计、装配、使用、管理、过程等各方面安全控制要求进

行了较为全面总结，安全要求涵盖各种体系及结构的航天器用锂离子蓄电池组。

b）适应性原则

标准的编写符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和

起草规则》的规定，标准内容与现行有效的国家标准、国家军用标准、航天行业标准以

及国家法律法规一致。

c）可操作原则

本标准是根据航天科技集团生产的实际情况并结合各安全性设计和控制要求的基

础上编制而成，主要内容是在航天科技集团生产单位中经过充分地地面及在轨验证，具

有良好的可操作性。

d）先进性原则

锂离子蓄电池组作为较为新型储能电源，正广泛应用于航天器领域，由于锂离子蓄

2

电池具有电压高，能量大等特点，其安全性对整个航天器安全及可靠性至关重要，目前

国内还没有关于航天器锂离子蓄电池组安全性控制相关标准，本标准在全面总结航天器

锂离子蓄电池组多年研制经验、吸取了锂离子蓄电池组在航天器设计、生产及使用等过

程中的经验教训，参照并吸收了ISO（国际标准组织）2015年最新发布的《Space

system—Lithiumionbatteryforspacevehicles—Designandverificationrequirements》标

准中关于锂离子蓄电池组安全方面的要求，2017年美国NASA最新出版的《Crewed

SpaceVehicleBatterySafetyRequirements》中关于锂离子蓄电池组安全方面的要求，以

及近几年来发布的关于航天产品及航天器电源分系统安全性设计和控制相关标准。标准

的内容较为全面地总结了航天器锂离子蓄电池组最新安全性方面相关要求，具有较好的

先进性。

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本标准的标准化对象为锂离子蓄电池组，锂离子蓄电池组是一种可再充化学电源，

具有工作电压高，比能量和能量密度高，荷电保持能力强等特点，主要用途作为储能电

源，在航天器从射前转内电开始至太阳电池方阵展开并对日定向期间以及在轨飞行时阴

影期为负载供电；然而锂离子蓄电池组能量高，采用是多为有机电解质、有机溶剂、有

机隔膜，这些特点使得锂离子蓄电池在不正确设计或使用等极易发生泄漏、起火，甚至

爆炸等安全问题，对人员、设施、财产等带来致命性损坏，因此锂离子蓄电池安全性备

受关注，一直成为研究焦点。

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锂离子蓄电池体系众多，应用在汽车、移动通信、航空航天等各个领域，不同领域

对蓄电池安全性有不同要求，本标准适用范围为航天器用锂离子蓄电池组。

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2022年3月-至2022年9月编写组展开展调研工作。本标准的调研工作采用资料

调研、实地调研、专题研讨等方式进行。2022年3月开始，编写组对国内外锂离子蓄

电池组研制和使用过程中一些质量案例进行了调研总结，并前往相关单位进行现场调

研，了解锂离子蓄电池组在设计、试验、组装及总装测试过程的安全技术和管理工作

情况，征求各方对标准制定的意见和需求，同时查阅和收集国内外涉及锂离子蓄电池

3

组安全设计，安全措施控制及使用方面的手册、标准、书籍等文献资料以及航天产品

安全设计、安全保证标准与要求，根据调研结果、国外文献资料与国家、行业关于锂

离子蓄电池组、航天产品各环节相关的标准分析，组织专题研讨会，探讨了重点安全

关注问题和标准编制的有关情况，明确了标准编制的重点和内容。

（1）国内锂离子蓄电池和航天产品安全相关标准情况

调研的标准体系包括国家标准、国军标和航天行业标准。其中调研国家标准2项，

国军标3项，航天行业标准10项。如表2所示。

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序号标准号标准名称

1GB4943-2001信息技术设备的安全

2GB/T38314-2019宇航用锂离子蓄电池组设计与验证要求

3GJB6789A-2021空间用锂离子蓄电池通用规范

4GJB9741-2020航天器锂离子蓄电池组规范

5GJB/Z94-97军用电气系统安全设计手册

6QJ165C—2021航天电子电气产品安装通用技术要求

7QJ20940—2020空间用锂离子蓄电池组危险识别与控制方法

8QJ/20542-2016航天产品与工艺安全设计要求

9QJ2171A航天产品保证要求

10QJ2236A航天产品安全性保证要求

11Q/RJ643-2019航天器电源产品供电绝缘安全设计准则

12Q/QJA767-2022航天器用锂离子蓄电池组验收要求

13Q/QJA399-2016航天器用锂离子蓄电池组使用维护通用要求

14Q/RJ524-2016载人航天电源分系统可靠性安全性设计指南

15Q/QJA62-2010航天器电源分系统可靠性安全性设计指南

（2）电池安全相关书籍

国内锂离子蓄电池安全要求书籍：《锂离子电池安全性——原理、设计与测试》。

（3）国外锂离子蓄电池安全相关标准情况

调研的国外锂离子蓄电池安全相关标准2项。如表3所示

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序号标准号标准名称

Spacesystem—Lithiumionbatteryforspace

1ISO17546-2016

vehicles—Designandverificationrequirements

2IPC/WHMA-A-620BCN电子组件的可接受性

（4）国外锂离子蓄电池安全相关文献

a)JSC-20793RevisionD:March2017CrewedSpaceVehicleBatterySafety

4

Requirements!

b)TheNASAAerospaceBatterySafetyHandbook。

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1）蓄电池单体安全性设计中漏率在ISO17546-2016《Spacesystems—Lithiumion

batteryforspacevehicles—Designandverificationrequirements》标准中规定为不大于

1.0×10-6Pa·m3/s，GB/T38314-2019《宇航用锂离子蓄电池组设计与验证要求》，

GJB6789A-2021《空间用锂离子蓄电池通用规范》规定为不大于1.0×10-7Pa·m3/s，本标

准选用更严格指标，漏率规定不大于1.0×10-7Pa·m3/s。

2）蓄电池单体安全性设计中，负极容量一般过量10%~20%，主要是防止在充电过

程中，在负极表面沉积金属锂，产生锂枝晶，容易导致蓄电池内短路，发生安全性问题。

但负极容量过多，影响蓄电池容量。查阅文献资料和实际生产调研，负极容量过量在

10%~20%。

3）绝缘安全性设计和控制中规定：常温常压下用不低于100V兆欧表检测时（当蓄

电池组最高工作电压大于100V，选用兆欧表电压应大于蓄电池组最高工作电压），单体

蓄电池壳体与蓄电池组结构、电加热器、温度传感器间绝缘电阻应不小于100MΩ；蓄

电池组结构与电连接器、旁路开关、电加热器、温度传感器等间绝缘电阻应不小于

20MΩ；，相比Q/RJ643-2019《航天器电源产品供电绝缘安全设计准则》中要求，增加

了当蓄电池组最高工作电压大于100V，选用兆欧表电压应大于蓄电池组最高工作电压

要求，及单体蓄电池壳体与蓄电池组结构、电加热器、温度传感器间绝缘电阻应不小于

100MΩ要求。

4）绝缘安全性设计和控制中规定：导体间电位差为0V至250V时，圆形导体间的

绝缘距离不小于0.25mm，平板导体间的绝缘距离不小于1.25mm，采用Q/RJ643-2019

《航天器电源产品供电绝缘安全设计准则》要求。

5）绝缘安全性设计和控制中规定：电压超过60V以上的蓄电池组对操作和使用等

人员可触及的绝缘应有足够的机械强度和电气强度或者采用安全防护隔离等措施。60V

电压数值参考GB4943.1电击危险控制要求。

6）安全间距设计和控制中，裸露导体间要满足最小电气间隙要求和最小电气间距

要求采用IPC/WHMA-A-620BCN《电子组件的可接受性(F版)》要求。

7）接地安全性设计和控制中规定：蓄电池组结构一般应采用20kΩ至100kΩ电阻

与航天器结构地搭接，是对航天器设计建造规范及相关标准的总结

5

8）电气装配安全性设计和控制规定：一般电缆（导线）的弯曲最小半径应大于电

缆（导线）直径的5倍，采用QJ165C—2021《航天电子电气产品安装通用技术要求》

5.2要求。

9）防静电安全设计和控制中规定：搭接电阻一般不大于10mΩ，是对航天器设计建

造规范要求。

10）蓄电池组充电控制安全性设计和控制中规定：应为中高轨道或太阳同步晨昏轨

道蓄电池组设计专门的充电管理程序，在长光照期建议以50%~80%荷电态在-5℃~10℃

温度范围内贮存，不得对蓄电池组长期浮充电，是锂离子蓄电池在轨运行经验的总结

11）蓄电池组温度安全管理控制中，规定蓄电池组工作温度范围一般为10℃～30℃，

主要参考国外标准以及对国内航天器用锂离子蓄电池组研制单位实践总结，也是较适合

蓄电池组工作的温度。

12）蓄电池组温度安全管理控制中，规定蓄电池组内单体蓄电池最高和最低温度相

差一般应不超过3℃，采用了国内外标准要求。

13）蓄电池组温度安全管理控制中，规定允许人体接触蓄电池组表面温度范围为

10℃~44℃，当表面温度在45℃~50℃之间时应有预警标志，当超过50℃时应有保护措

施。是采用了NASAJSC-20793RevisionDMarch2017《CrewedSpaceVehicleBattery

SafetyRequirements》要求。

GJB/Z94-1997《军用电气系统安全设计手册》4.2中危险限值的确定，要求那些必

须触摸的设备外露表面必须保持在49℃以下，那些不当心时易于触及的表面保持在60℃

以下，皮肤与低温表面相接触可能会对人体组织产生类似灼伤一样的伤害。短暂触及及

极低的温度或较长时间触及中等低温一般会引起冻伤（温度不一定低于冰点）；严重时

实际上会使人体组织冻死或坏死，低温未明确具体值。锂离子蓄电池属不当心易于触及

表面，按GJB/Z94-97《军用电气系统安全设计手册》保持在60℃以下，本标准选用NASA

《CrewedSpaceVehicleBatterySafetyRequirements》更严格的标准。

14）蓄电池组使用安全管理中规定：当蓄电池组使用间隙较长时，荷电态一般应保

持在标称电量50%左右，温度在-5℃~25℃之间，采用NASAISO17546-2016《Space

system—Lithiumionbatteryforspacevehicles—Designandverificationrequirements》要

求。

15）蓄电池组储存安全措施中规定：蓄电池组在储存期电量建议保持在标称电量

50%左右，短期储存时（如不超过90天），储存温度-5℃~30℃，长期储存时（如超过

6

90天），储存温度-10℃~10℃，采用Q/QJA399-2016《航天器用锂离子蓄电池组使用维

护通用要求》中要求。

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本标准是在总结多年来在研制、生产、试验和使用中各环节经验和教训，并参照国

内外相关标准、安全手册、使用手册等文献的基础上进行编制，标准本身来源于实际生

产情况，与实际情况相吻合。

本标准能较好地指导航天器锂离子蓄电池安全性设计、管理和使用，降低和控制锂

离子蓄电池组可能对航天器、人员、设备等造成的危害，保障人身和财产安全，具有重

要的意义。

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未见国外关于航天器用锂离子蓄电池组安全设计与控制要求相关标准。

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该领域无强制性国家标准，缺乏相关的标准协调配套措施。各生产单位都是按照自

行的方法进行蓄电池组的安全性设计及控制，彼此并不统一、不规范。

本标准详细规定了航天器用锂离子蓄电池组的设计和验证要求。本标准遵守现行法

律、法规要求，无冲突内容。本标准与上级政府法令、有关的国家标准保持一致。

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无。

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本标准可指导航天器锂离子蓄电池组安全性设计与控制。建议标准发布后尽快组织

各相关单位的标准培训、宣贯工作。

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无。

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无。

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[1]JSC-20793RevisionDMarch2017CrewedSpaceVehicleBatterySafety

7

Requirements。

[2]ISO17546-2016Spacesystems—Lithiumionbatteryforspacevehicles—Design

andverificationrequirements。

[3]TheNASAAerospaceBatterySafetyHandbook。

[4]IPC/WHMA-A-620BCN电子组件的可接受性(F版)

[5]July15.1986锂离子电池安全性——原理、设计与测试。

[6]Q/QJA399-2016航天器用锂离子蓄电池组使用维护通用要求

[7]Q/QJA62-2010航天器电源分系统可靠性安全性设计指南

[8]QJ/20542-2016航天产品与工艺安全设计要求

[9]QJ2171A航天产品保证要求

[10]QJ2236A航天产品安全性保证要求

[11]Q/RJ524-2016载人航天电源分系统可靠性安全性设计指南

[12]GJB6789A-2021空间用锂离子蓄电池通用规范

[13]IPC/WHMA-A-620BCN电子组件的可接受性

[14]GB4943-2001信息技术设备的安全

[15]GB/T38314-2019宇航用锂离子蓄电池组设计与验证要求

[16]GJB/Z94-1997军用电气系统安全设计手册

[17]QJ165C—2021航天电子电气产品安装通用技术要求

[18]QJ20940—2020空间用锂离子蓄电池组危险识别与控制方法

[19]Q/RJ643-2019航天器电源产品供电绝缘安全设计准则

[20]QJ/20542-2016航天产品与工艺安全设计要求

[21]Q/QJA399-2016航天器用锂离子蓄电池组使用维护通用

8

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上海空间电源研究所

2023年02月27日

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本标准是国家标准化管理委员会发布的2021年第四批推荐性国家标准计划项目之

一，项目计划编号为20214551-T-469。由本标准由中国航天科技集团有限公司提出，全

国宇航技术及其应用标准化技术委员会（TC425/SC2）归口，上海空间电源研究所负责

起草。

OPU%%V?KLWXYZ[V?\]^_`abKL%

编制任务下达后，上海空间电源研究所成立了编制组，上海空间电源研究所作为主

编单位。编制组成员包括产品技术人员、技术负责人及标准化的专业人员，标准编制组

人员组成和分工见表1。

cO%%A>7^deK%

序号姓名单位任务分工备注

1王虎平上海空间电源研究所标准编制

2张周翀上海空间电源研究所标准调研和试验验证

3李娟娟上海空间电源研究所装配及工艺安全性要求编制

4岳姗姗上海空间研究所单体蓄电池安全性要求编制

5舒晨上海空间电源研究所蓄电池组使用安全和储存安全要求编制

6张锐上海空间电源研究所标准化审查

7郭向飞上海空间电源研究所安全性设计技术指导

8杨晨上海空间电源研究所安全性控制技术指导

9朱兼上海空间电源研究所安全性管理技术指导

10陆荣上海空间电源研究所技术指导

11潘延林上海空间电源研究所技术指导

12瞿轶上海空间电源研究所组织管理

2022年3月～2022年9月，编制组开展了大量的调研工作，包括国内外的有关现

有标准，以及航天用锂离子蓄电池组安全设计与控制的实际实施情况，开始起草标准草

案。

2022年10月～2023年2月，编制组编制完成了标准征求意见稿。

1

2023年3月～2023年月，编制组将标准征求意见稿发送国内各有关单位征求意见，

征求意见的单位包括等个单位，收到《征求意见稿》后，回函的单位数个，其中有

建议或意见的单位数个，共收到条意见，采纳条，不采纳条，部分采纳条。

年月～年月，编制组根据征求意见的反馈情况，对标准征求意见稿进行了修改完

善，形成了标准送审稿。

年月日，由中国宇航学会标准化分会授权组织召开了该标准送审稿的审查会，参

加审查会的专家分别来自等单位。会议对标准送审材料进行了审查，给出了审查

结论。

2023年月，编制组根据审查会意见，对标准送审稿进一步修改完善，形成了标准报

批稿。

DfIZ[A>ghijkZ[V?lmnop

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本标准编制原则如下：

a）全面性原则

本次编写的标准最大程度地参考国内外锂离子蓄电池组安全设计要求文献，在航天

产品安全设计相关标准的基础上，根据航天器特有的使用环境和要求以及锂离子蓄电池

组具体特性，从锂离子蓄电组设计、装配、使用、管理、过程等各方面安全控制要求进

行了较为全面总结，安全要求涵盖各种体系及结构的航天器用锂离子蓄电池组。

b）适应性原则

标准的编写符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和

起草规则》的规定，标准内容与现行有效的国家标准、国家军用标准、航天行业标准以

及国家法律法规一致。

c）可操作原则

本标准是根据航天科技集团生产的实际情况并结合各安全性设计和控制要求的基

础上编制而成，主要内容是在航天科技集团生产单位中经过充分地地面及在轨验证，具

有良好的可操作性。

d）先进性原则

锂离子蓄电池组作为较为新型储能电源，正广泛应用于航天器领域，由于锂离子蓄

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电池具有电压高，能量大等特点，其安全性对整个航天器安全及可靠性至关重要，目前

国内还没有关于航天器锂离子蓄电池组安全性控制相关标准，本标准在全面总结航天器

锂离子蓄电池组多年研制经验、吸取了锂离子蓄电池组在航天器设计、生产及使用等过

程中的经验教训，参照并吸收了ISO（国际标准组织）2015年最新发布的《Space

system—Lithiumionbatteryforspacevehicles—Designandverificationrequirements》标

准中关于锂离子蓄电池组安全方面的要求，2017年美国NASA最新出版的《Crewed

SpaceVehicleBatterySafetyRequirements》中关于锂离子蓄电池组安全方面的要求，以

及近几年来发布的关于航天产品及航天器电源分系统安全性设计和控制相关标准。标准

的内容较为全面地总结了航天器锂离子蓄电池组最新安全性方面相关要求，具有较好的

先进性。

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本标准的标准化对象为锂离子蓄电池组，锂离子蓄电池组是一种可再充化学电源，

具有工作电压高，比能量和能量密度高，荷电保持能力强等特点，主要用途作为储能电

源，在航天器从射前转内电开始至太阳电池方阵展开并对日定向期间以及在轨飞行时阴

影期为负载供电；然而锂离子蓄电池组能量高，采用是多为有机电解质、有机溶剂、有

机隔膜，这些特点使得锂离子蓄电池在不正确设计或使用等极易发生泄漏、起火，甚至

爆炸等安全问题，对人员、设施、财产等带来致命性损坏，因此锂离子蓄电池安全性备

受关注，一直成为研究焦点。

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锂离子蓄电池体系众多，应用在汽车、移动通信、航空航天等各个领域，不同领域

对蓄电池安全性有不同要求，本标准适用范围为航天器用锂离子蓄电池组。

UPUP|%%sZ[}~e•wN%

2022年3月-至2022年9月编写组展开展调研工作。本标准的调研工作采用资料

调研、实地调研、专题研讨等方式进行。2022年3月开始，编写组对国内外锂离子蓄

电池组研制和使用过程中一些质量案例进行了调研总结，并前往相关单位进行现场调

研，了解锂离子蓄电池组在设计、试验、组装及总装测试过程的安全技术和管理工作

情况，征求各方对标准制定的意见和需求，同时查阅和收集国内外涉及锂离子蓄电池

3

组安全设计，安全措施控制及使用方面的手册、标准、书籍等文献资料以及