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文档简介
ICS29.220.99
CCSK82
中华人民共和国国家标准
GB/T××××—××××
无人驾驶航空器用
锂离子电池和电池组规范
Specificationsoflithiumioncellsandbatteriesusedinunmannedaerialvehicles
(征求意见稿)
“在提交反馈意见时,请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上”
(联系方式:liuzd@)
××××-××-××发布××××-××-××实施
×××××发布
GB/T××××—××××
前 言
本文件按照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》
的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。
本文件由中国电子技术标准化研究院归口。
本文件起草单位:×××,×××,×××,×××。
本文件主要起草人:×××,×××。
2
GB/T××××—××××
无人驾驶航空器用锂离子电池和电池组规范
1范围
本文件规定了无人驾驶航空器(以下简称无人机)用锂离子电池和电池组的术语和定义、
技术要求、试验方法及标识、包装、运输和储存。
本文件适用于为于民用轻小型多旋翼无人机(最大起飞重量在150kg以下)提供动力源
的锂离子电池和电池组(以下分别简称电池和电池组)。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期
的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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。
UN38.3(第6版)关于危险货物运输的建议书试验和标准手册
GB/T191—2008包装储运图示标志
AC-61-FS-2018-20R2民用无人机驾驶员管理规定
QB/T2502-2000锂离子蓄电池总规范
GB/T2423.10-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc:振动(正弦)
GB/T2828.1-2012计数抽样检验程序第1部分:按接受质量限(AQL)检索的逐批检验
抽样计划
GB/T2900.41—2008电工术语原电池和蓄电池
GB4943.1信息技术设备安全第1部分:通用要求
GB/T17626.2-2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度度试验
GB/T28164-2011含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组便携式密封蓄电池
和蓄电池组的安全性要求
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
锂离子电池lithiumioncell
依靠锂离子在正极和负极之间移动实现化学能与电能相互转化的装置。该装置包括电
极、隔膜、电解质、容器和端子等,并被设计成可充电。
3.2
锂离子电池组lithiumionbattery
由一个或多个电池连接的能量存储装置,可以包括(电池电压等)的保护和监控装置。
注1:它可以包含由终端或其他互联装置提供的保护罩。
3.3
无人驾驶航空器unmannedaerialvehicle
由遥控站管理(包括远程操纵或自主飞行)的航空器。
3
GB/T××××—××××
3.4
充电限制电压limitedchargingvoltage
Ucl
制造商规定的电池或电池组的额定最大充电电压。
3.5
放电终止电压endofdischargevoltage
Ude
制造商规定的电池或电池组放电结束时的电压。
3.6
额定容量ratedcapacity
C
制造商标明的电池或电池组容量。
注:单位为安时(Ah)或毫安时(mAh)。
3.7
标称电压nominalvoltage
用以标识电池或电池组电压的适宜的近似值。
3.8
参考试验电流referencetestcurrent
It
参考试验电流参考试验电流用It表示,其数值与额定容量(C)相同。
注:单位为安(A)或毫安(mA)
3.9
推荐充电电流recommendationchargingcurrent
Icr
制造商推荐的恒流充电电流。
3.10
推荐放电电流recommendationdischargingcurrent
Idr
制造商推荐的持续放电电流。
3.11
上限放电温度upperlimiteddischargingtemperature
Tdm
制造商规定的电池或电池组放电时的最高表面温度。
3.12
下限放电温度lowerlimiteddischargingtemperature
Tdl
制造商规定的电池或电池组放电时的最低表面温度。
3.13
荷电保持能力chargeretention
电池或电池组在规定的温度下,储存规定的时间后,在不进行充电的情况下,所能放出
的容量与初始容量的比值的百分数。
3.14
4
GB/T××××—××××
恢复容量recoverycapacity
电池或电池组在荷电保持能力测试后,进行充电,并再次放电的容量。
4试验条件
4.1环境条件
除另有规定外,各项试验应在下列条件下进行:
a)温度:20℃±5℃;
b)相对湿度:不大于75%;
c)气压:86kPa~106kPa。
4.2参数测量公差
相对于规定值或实际值,所有控制值或测量值的准确度应在下述公差范围内:
a)电压:±0.2%;
b)电流:±1%;
c)温度:±2℃;
d)时间:±0.1%;
e)容量:±1%。
上述上述公差包含了所用测量仪器的准确度、所采用的测试方法以及测试过程中引入的
所有其他误差。选择模拟仪器可参见GB/T7676,选择数字仪器可参见IEC60485。在任何
一份记录结果的报告中都应提供所使用的测试设备的详细资料。
4.3测试用充放电程序
4.3.1测试用充电程序
电池或电池组可采用下列方法之一进行充电:
a)制造商规定的方法;
b)电池或电池组以0.2It充电至充电限制电压(Ucl)时,改为恒压充电,直到充电电流
小于或等于0.02It,停止充电。
注1:在充电前电池或电池组先按照4.3.2规定的方法进行放电,并静置30min;
注2:优先推荐采用方法a),当不可获得方法a)的信息时,可采用方法b)。
4.3.2测试用放电程序
电池或电池组以推荐放电电流(Idr)进行恒流放电至终止电压(Ude)。
4.4型式试验
除非另有说明,本文件规定的试验均为型式试验。
5
GB/T××××—××××
4.4.1样品的要求
除非另有规定,被测试样品应当是客户将要接受的产品的代表性样品,包括小批量试产
样品或是准备向客户交货的产品。
若试验需要引入导线测试或连接时,引入导线测试或连接产生的总电阻应小于20mΩ。
注:导线的电阻率温度系数小于5×10-3℃-1,如康铜线等。
4.4.2样品的数量
除特殊说明外,每个试验项目的样品为3个。
4.4.3试验项目
表1为电池和电池组的型式试验项目。
表1型式试验项目和样品
要求及试验方法样品数量
序号试验项目
章条号电池电池组
1初始容量5.1全部全部
2高温容量5.233
3低温容量5.333
4倍率放电5.433
5低温倍率放电5.533
6荷电保持能力5.633
7循环寿命5.733
8模拟工况循环寿命5.8—3
9交流内阻5.93—
10高温储存与容量恢复5.1033
5要求与试验方法
5.1初始容量
5.1.1要求
电池或电池组的初始容量不应低于额定容量。
5.1.2测试方法
电池或电池组的初始容量测试方法如下:
a)电池或电池组在23℃±2℃温度下,按照4.3.1规定的充电程序充满电,静置30min;
b)电池或电池组在23℃±2℃温度下,按照4.3.2规定的放电程序放电;
6
GB/T××××—××××
c)重复a)b)步骤3次。
取步骤b)测量得到的最小值作为电池或电池组的初始容量。
5.2高温容量
5.2.1要求
电池高温容量不应低于初始容量的98%,电池组不应低于初始容量的95%。
5.2.2测试方法
电池或电池组的高温容量测试方法如下:
a)电池或电池组按照4.3.1规定的充电程序充满电,在制造商规定的上限放电温度(Tdl)
下静置4h;
b)电池或电池组按照4.3.2规定的放电程序放电;
c)重复a)b)步骤3次。
取步骤b)测量得到的最小值作为电池或电池组的高温容量。
5.3低温容量
5.3.1要求
电池或电池组的低温容量不应低于初始容量的75%。
5.3.2测试方法
电池或电池的低温容量测试方法如下:
a)电池或电池组按照4.3.1规定的充电程序充满电,在制造商规定的下限放电温度
(Tdm)下静置8h;;
b)电池或电池组按照4.3.2规定的放电程序放电;
c)重复a)b)步骤3次。
取步骤b)测量得到的最小值作为电池或电池组的低温容量。
5.4倍率放电
5.4.1要求
电池倍率放电容量不应低于初始容量的95%,电池组不应低于初始容量的90%。
5.4.2测试方法
电池或电池组的3It放电测试方法如下:
a)电池或电池组按照4.3.1规定的充电程序充满电,静置30min;
b)电池或电池组以3It恒流放电至放电终止电压,静置1h;
c)恢复至室温静置8h;
d)重复a)b)c)步骤3次。
取步骤b)测量得到的最小值作为电池或电池组的倍率放电容量。
5.5低温倍率放电
5.5.1要求
电池倍率放电容量不应低于初始容量的60%,电池组不应低于初始容量的50%。
7
GB/T××××—××××
5.5.2测试方法
电池或电池组的3It放电测试方法如下:
c)电池或电池组按照4.3.1规定的充电程序充满电,静置30min;
d)电池或电池组在-10℃温度下静置8h,以3It恒流放电至放电终止电压;
c)恢复至室温静置8h;
d)重复a)b)c)步骤3次。
取步骤b)测量得到的最小值作为电池或电池组的倍率放电容量。
5.6荷电保持能力
5.6.1要求
电池的荷电保持能力不应低于初始容量的90%,电池组的荷电保持能力不应低于初始
容量的88%;
电池的恢复容量不应低于初始容量的92%,电池组的恢复容量不应低于初始容量的
90%。
5.6.2测试方法
电池或电池组的荷电保持能力测试方法如下:
a)电池或电池组按照4.3.1规定的充电程序充满电,储存28天;
b)电池或电池组按照4.3.2规定的放电程序放电;
c)电池或电池组按照4.3.1规定的充电程序充满电,静置30min;
d)电池或电池组按照4.3.2规定的放电程序放电;
取步骤b)测量得到的放电容量作为电池或电池组的荷电保持能力。
取步骤d)测量得到的放电容量作为电池或电池组的恢复容量。
5.7循环寿命
5.7.1要求
电池300次循环后容量不应低于初始容量的80%,电池组200次循环后容量不应低于
初始容量的80%。
5.7.2测试方法
电池或电池组的循环寿命测试方法如下:
a)电池或电池组按照4.3.1规定的充电程序充满电,静置时间应不大于1h;
b)电池或电池组以It放电至放电终止电压,静置时间应不大于1h;
c)重复a)b)步骤,电池循环400次,电池组循环300次。
若在c)规定的循环次数完成之前,电池或电池组任意一次放电容量低于初始容量的
80%,停止试验。
注:为缩短测试时间,循环中制造商可规定更大的充放电电流,但循环次数和容量仍需满足上述要求。
5.8模拟工况循环寿命
5.8.1要求
8
GB/T××××—××××
电池组循环400次后的放电容量不应低于初始容量的80%。
5.8.2测试方法
电池组的工况循环寿命测试方法如下:
a)电池组按照4.3.1规定的充电程序充满电,搁置30min;
b)电池组应按照表2(图1)的规定进行试验,直至电池组或某一电池单体达到放电
终止电压;
c)重复步骤a)b)400次;
d)电池组按照4.3.1规定的充电程序充满电,搁置30min;
e)电池或电池组按照4.3.2规定的放电程序放电。
图1工况电流和时间
表2工况电流和时间
时间增量累计时间放电电流
ssA
553It
5102It
4555It
5600.5It
注:由于设计原因电流达不到标准规定值,则用电池组实际可承受的最大电流值代替规定的相应参数。
9
GB/T××××—××××
5.9交流内阻
5.9.1要求
电池的内阻应不大于制造商的规定。
5.9.2测试方法
电池的交流内阻测试方法如下:
a)电池按照4.3.1规定的充电程序充满电,搁置30min;
b)电池在1.0kHz±0.1kHz的频率下施加1s~5s的电流有效值Ia,测量电压有效值
Ua;
c)交流内阻值Rac按公式(1)计算:
Rac=Ua/Ia………(1)
式中:
Ua——交流电压有效值,单位为伏特(V);
Ia——交流电流有效值,单位为安培(A)。
注1:交流电压峰值应低于20mV;
注2:本方法主要测量一定频率下电池的阻抗值。
5.10高温储存与容量恢复
5.10.1要求
电池的高温荷电保持能力不应低于初始容量的90%,电池组的高温荷电保持能力不应
低于初始容量的85%;
电池的恢复容量不应低于初始容量的95%,电池组的恢复容量不应低于初始容量的
90%。
5.10.2测试方法
电池或电池组的高温容量测试方法如下:
a)电池或电池组按照4.3.1规定的充电程序充满电,在55℃±5℃环境中存储7d;
b)恢复至室温静置4h,电池或电池组按照4.3.2规定的放电程序放电;
c)电池或电池组按照4.3.1规定的充电程序充满电,静置30min;
d)电池或电池组按照4.3.2规定的放电程序放电;
取步骤b)测量得到的放电容量作为电池或电池组的高温荷电保持能力。
取步骤d)测量得到的放电容量作为电池或电池组的恢复容量。
5.11安全性
电池和电池组的安全性应满足无人机用锂离子电池和电池组安全标准的要求。
在本标准的全部试验中,不应出现起火、爆炸、漏液、泄气、破裂、冒烟等现象。
6标识、包装、运输和储存
6.1标识
10
GB/T××××—××××
电池组应用中文标明至少以下标识:
-产品名称;
-型号;
-标称电压;
-额定容量;
-额定能量;
-充电限制电压;
-正负极性;
-执行标准编号;
-生产日期或批号;
-制造商或商标;
-警示说明。
其中允许将充电限制电压、执行标准号在包装上或使用说明书中标明。
对于电池,额定容量、额定能量、型号和正负极性应在本体上标明,其余标识允许在包
装或规格书上标明。
6.2包装
每个电池组都应有外包装。
制造商应提供产品说明书或规格书。
包装好的产品应放在干燥、防尘、防潮的包装箱内。
包装箱应标明产品名称、型号、数量、制造商、生产日期或批号,应有“向上”、“怕
雨”、“堆放层数极限”等必要标志,其包装储运图示标志应符合GB/T191—2008规定。
6.3运输
电池或电池组应包装成箱进行运输,在运输过程中应防止剧烈振动、冲击或挤压,防止
日晒雨淋。
6.4储存
电池或电池组应贮存在环境温度为-5℃~35℃、相对湿度不大于75%的清洁、干燥、
通风的室内,应避免与腐蚀性物质接触,应远离火源及热源。
11
GB/T××××—××××
参考文献
[1]AG-91-FS-2019-31R1轻小无人机运行规定
[2]GB/T38058-2019民用多旋翼无人机系统试验方法
12
GB/T××××—××××
目次
前 言.....................................................................................................................................2
1范围.........................................................................................................................................3
2规范性引用文件.....................................................................................................................3
3术语和定义.............................................................................................................................3
4试验条件.................................................................................................................................3
4.1环境条件.....................................................................................................................3
4.2参数测量公差.............................................................................................................3
4.3测试充电程序.............................................................................................................3
5要求与试验方法.....................................................................................................................4
5.1初始容量.....................................................................................................................4
5.2高温容量.....................................................................................................................4
5.3低温容量.....................................................................................................................5
5.4倍率放电.....................................................................................................................5
5.5低温倍率放电.............................................................................................................5
5.6荷电保持能力.............................................................................................................6
5.7循环寿命.....................................................................................................................6
5.8模拟工况循环寿命.....................................................................................................6
5.9交流内阻.....................................................................................................................7
5.10高温储存与容量恢复...............................................................................................8
5.11安全性.......................................................................................................................8
6标识、包装、运输和储存.....................................................................................................8
6.1标识.............................................................................................................................8
6.2包装.............................................................................................................................9
6.3运输.............................................................................................................................9
6.4储存.............................................................................................................................9
参考文献...................................................................................................................................10
1
GB/T××××—××××
无人驾驶航空器用锂离子电池和电池组规范
1范围
本文件规定了无人驾驶航空器(以下简称无人机)用锂离子电池和电池组的术语和定义、
技术要求、试验方法及标识、包装、运输和储存。
本文件适用于为于民用轻小型多旋翼无人机(最大起飞重量在150kg以下)提供动力源
的锂离子电池和电池组(以下分别简称电池和电池组)。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期
的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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。
UN38.3(第6版)关于危险货物运输的建议书试验和标准手册
GB/T191—2008包装储运图示标志
AC-61-FS-2018-20R2民用无人机驾驶员管理规定
QB/T2502-2000锂离子蓄电池总规范
GB/T2423.10-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc:振动(正弦)
GB/T2828.1-2012计数抽样检验程序第1部分:按接受质量限(AQL)检索的逐批检验
抽样计划
GB/T2900.41—2008电工术语原电池和蓄电池
GB4943.1信息技术设备安全第1部分:通用要求
GB/T17626.2-2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度度试验
GB/T28164-2011含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组便携式密封蓄电池
和蓄电池组的安全性要求
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
锂离子电池lithiumioncell
依靠锂离子在正极和负极之间移动实现化学能与电能相互转化的装置。该装置包括电
极、隔膜、电解质、容器和端子等,并被设计成可充电。
3.2
锂离子电池组lithiumionbattery
由一个或多个电池连接的能量存储装置,可以包括(电池电压等)的保护和监控装置。
注1:它可以包含由终端或其他互联装置提供的保护罩。
3.3
无人驾驶航空器unmannedaerialvehicle
由遥控站管理(包括远程操纵或自主飞行)的航空器。
3
GB/T××××—××××
3.4
充电限制电压limitedchargingvoltage
Ucl
制造商规定的电池或电池组的额定最大充电电压。
3.5
放电终止电压endofdischargevoltage
Ude
制造商规定的电池或电池组放电结束时的电压。
3.6
额定容量ratedcapacity
C
制造商标明的电池或电池组容量。
注:单位为安时(Ah)或毫安时(mAh)。
3.7
标称电压nominalvoltage
用以标识电池或电池组电压的适宜的近似值。
3.8
参考试验电流referencetestcurrent
It
参考试验电流参考试验电流用It表示,其数值与额定容量(C)相同。
注:单位为安(A)或毫安(mA)
3.9
推荐充电电流recommendationchargingcurrent
Icr
制造商推荐的恒流充电电流。
3.10
推荐放电电流recommendationdischargingcurrent
Idr
制造商推荐的持续放电电流。
3.11
上限放电温度upperlimiteddischargingtemperature
Tdm
制造商规定的电池或电池组放电时的最高表面温度。
3.12
下限放电温度lowerlimiteddischargingtemperature
Tdl
制造商规定的电池或电池组放电时的最低表面温度。
3.13
荷电保持能力chargeretention
电池或电池组在规定的温度下,储存规定的时间后,在不进行充电的情况下,所能放出
的容量与初始容量的比值的百分数。
3.14
4
GB/T××××—××××
恢复容量recoverycapacity
电池或电池组在荷电保持能力测试后,进行充电,并再次放电的容量。
4试验条件
4.1环境条件
除另有规定外,各项试验应在下列条件下进行:
a)温度:20℃±5℃;
b)相对湿度:不大于75%;
c)气压:86kPa~106kPa。
4.2参数测量公差
相对于规定值或实际值,所有控制值或测量值的准确度应在下述公差范围内:
a)电压:±0.2%;
b)电流:±1%;
c)温度:±2℃;
d)时间:±0.1%;
e)容量:±1%。
上述上述公差包含了所用测量仪器的准确度、所采用的测试方法以及测试过程中引入的
所有其他误差。选择模拟仪器可参见GB/T7676,选择数字仪器可参见IEC60485。在任何
一份记录结果的报告中都应提供所使用的测试设备的详细资料。
4.3测试用充放电程序
4.3.1测试用充电程序
电池或电池组可采用下列方法之一进行充电:
a)制造商规定的方法;
b)电池或电池组以0.2It充电至充电限制电压(Ucl)时,改为恒压充电,直到充电电流
小于或等于0.02It,停止充电。
注1:在充电前电池或电池组先按照4.3.2规定的方法进行放电,并静置30min;
注2:优先推荐采用方法a),当不可获得方法a)的信息时,可采用方法b)。
4.3.2测试用放电程序
电池或电池组以推荐放电电流(Idr)进行恒流放电至终止电压(Ude)。
4.4型式试验
除非另有说明,本文件规定的试验均为型式试验。
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GB/T××××—××××
4.4.1样品的要求
除非另有规定,被测试样品应当是客户将要接受的产品的代表性样品,包括小批量试产
样品或是准备向客户交货的产品。
若试验需要引入导线测试或连接时,引入导线测试或连接产生的总电阻应小于20mΩ。
注:导线的电阻率温度系数小于5×10-3℃-1,如康铜线等。
4.4.2样品的数量
除特殊说明外,每个试验项目的样品为3个。
4.4.3试验项目
表1为电池和电池组的型式试验项目。
表1型式试验项目和样品
要求及试验方法样品数量
序号试验项目
章条号电池电池组
1初始容量5.1全部全部
2高温容量5.233
3
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