1、礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源安全技術(shù)要求（試行稿）隨著煤炭工業(yè)發(fā)展和礦山裝備技術(shù)進(jìn)步，監(jiān)測(cè)通信系統(tǒng)、緊急避險(xiǎn)設(shè)施、井下運(yùn)輸車輛等對(duì)防爆電源的容量要求越來(lái)越高，同時(shí)GB3836.2-2010爆炸性環(huán)境 第2部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備中明確禁止“在正常使用時(shí)可能釋放電解氣體的電池”在隔爆外殼內(nèi)使用。為滿足目前煤礦裝備的迫切需要，在充分研究、反復(fù)征求各方面專家意見(jiàn)以及進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，制定本安全技術(shù)要求。1 范圍本技術(shù)要求規(guī)定了礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源產(chǎn)品分類、型號(hào)命名、安全技術(shù)要求、檢驗(yàn)規(guī)則等內(nèi)容。本技術(shù)要求適用于在煤礦井下使用的礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電

2、源的安全標(biāo)志管理。2 規(guī)范性引用文件GB 3836.1-2010 爆炸性環(huán)境 第1部分：設(shè)備 通用要求GB 3836.2-2010 爆炸性環(huán)境 第2部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備GB 3836.3-2010 爆炸性環(huán)境 第3部分：由增安型“e”保護(hù)的設(shè)備GB 3836.4-2010 爆炸性環(huán)境 第4部分：由本質(zhì)安全型“i”保護(hù)的設(shè)備GB 14048.1-2006 低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分總則MT/T 154.2-1996 煤礦用電器設(shè)備產(chǎn)品型號(hào)編制方法和管理辦法MT/T 408-1995 煤礦用直流穩(wěn)壓電源MT 209-1990 煤礦通信、檢測(cè)、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求MT/T

3、1051-2007 礦燈用鋰離子蓄電池MT/T 1078-2008 礦用本質(zhì)安全輸出直流電源QC/T 743-2006 電動(dòng)汽車用鋰離子蓄電池3 術(shù)語(yǔ)和定義3.1 單體電池構(gòu)成蓄電池最小電氣單元的電極和電解質(zhì)的組合。3.2 電池組以串聯(lián)方式連接起來(lái)，增加電壓的兩個(gè)或兩個(gè)以上單體電池。3.3 電池管理系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)單體電池與熱、電相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)單體電池或電池組進(jìn)行充放電管理、保護(hù)與控制的裝置。3.4 礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源能量存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換裝置，由隔爆外殼、單體電池或電池組、電池管理系統(tǒng)等組成。有時(shí)還可包括充電系統(tǒng)、放電系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、電源輸入系統(tǒng)、電源輸出系統(tǒng)等。3.5 電池的荷電狀態(tài)（

4、SOC）電池剩余容量與額定容量的百分比。4產(chǎn)品分類4.1 按用途分（1）監(jiān)測(cè)通信系統(tǒng)用后備電源，包括安全監(jiān)控、人員管理、通信等系統(tǒng)后備電源；（2）緊急避險(xiǎn)設(shè)施用后備電源，包括避難硐室、可移動(dòng)式救生艙等后備電源；（3）運(yùn)輸車輛用電源，包括防爆蓄電池電機(jī)車、防爆無(wú)軌膠輪車、單軌吊等用動(dòng)力電源；（4）防爆柴油機(jī)起動(dòng)機(jī)用電源；（5）其它。4.2 按使用類型分（1）后備電源；（2）動(dòng)力電源。5 產(chǎn)品名稱與型號(hào)5.1 產(chǎn)品名稱礦用隔爆（兼本安）型鋰離子蓄電池電源。5.2 防爆標(biāo)志ExdI 或ExdibI。5.3 產(chǎn)品型號(hào)6 技術(shù)參數(shù)至少應(yīng)包括以下技術(shù)參數(shù)：（1）單體電池標(biāo)稱電壓，V；（2）單體電池標(biāo)稱容量

5、，Ah；（3）單體電池允許最大充電電壓，V；（4）單體電池允許最低放電截止電壓，V；（5）單體電池最大允許充電電流，A；（6）單體電池最大允許放電電流，A；（7）單體電池?cái)?shù)量；（8）單體電池最高允許工作溫度，；（9）電池組的標(biāo)稱容量，Ah；（10）電池組的最低允許使用容量，Ah；（11）電池組的標(biāo)稱能量，Wh；（12）電源額定輸出電壓（多電壓輸出為最大額定輸出電壓），V；（13）電源額定輸出電流（多電壓輸出為最大額定輸出電流），A；（14）電源輸出過(guò)流保護(hù)電流，A；（15）電源額定輸入電壓范圍，V；（16）電源額定輸入電流范圍，A。7 基本技術(shù)要求7.1 單體電池應(yīng)滿足以下基本要求：7.1.1

6、 應(yīng)為安全性能較高的鋰離子蓄電池，如磷酸鐵鋰蓄電池等，宜采用軟包裝或使用塑料殼體材料。7.1.2 監(jiān)測(cè)通信系統(tǒng)和緊急避險(xiǎn)設(shè)施用電源中單體電池的標(biāo)稱容量不超過(guò)60Ah，運(yùn)輸車輛用電源、柴油機(jī)起動(dòng)機(jī)用電源及其它電源中單體電池的標(biāo)稱容量不超過(guò)100Ah。 7.1.3 單體電池的安全性能應(yīng)滿足QC/T743-2006中5.1.11的要求，其中過(guò)充性能應(yīng)滿足MT/T 1051-2007中4.4.3的規(guī)定，加熱性能應(yīng)滿足QC/T743-2006和MT/T 1051-2007中嚴(yán)酷的規(guī)定（即試驗(yàn)時(shí)間2h、試驗(yàn)溫度130）。此外，還應(yīng)滿足MT/T 1051-2007中4.4.4條強(qiáng)制放電、4.4.7條重物沖擊

7、的要求。7.1.4 在充、放電過(guò)程中單體電池的最高溫度不應(yīng)超過(guò)60。7.1.5 單體電池的泄壓裝置應(yīng)能可靠開(kāi)啟，開(kāi)啟壓力由產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。7.1.6 單體電池的實(shí)際容量應(yīng)不低于其標(biāo)稱容量，且不高于標(biāo)稱容量的110%。7.2 電池組應(yīng)滿足以下條件：7.2.1 電池組中的單體電池應(yīng)采用串聯(lián)方式。7.2.2 構(gòu)成電池組的單體電池類型、規(guī)格、技術(shù)參數(shù)應(yīng)一致，并為同一制造廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品。7.2.3電池組的安全性能應(yīng)滿足QC/T743-2006中5.2.7的要求，其中過(guò)充性能應(yīng)滿足MT/T 1051-2007中4.4.3的規(guī)定，加熱性能應(yīng)滿足QC/T743-2006和MT/T 1051-2007中嚴(yán)酷的

8、規(guī)定（即試驗(yàn)時(shí)間2h、試驗(yàn)溫度130）。此外，還應(yīng)滿足MT/T 1051-2007中4.4.4條強(qiáng)制放電、4.4.7條重物沖擊的要求。7.2.4電池組的實(shí)際容量應(yīng)不低于其標(biāo)稱容量，且不高于標(biāo)稱容量的10%。7.3 電源應(yīng)具備防爆安全性能，采用隔爆或隔爆兼本安的防爆型式，并滿足以下要求：7.3.1 防爆結(jié)構(gòu)和性能應(yīng)滿足GB3836.14-2010的要求，其中放置電池的隔爆腔體應(yīng)能承受不小于1.5MPa的靜壓試驗(yàn)。7.3.2 單體電池或電池組應(yīng)放置在獨(dú)立的隔爆腔內(nèi)，且該隔爆腔內(nèi)不應(yīng)放置除電池管理系統(tǒng)中檢測(cè)單體電池溫度的傳感元件和防止鋰電池安裝時(shí)發(fā)生短路的熔斷器以外的其他電氣元件。7.3.3 隔爆腔

9、內(nèi)不允許單體電池或電池組以任何形式的并聯(lián)連接。7.4 電源應(yīng)具備電池管理系統(tǒng)，并滿足以下基本要求：7.4.1 應(yīng)對(duì)所有單體電池的電壓和表面溫度，電池組的電壓、電流、電池容量等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，誤差應(yīng)滿足表1的要求。測(cè)量信息的顯示和故障報(bào)警功能應(yīng)滿足實(shí)際需要。表1 電池（組）參數(shù)測(cè)量誤差要求參數(shù)單體電池電壓值單體電池溫度電池組電流電池組電壓電池容量誤差2%3%2%2%6%注 1：對(duì)于塑料殼體的鋰離子蓄電池，電池溫度測(cè)量應(yīng)選擇在電池極耳處。 2：誤差應(yīng)為測(cè)量值的百分?jǐn)?shù)。7.4.2 應(yīng)具有單體電池過(guò)充電壓保護(hù)功能。7.4.3 應(yīng)具有單體電池過(guò)充電壓保護(hù)失效檢測(cè)功能。7.4.4 應(yīng)具有單體電池過(guò)放電壓保護(hù)

10、功能。7.4.5 應(yīng)具有單體電池過(guò)放電壓保護(hù)失效檢測(cè)功能。7.4.6應(yīng)具有充電過(guò)流保護(hù)功能。7.4.7應(yīng)具有放電過(guò)流保護(hù)功能。7.4.8 應(yīng)具有輸出短路保護(hù)功能。7.4.9 應(yīng)具有溫度保護(hù)功能。7.4.10 應(yīng)具有均衡充電控制功能。7.4.11 應(yīng)具有耐充電電源極性反接的功能（僅限于直流供電）。7.4.12應(yīng)具有電池信息采集線開(kāi)路的自檢功能。7.5 電源的電氣安全性能應(yīng)滿足以下要求：7.5.1 絕緣電阻和介電強(qiáng)度應(yīng)符合MT/T 1078-2008中4.9的規(guī)定。7.5.2 泄漏電流應(yīng)符合MT/T 408-1995中4.8.3的規(guī)定。7.6 電源的電氣性能應(yīng)符合以下要求：7.6.1 監(jiān)測(cè)通信系統(tǒng)

11、用后備電源的主要技術(shù)指標(biāo)與功能應(yīng)符合MT/T 1078-2008中4.4和4.5的規(guī)定；井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施用電源的工作（放電）時(shí)間應(yīng)符合相關(guān)國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并可定期通過(guò)自動(dòng)放電來(lái)測(cè)量電池組的實(shí)際容量，且可在電池組實(shí)際容量小于最低允許使用容量時(shí)報(bào)警或顯示；運(yùn)輸車輛用電源的技術(shù)指標(biāo)與功能應(yīng)符合QC/T 743-2006的規(guī)定；防爆柴油機(jī)起動(dòng)機(jī)用電源的技術(shù)指標(biāo)與功能應(yīng)滿足柴油機(jī)起動(dòng)機(jī)的要求。7.6.2 工作穩(wěn)定性應(yīng)符合MT/T 1078-2008中4.11的規(guī)定。7.6.3 環(huán)境適應(yīng)性應(yīng)符合MT/T 1078-2008中4.14的規(guī)定，其主要技術(shù)指標(biāo)和功能應(yīng)滿足7.4.17.4.10和MT/T

12、1078-2008的規(guī)定。7.7 當(dāng)電源包含充電、放電、電源輸入、電源輸出、冷卻等系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。8 試驗(yàn)條件8.1 試驗(yàn)條件除另有規(guī)定外，試驗(yàn)應(yīng)在以下環(huán)境條件下進(jìn)行：（1）環(huán)境溫度：1535；（2）相對(duì)濕度：45%75%； （3）大氣壓力：86106kPa。8.2 測(cè)量?jī)x器與設(shè)備8.2.1 一般要求（1）計(jì)量?jī)x器的準(zhǔn)確度和測(cè)量范圍應(yīng)能保證所測(cè)指標(biāo)的精度。（2）測(cè)量?jī)x器和設(shè)備的選用應(yīng)符合所測(cè)的特性。8.2.2 主要測(cè)量?jī)x器和設(shè)備（1）測(cè)量電壓、電流、時(shí)間用儀表誤差不低于±1%；（2）測(cè)量溫度用儀表誤差不低于±1%；（3）測(cè)量容量用儀表誤差不低于滿量程的0.1%

13、；（4）被測(cè)電源本身不含顯示、報(bào)警裝置的，生產(chǎn)廠家應(yīng)提供相關(guān)配套設(shè)備。9 檢驗(yàn)方法9.1 單體電池的類型、規(guī)格及電池組構(gòu)成，采用目測(cè)檢查。9.2 單體電池和電池組的安全性能，按QC/T743-2006中6.2.12、6.3.8和MT/T 1051-2007中5.6.4、5.6.5和5.6.7條規(guī)定進(jìn)行。9.3 單體電池或電池組放置方式的檢驗(yàn)，采用目測(cè)檢查。9.4 防爆性能和結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)，執(zhí)行GB3836.14-2010的相關(guān)規(guī)定。9.5 在鋰離子蓄電池的空外殼內(nèi)施加企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的壓力（5次），檢查泄壓裝置是否可靠開(kāi)啟。9.6 單體電池容量應(yīng)根據(jù)MT/T1051-2007中5.4.2條規(guī)定進(jìn)行。9

14、.7 電池管理系統(tǒng)測(cè)試9.7.1在檢測(cè)過(guò)程中，需要連接配套設(shè)備、更改電源技術(shù)參數(shù)或調(diào)整電池管理系統(tǒng)功能時(shí)，如調(diào)整充電電流、電壓、拆除保護(hù)等，電源生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)予以配合。9.7.2 根據(jù)電源充電和放電要求，配備相應(yīng)的充電和放電設(shè)備；電源自帶充電功能時(shí)可不配充電設(shè)備。9.7.3 各單體電池上連接電壓測(cè)試設(shè)備。9.7.4 各單體電池上連接溫度測(cè)試設(shè)備。9.7.5 充電模式在充電回路中串聯(lián)電流測(cè)試和容量測(cè)試設(shè)備，啟動(dòng)充電設(shè)備，按產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定充電方式充電。充電過(guò)程中不允許被測(cè)設(shè)備放電。9.7.6 放電模式在放電回路中串聯(lián)電流測(cè)試和容量測(cè)試設(shè)備，啟動(dòng)放電設(shè)備，以電源額定輸出電流放電。放電過(guò)程中不允許對(duì)被

15、測(cè)設(shè)備充電。9.7.7 充電過(guò)程中電池管理系統(tǒng)測(cè)試9.7.7.1以9.7.6方式放電，至電源的單體電池過(guò)放電壓保護(hù)動(dòng)作。9.7.7.2以9.7.5方式充電至SOC為90%時(shí)停止充電，將其中電壓最低的單體電池以電源額定輸出電流放電，至SOC為87%，停止放電；以9.7.5方式充電至電源單體電池過(guò)充電壓保護(hù)。試驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)測(cè)各單體電池的電壓、電池組的充電電流、各單體電池的溫度。各單體電池和電池組的指標(biāo)應(yīng)符合產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的要求。充電過(guò)程中，在電源充電開(kāi)始、SOC為20%、40%、60%、80%和充電結(jié)束6個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)電源顯示的各單體電池電壓、各單體電池溫度、電池組電壓、充電電流等與檢測(cè)值比較，誤差應(yīng)滿

16、足7.4.1的要求。充電過(guò)程結(jié)束1h時(shí)，測(cè)量各單體電池電壓值，各單體電池中最高電壓與最低電壓值差值應(yīng)不大于最低單體電池電壓值的2%。9.7.8 放電過(guò)程中電池管理系統(tǒng)測(cè)試9.7.8.1 以9.7.5方式充電，至電源單體電池過(guò)充電壓保護(hù)。9.7.8.2 以9.7.6方式放電，至電源單體電池過(guò)放電壓保護(hù)。監(jiān)測(cè)各單體電池的電壓、電池組的放電電流、各單體電池的溫度。各單體電池和電池組的指標(biāo)應(yīng)符合產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的要求。放電過(guò)程中，在電源放電開(kāi)始、SOC為80%、60%、40%、20%和放電結(jié)束6個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)電源顯示的各單體電池電壓、各單體電池溫度、電池組電壓、放電電流等與檢測(cè)值比較，誤差應(yīng)滿足7.4.1的

17、要求。容量檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)值與電源的放電容量顯示值比較，誤差應(yīng)滿足7.4.1要求。容量檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)值應(yīng)不小于電源額定容量，且不大于額定容量的110%。9.7.9 單體電池過(guò)充電壓保護(hù)失效檢測(cè)將電源按照9.6.5充電至單體電池過(guò)充電壓保護(hù)動(dòng)作，使該保護(hù)電路失效。啟動(dòng)充電設(shè)備（充電電流不高于電源額定充電電流的20%，各單體電池的電壓不高于最大允許充電電壓的3%），當(dāng)電源中某只單體電池電壓在100103%最高允許電壓范圍內(nèi)，應(yīng)有報(bào)警或顯示。9.7.10 單體電池過(guò)放電壓保護(hù)失效檢測(cè)將電源按照9.7.6放電至單體電池過(guò)放電壓保護(hù)動(dòng)作，使該保護(hù)電路失效。啟動(dòng)放電設(shè)備（放電電流不高于電源額定輸出電流的20%，

18、各單體電池的電壓不低于最低放電截止電壓的3%），當(dāng)電源中任意一只單體電池電壓在97100%最低放電截止電壓范圍內(nèi)，應(yīng)有報(bào)警或顯示。9.7.11充電過(guò)流保護(hù)測(cè)試將電源按照9.7.5充電，至SOC為70%，增加充電設(shè)備的輸出電流至電池組最高允許充電電流值的110%，電源應(yīng)實(shí)現(xiàn)充電過(guò)流保護(hù)，在100ms內(nèi)斷開(kāi)與充電器連接，停止充電，并在10s內(nèi)報(bào)警或顯示。9.7.12放電過(guò)流保護(hù)測(cè)試以9.7.6方式放電，至SOC為70%，在電源的輸出端施加過(guò)流檢測(cè)負(fù)載，使電源輸出電流為過(guò)流保護(hù)值的120%，電源應(yīng)實(shí)現(xiàn)放電過(guò)流保護(hù)，在100ms內(nèi)斷開(kāi)與用電設(shè)備連接，停止放電，并在10s內(nèi)報(bào)警或顯示。9.7.13 輸出

19、短路保護(hù)測(cè)試以9.7.6方式放電，至SOC為70%，在電源的輸出端施加短路檢測(cè)負(fù)載（外部線路電阻應(yīng)小于5m），使電源輸出處于短路狀態(tài)，電源應(yīng)實(shí)現(xiàn)放電短路保護(hù)，50ms內(nèi)斷開(kāi)與用電設(shè)備連接，停止放電，并在10s內(nèi)報(bào)警或顯示。9.7.14 超溫保護(hù)功能測(cè)試使電源處于放電工作狀態(tài)并監(jiān)測(cè)放電電流，抽取電源某只單體電池溫度檢測(cè)元件置于溫箱中。調(diào)整溫箱中的溫度至產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的單體電池最高表面溫度的97%，電源應(yīng)處于正常工作狀態(tài)；調(diào)整溫箱中的溫度至產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的單體電池最高表面溫度的103%，電源應(yīng)實(shí)現(xiàn)超溫保護(hù)，100ms內(nèi)斷開(kāi)與用電設(shè)備連接，停止放電，并在10s內(nèi)報(bào)警或顯示。9.7.15 耐供電電源極性反接功能測(cè)試將供電電源極性反接，啟動(dòng)供電設(shè)備，持續(xù)1min，關(guān)閉供電設(shè)備。試驗(yàn)結(jié)束后，按照9.7.7和9.7.8的方法測(cè)試，應(yīng)滿足7.4.1條的要求。9.7.16 信息采集線斷線保護(hù)斷開(kāi)電池電壓和溫度采集線各一根，應(yīng)顯示出相應(yīng)故障類型及故障點(diǎn)。9.7.17 容量自檢功能測(cè)試（僅限于井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施用電源）以9.7.5方法充電，至單體電池過(guò)充電壓保護(hù)動(dòng)作。將其中一只電池按照電源額定放電電流放電，至企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電池組的最低允許使用容量的90%；啟動(dòng)容量自檢功能至自檢結(jié)束，應(yīng)報(bào)警或顯示電池組容量不足故障。9.8 依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)7.5、7