矿用隔爆(兼本安)型锂离子蓄电池电源安全技术要求

矿用隔爆（兼本安）型锂离子蓄电池电源安全技术要求

（第二次征求意见稿）

随着煤炭工业的发展和矿山装备技术进步，监测通信系统、紧急避险设施、井下运输车辆等对防爆电源的容量要求越来越高，同时GB3836.2-2010《爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备》中明确禁止存在析氢危险的蓄电池在隔爆外壳内使用。为满足目前煤矿装备的迫切需要，在充分研究、反复征求各方面专家意见以及进行相关试验研究的基础上，制定本安全技术要求。

1 范围

本技术要求规定了矿用隔爆（兼本安）型锂离子蓄电池电源产品分类、型号命名、安全技术要求、检验规则等内容。

本技术要求适用于在煤矿井下使用的矿用隔爆（兼本安）型锂离子蓄电池电源的安全标志管理。

2 规范性引用文件

GB 3836.1-2010 爆炸性环境第1部分：设备通用要求

GB 3836.2-2010 爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备

GB 3836.4-2010 爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备

GB 14048.1-2006 低压开关设备和控制设备第1部分总则

MT/T 154.2-1996 煤矿用电器设备产品型号编制方法和管理办法MT/T 408-1995 煤矿用直流稳压电源

MT 209-1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求

MT/T 1051-2007 矿灯用锂离子蓄电池

MT/T 1078-2008 矿用本质安全输出直流电源

QC/T 743-2006 电动汽车用锂离子蓄电池

3 术语和定义

3.1 单体电池

构成蓄电池最小电气单元的电极和电解质的组合。

3.2 电池组

以串联方式连接起来，增加电压的两个或多个单体电池。

3.3 电池管理系统

通过采集、检测单体电池与热、电相关数据，对单体电池进行充放电管理、保护与控制的装臵。

3.4 矿用隔爆（兼本安）型锂离子蓄电池电源

能量存储、转换装臵，由隔爆外壳、单体电池或电池组、电池管理系统等组成。有时还可包括充电系统、放电系统、显示系统、电源输入系统、电源输出系统等。

4．产品分类

4.1 按用途分

a）监测通信系统用后备电源，包括监测监控、人员管理、通信系统等后备电源；

b）紧急避险设施用后备电源，包括避难硐室、可移动式救生舱等后备电源；

c）运输车辆用电源，包括防爆蓄电池电机车、防爆无轨胶轮车、单轨吊等用电源；

d）防爆柴油机起动机用电源。

4.2 按使用类型分

a）后备电源；

b）动力电源。

5 产品名称与型号

5.1 产品名称

矿用隔爆（兼本安）型锂离子蓄电池电源。

5.2 防爆标志

ExdI 或Exd[ib]I

5.3 产品型号

6 技术参数

至少应包括以下技术参数：

（1）单体电池标称电压，V；

（2）单体电池额定容量，Ah；

（3）单体电池允许最大充电电压，V；

（4）单体电池允许最低放电截止电压，V；

（5）单体电池最大允许充电电流，A；

（6）单体电池最大允许放电电流，A；

（7）单体电池数量；

（8）电源的额定能量，Wh；

（9）电源额定输出电压（多电压输出为最大额定输出电压），V；

（10）电源额定输出电流（多电压输出为最大额定输出电流），A；

（11）电源输出过流保护电流，A；

（12）电源额定输入电压范围，V；

（13）电源额定输入电流范围，A。

7 基本技术要求

7.1 单体电池应满足以下要求：

7.1.1 应为安全性能较高的锂离子蓄电池，如磷酸铁锂蓄电池等，并采用软包装或使用塑料壳体材料。

7.1.2 监测通信系统和紧急避险设施用电源中单体电池的容量不超过60Ah，运输车辆用电源和柴油机起动机用电源中单体电池的容量不超过100Ah。

7.1.3 单体电池及电池组的安全性能应满足QC/T743-2006中5.1.11和5.2.7的要求，其中过充性能应满足MT/T 1051-2007中4.4.3的规定，加热性能应满足QC/T743-2006和MT/T 1051-2007中严酷的规定（即试验时间2h、试验温度130℃）。此外，单体电池及电池组的安全性能应满足还应满足MT/T 1051-2007中4.4.4条强制放电、4.4.7条重物冲击的要求。

7.1.4 在充、放电过程中单体电池的最高温度不应超过70℃。

7.2 电池组应满足以下条件：

7.2.1 电池组中的单体电池应采用串联方式。

7.2.2 构成电池组的单体电池类型、规格、技术参数应一致，并为同一制造厂家生产的产品。

7.3 电源应具备防爆安全性能，采用隔爆或隔爆兼本安的防爆型式，并

满足以下要求：

7.3.1 防爆结构和性能应满足GB3836.1~4-2010的要求，其中放臵电池的隔爆腔体须进行压力不小于1.5Mpa的静压试验。

7.3.2 单体电池或电池组应放臵在独立的隔爆腔内，隔爆腔内不应放臵除电池管理系统中检测单体电池温度的传感元件外的其他电气元件。

7.3.3 隔爆腔内不允许单体电池或电池组任何形式的并联。

7.4 电源应具备电池管理系统，并满足以下基本要求：

7.4.1 应对所有单体电池的电压和表面温度，电池组的电压、电流、电池组容量等参数进行检测和显示，误差应满足表1的要求。

7.4.2 应具备单体电池过充电压保护，保证单体电池的电压不高于其最高允许电压。

7.4.3 应具备单体电池过充电压保护失效报警或显示功能，当单体电池过充电压保护失效时应声光报警或显示。

7.4.4 应具备单体电池过放电压保护，保证单体电池的电压不低于其最低允许电压。

7.4.5 应具备单体电池过放电压保护失效报警或显示功能，当单体电池过放电压保护失效时应声光报警或显示。

7.4.6应具备充电过流保护，当单体电池充电电流大于最高允许电流时，应在100ms内断开与充电器连接，停止充电并在10s内声光报警或显示。

7.4.7应具备放电过流保护，当电池组放电电流大于最大允许放电电流时，应在100ms内断开与用电设备连接，停止放电，并在10s内声光报警或显示。

7.4.8 应具备输出短路保护，当发生外部电路短路时，应在50ms内断开