ICS29.220.99

CCSK82

團體標準

T/CIAPS0021—2023

服務機器人用鋰離子電池和電池組技術規(guī)范

TechnicalSpecificationforlithium-ioncellandbatterypackforservicerobots

2023年3月10日發(fā)布2023年4月1日實施

中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會發(fā)布

T/CIAPS0021—2023

服務機器人用鋰離子電池和電池組技術規(guī)范

1范圍

本標準規(guī)定了樓宇間服務機器人用鋰離子電池和電池組技術要求、電池接口安全實驗要求、通信

協(xié)議規(guī)范要求、電池（組）安全實驗方法、試驗規(guī)范、一般電性能實驗方法。

本標準適用于樓宇間服務機器人用鋰離子電池和電池組(以下簡稱為電池和電池組)模組，模組容

量范圍（24V/48V,30Ah/50Ah/100Ah）。

本標準中樓宇間服務機器人包括但不限于以下幾類：醫(yī)療服務機器人、公共服務機器人、送餐機

器人、大廳引導機器人、商業(yè)清掃機器人等。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適

用于本文件。

GB4208-2008外殼防護等級（IP代碼）

GB4943.1-2011信息技術設備.安全.第1部分:通用要求標準

GB13140.2家用和類似用途低壓電路用的連接器件第二部分

GB31241-2014便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組安全要求

GB/T2423.7-2018環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Ec：粗率操作造成的沖擊

GB/T2423.55-2006電工電子產品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法：試驗eh：錘擊試驗

GB/T3956-2008電纜的導體

GB/T4207-2012固體絕緣材料耐電痕化指數(shù)和相比電痕化指數(shù)的測定方法

GB/T5169.5-2020電工電子產品著火危險試驗第5部分：試驗火焰針焰試驗方法裝置、確認試驗

方法和導則

GB/T5169.10-2017電工電子產品著火危險試驗第10部分：灼熱絲/熱絲基本試驗方法灼熱絲裝

置和通用試驗方法

GB/T7676直接作用模擬指示電表及其附件

GB/T9799-2011金屬及其他無機覆蓋層鋼鐵上經過處理的鋅電鍍層

GB/T16842-2008外殼對人和設備的防護檢驗用試具

GB/T18213-2000低頻電纜和電線無鍍層和有鍍層銅導體電阻計算導則

IEC60485數(shù)字電子直流電壓表和直流電子模數(shù)轉換器（Digitalelectronicd.c.voltmeters

andd.c.electronicanalogue-to-digitalconverters）

IEC60695-10-2:2003球壓試驗（TheBallPressureTest）

ANSI/TIA/EIA-485A-1998用于平衡數(shù)字多點系統(tǒng)的發(fā)生器和接收器的電氣特性(Electrical

CharacteristicsofGeneratorsandReceiversforUseinBalancedDigitalMultipoint

Systems)

TISLLA036DMarch2007–RevisedAugust2008

1

T/CIAPS0021—2023

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1連接connection

兩根或多根導線之間的電氣連接或者一導電部件與一根或多根導線之間的電氣連接。

3.2端接junction

兩個或多個導線端點之間的連接。

3.3分接tapping

一根導線（分接導線）的端點與另一根導線（主導線）上的任何點的連接。

3.4連接器件connectingdevice

由一個或多個端子及絕緣和/或附件（必要時）組成的能連接兩根或多根導線的器件。

3.5端子terminal

由一個或多個夾緊件及絕緣（必要時）組成的一個極的導電部件。

3.6夾緊件clampingunit

在端子中對導線進行機械夾緊和電氣連接所必須的部件，包括保證正常接觸壓力所必須的部件。

3.7輔件ancillarypart

在連接器件中提供電氣和機械保護和/或安裝的部件，如底座、外殼、安裝條等。

3.8額定連接容量ratedconnectingcapacity

由連接器件制造商規(guī)定的可連接的硬線最大橫截面積。對于僅使用軟線的連接器件，其額定連接

容量就是可連接的軟線最大橫截面積。

3.9額定絕緣電壓ratedinsulationvoltage

參考電介質電壓試驗和爬電距離而定的元件、器件或設備部件的電壓。

3.10額定電流ratedcurrent

制造商給器件規(guī)定的電流。

3.11電氣間隙clearance

兩個導電部件之間在空氣中的最短距離。

3.12爬電距離creepagedistance

兩個導電部件之間沿絕緣材料表面測得的最短距離。

3.13環(huán)境溫度ambienttemperature

連接器件及其外殼（如果有的話）四周的空氣溫度。

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T/CIAPS0021—2023

3.14溫升temperaturerise

在試驗規(guī)范規(guī)定的負載下測得的受試部件及其外殼（如果有的話）的溫度與環(huán)境溫度之差值。

3.15多路端子器件multiwayterminaldevice

裝在同一絕緣材料基座上的由互相絕緣的多個端子組成的連接器件。這種器件可由使用者分成一

個或多個端子組成。

3.16未經特別處理的導線unpreparedconductor

為插入端子而剪斷并剝去一定長度絕緣層的導線。

注：插入端子前對導線進行的整形或對多股導線端頭的絞股，都可認為是未經特別處理的導線。

3.17幀frame

組成一條完整信息的數(shù)據(jù)字節(jié)集合。

4縮略語和符號

下列符號和縮略語適用于本文件。

4.1縮略語

PCP：全稱IPPayloadCompressionProtocol（IP載荷壓縮協(xié)議，簡稱PCP），是一個減少IP數(shù)據(jù)報長

度的協(xié)議。

Modbus：一種串行通信協(xié)議，現(xiàn)在是工業(yè)電子設備之間常用的連接方式。

MQTT：基于客戶端-服務器的消息發(fā)布/訂閱傳輸協(xié)議。

4.2符號

：推薦充電電流（標準充電電流）；

：推薦放電電流（標準放電電流）；

???

：最大連續(xù)充電電流；

???

：最大連續(xù)放電電流；

???

：欠壓放電保護電壓（總電壓欠壓保護電壓）；

???

：放電保護電流（放電過電流保護）；

???

1C：電池組額定容量。

???

5試驗條件

5.1試驗的適用性

只有涉及安全性時才進行本標準規(guī)定的試驗。

在標準內容約定某一類電池或電池組因為產品的設計、結構、功能上的制約而明確對該產品的試

驗不適用時，可不進行該試驗。如因受產品設計、構造或功能上的制約而無法對電池或電池組進行試

驗，而這種試驗又必須實施時，可連同使用該電池或電池組的電子產品、該電子產品附屬的充電器或

構成該電子產品一部分的零部件，與電池或電池組一起進行相關試驗。

注：若便攜式電子產品及其附帶的充電器或者構成其一部分的零部件來自該電池或電池組的制造商或者電子產品

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T/CIAPS0021—2023

的制造商，則由該制造商提供操作說明。

除非另有規(guī)定，測試完成后的樣品不要求還能正常使用。

5.2試驗的環(huán)境條件

除非另有規(guī)定，試驗一般在下列條件下進行：

a)溫度：20±5℃；

b)相對濕度：不大于75%；

c)氣壓：86kPa~106kPa。

5.3參數(shù)測量公差

相對于規(guī)定值或實際值，所有控制值或測量值的準確度應在下述公差范圍內：

a)電壓：±1%；

b)電流：±1%；

c)溫度：±2℃；

d)時間：±0.1%；

e)容量：±1%。

上述公差包含了所用測量儀器的準確度、所采用的測試方法以及測試過程中引入的所有其他誤差。

選擇模擬儀器可按照GB/T7676,選擇數(shù)字儀器可按照IEC60485。在任何一份記錄結果的報告都應提

供所使用的測試設備的詳細資料。

5.4溫度測量方法

采用熱電偶法來測量電池或電池組的表面溫度。溫度測試點應位于電池或電池組的幾何中心表面

或側邊接觸點及其他位置，選取溫度最高點作為試驗判定依據(jù)。

5.5測試用充放電程序

5.5.1測試用充電程序

室溫下，電池或電池組先按照制造商規(guī)定的方法放電至放電截止電壓，擱置1h（或制造商提供的

不大于1h的擱置時間），電池或電池組按制造商規(guī)定的方法進行充電。

若制造商未提供充電方法，則依據(jù)以下方法充電：以1C電流恒流充電至制造商技術條件中規(guī)定的

充電終止電壓時轉恒壓充電，至充電電流降至0.05C時停止充電，充電后擱置1h（或制造商提供的不大

于1h的擱置時間）。

5.5.2測試用放電程序

室溫下，電池或電池組按制造商規(guī)定的方法進行恒流放電至放電截止電壓。

5.6模擬故障或異常工作條件

當要求施加模擬故障或異常工作條件，應依次施加，一次模擬一個故障。對由模擬故障或異常工

作條件直接導致的故障被認為是模擬故障或異常工作條件的一部分。

當設置某單一故障時，這個單一故障包括任何元器件的失效。

應通過電路板檢查、電路圖分析和元器件規(guī)范來合理預測可能會發(fā)生的故障條件,例如：

——半導體器件的短路和開路；

——電容器的短路和開路；

——限流器件的短路和開路；

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T/CIAPS0021—2023

——限壓器件的短路和開路；

——使集成電路形成功耗過大的內部故障。

5.7型式試驗

除非另有說明，本標準規(guī)定的試驗均為型式試驗。

5.7.1樣品的要求

除非另有規(guī)定，被測試樣品應當是客戶將要接受的產品的代表性樣品，包括小批量試產樣品或是

準備向客戶交貨的產品。

若試驗需要引入導線測試或連接時，引入導線測試或連接產生的總電阻應小于20mΩ。

5.7.2樣品的數(shù)量

除特殊說明外，每個試驗項目的樣品為3個。

5.7.3電池樣品容量測試

按照如下步驟測試室溫下電池樣品放電容量：

a)電池按5.5.1方法充電；

b)室溫下，電池或電池組按1C電流放電至任一單體電池電壓達到放電截止電壓；

c)計量放電容量（以Ah計）和放電比能量（以Wh/kg計）；

d)重復a)~c)5次,當連續(xù)3次試驗結果的極差小于額定容量的3%，可提前結束試驗，取最后3次試

驗結果平均值；

當對容量測試結果有異議時，可依據(jù)23℃+2℃的環(huán)境溫度作為仲裁條件重新測試。

5.7.4樣品的預處理

電池或電池組按照5.5規(guī)定的充放電程序進行兩個充放電循環(huán),充放電程序之間擱置10min。

注：對于電池樣品可同時進行容量測試。

5.7.5試驗項目

表1為電池（組）的型式試驗項目，“樣品”欄中阿拉伯數(shù)字為測試樣品編號。

表1電池（組）型式試驗

項目本標準章條號試驗內容樣品

5.7.3電池容量測試全部

試驗條件

5.7.4樣品預處理全部

10.1預充、預放1~3

10.2SOC與SOH4~6

10.3主機通信7~9

一般電性能試驗10.4充電最長保持時間10~12

10.5總電壓欠壓保護13~15

10.6放電過流保護等級16~18

10.7高低溫容量保持率19~21

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T/CIAPS0021—2023

10.8充電器與電池組通信22~24

11.1殼體應力25~27

11.2殼體承受壓力28~30

11.3殼體IP等級防水31~33

11.4電池組擠壓34~36

電池組安全試驗

11.5電池組機械沖擊37~39

11.6電池組振動40~42

11.7電池組自由跌落43~45

11.8電池組IP等級防水46~48

對廠商提供的標簽、說明書、材料等進行檢査和試驗。

5.7.6試驗判據(jù)

只有當某項試驗的受試樣品全部測試合格，才可判定該項試驗合格。

6一般電性能要求

6.1預充、預放

6.1.1預充

避免當電芯電壓較低時，初始大電流充電影響電芯壽命。

電池組充電開始時需通過電芯電壓判斷是先預充，還是直接進入正常標準充電過程。具體的門限

電壓由企業(yè)在電池安全充電范圍內自行設定。

6.1.2預放

避免容性負載導致瞬間電流過大，多次使用造成連接器老化、影響使用壽命。

電池組開始放電時需要有一段時間的小電流放電，然后再開始正常標準電流放電過程。具體的預

放電流大小、預放時間由企業(yè)基于實際使用情況自行設定。

6.2SOC和SOH

6.2.1充放電電流精度

電池組電流精度要求在±2%@FS以內。電池組SOC的動態(tài)變化一般基于實際容量即電流計算。

6.2.2SOC精度

SOC的精度需在±5%以內。就機器人對于電量的判斷而言，電量的準確性依賴于SOC的精度。

6.2.3SOC自學習

電池組在客戶后期使用過程中能夠自行完成SOC自學習。一般電池組出廠前需完成一次自學習，且

后續(xù)客戶使用過程中，在23~25℃溫度、一個完整充電循環(huán)條件下，能夠自行完成SOC自學習。

6.2.4SOC變化連續(xù)

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T/CIAPS0021—2023

由于機器人很大程度上依賴于現(xiàn)有電量以實現(xiàn)對電量的判斷，故電池組SOC的變化范圍為0%~100%，

且中間必須連續(xù)，不能出現(xiàn)SOC跳變的情況。

6.2.5SOC溫度變化特性

電池組SOC需隨溫度有適時調整，使SOC與電芯實際容量相接近。溫度變化會導致電池組可放電容

量變小，有些依賴于現(xiàn)有容量的SOC計算存在導致機器人對可用電量誤判的風險。

6.2.6SOH精度

SOH的精度需在±8%以內。SOH精度會影響機器人針對電池組性能判斷的準確性。

6.2.7SOH性能要求

一般磷酸鐵鋰電池要求1500次充放電之后，電池組的可放電（放電方法參照5.5.2規(guī)定的方法放電）

容量在60%以上。

SOH表征當前電池相對于新電池存儲電能的能力，以百分比的形式表示電池從壽命開始到壽命結束

期間所處的狀態(tài)，用來定量描述當前電池的性能狀態(tài)。

注：以下充放電循環(huán)次數(shù)要求均默認磷酸鐵鋰電池，如若為三元鋰電池，則按600次充放電循環(huán)進行要求；

6.3主機通信

電池組需能與機器人通信，實時獲取到電池組相關的電量信息、保護狀態(tài)等，在機器人實際使用

過程中，基于機器人智能化，可自行基于電池組狀態(tài)，做出合理行動預估。

6.4充電最長保持時間

電池組需設定充電最大時長保護，避免保護無效情況下，長時間充電造成電池損壞等安全隱患。

一般該時間設定為標準充電電流時長的2倍。

6.5總電壓欠壓保護

電池組需有總電壓過放欠壓保護，且優(yōu)先級高于單電池欠壓保護，主要避免因電池組內部接觸不

良導致總壓異常。

6.6放電過流保護等級

電池組需設定3級電流保護，基于可能在使用過程中含有特殊異常大電流情況下（如含有電機等），

機器人能夠繼續(xù)工作。

a)放電過電流保護1：一般平滑電流，保護時間默認（默認設定1s保護）；

b)放電過電流保護2：特殊脈沖大電流，電流大于放電過電流保護1，保護時間稍短于放電過電

流保護1；

c)放電過電流保護3：特殊脈沖大電流，電流大于放電過電流保護2，保護時間稍短于放電過電

流保護2；

6.7高低溫容量保持率

電池及電池組需有一定的高低溫容量保持能力，在可能需要的非室溫場景條件下能夠保持正常工

作。

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T/CIAPS0021—2023

a)在室溫下，電池及電池組放電容量應不低于額定容量，并且不超過額定容量的110%，同時所有

測試對象初始容量極差不大于初始容量極差平均值的10%；

b)在-20±2℃下的1C放電容量不低于初始容量的60%；

c)在55±2℃下的1C放電容量不低于初始容量的75%；

d)在55±2℃下100%SOC存儲7天后，其荷電保持率不低于初始容量的75%，容量恢復應不低于初始

容量的80%；

6.8充電器與電池組通信

充電器與電池組之間有握手通信控制，充電器通過對電池組的狀態(tài)獲取，以確認充電的模式、電

流大小等信息，達到快速充電以及安全充電的目的。

充電過程需經過如下：

a)充電器與待充電電池組握手（確認型號匹配）；

b)充電器獲取電池組狀態(tài)信息并判斷（基于溫度、電壓、狀態(tài)等進行判斷是否可以充電）；

c)充電器充電模式判定（或使用何種模式進行充電）。

7電池（組）安全要求

7.1殼體應力

按照11.1規(guī)定的方法進行殼體應力測試時，電池組應不爆炸、不起火、內部不發(fā)生明顯形變；

7.2殼體承受壓力

按照11.2規(guī)定的方法進行殼體承受壓力測試時，電池組應不破裂、不起火、不爆炸；

7.3殼體IP防水等級

按照11.3規(guī)定的方法進行電池組殼體IP等級防水測試時，電池組不起火、不爆炸。

7.4電池組擠壓

按照11.4規(guī)定的方法進行電池組擠壓測試時，電池組不起火、不爆炸。

7.5電池組機械沖擊

按照11.5規(guī)定的方法進行機械沖擊測試時，電池組不爆炸、不起火、內部不發(fā)生明顯形變；

7.6電池組振動

按照11.6規(guī)定的方法進行電池組測試時，電池組不泄露、不起火、不爆炸，放電容量不低于初始

容量的95%。

7.7電池組自由跌落

按照11.7規(guī)定的方法進行電池組自由跌落測試時，電池組不爆炸、不起火；

7.8電池組IP等級防水

按照11.8規(guī)定的方法進行電池組IP等級防水測試時，電池組不爆炸、不起火；

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T/CIAPS0021—2023

對于本標準中其它未提及安全要求項目，給出表2作為參考。在本表中，“√”表示在標準中涉及

的安全要求項目，“○”表示在標準中未涉及的安全要求項目。本標準中的“○”均參考GB31241-

2014中的要求和試驗方法。

表2電池（組）型式試驗

安全要求項目GB31241-2014本標準

低氣壓√○

溫度循環(huán)√○

振動√√

殼體應力○√

殼體承受壓力○√

擠壓○√

機械沖擊○√

加速度沖擊√○

跌落√√

應力消除√○

高溫√○

洗滌√√

阻燃要求√○

過壓充電√○

過流充電√○

過流放電○√

欠壓放電√√

過載√○

短路√○

反向充電√○

靜態(tài)放電√○

8電池接口要求

充電口、放電口或充放電口應選擇2芯連接器作為輸入輸出接口，其性能應滿足以下要求：

8.1接口類型

8.1.1接口硬件定義

接口硬件定義如表3：

表3硬件接口定義

接口序號接口標識描述試驗電流/A額定連接容量/mm2

1RS485-ARS485通信A

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T/CIAPS0021—2023

2RS485-BRS485通信B40.2

3EN使能

4IDID識別

5C+充電+

6C-充電-

7P+放電+25/50/1002.5/10/25

8P-放電-

8.1.2接口拓撲結構定義

接口拓撲分類如表4：

表4接口拓撲分類

拓撲編號描述說明拓撲圖示

1共正&充放同端圖1

2共正&充放不同端圖2

3共負&充放同端圖3

4共負&充放不同端圖4

圖1共正&充放同端

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圖2共正&充放不同端

圖3共負&充放同端

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T/CIAPS0021—2023

圖4共負&充放不同端

8.2接口通信協(xié)議

8.2.1通信設置

a)硬件設置：隔離式RS485；

b)適用電平：

1)兼容TTL電平（3.3V,5.0V）；

2)邏輯1：2線之間壓差2~6V；

邏輯0：2線之間壓差-2~-6V；

3)波特率：默認9600bps（可自動識別），8，N，1；

4)其他：無特殊說明的，則參照標準：TI發(fā)布《SLLA036DMarch2007–RevisedAugust

2008》；《ANSI/TIA/EIA-485A-1998》。

8.2.2通信協(xié)議：

參照本文件通信協(xié)議部分：參照本文件服務機器人通信協(xié)議附件D；

8.3接口適用說明

a)充電、放電同端口（通信可選，推薦使用）；

b)充電、放電不同端口（通信可選，推薦使用）。

8.4一般要求

連接器件的設計和制造應使其在正常使用中性能可靠，對使用者和周圍環(huán)境沒有危險。是否合格,

可通過全部規(guī)定的試驗來檢驗。

8.5主要特性

表5接口主要特性

主要特性推薦要求備注

耐壓等級≥500VDC

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T/CIAPS0021—2023

額定電流≥1.2InIn為其所適配的機器人的額定電流

接觸電阻≤1mΩ

允許瞬時電流≥5In

絕緣電阻≥1GΩ

溫升≤60℃/4h在額定電流條件下工作時每4小時溫升小于60℃

爬電距離≥6.14mm

使用溫度-20~120℃

金屬件銅H59或以上表面鍍金或其它具有同等導電接觸性能的材質

厚度≥0.03uM

外殼塑料PA66

外殼阻燃等級UL94-V0

防護等級IP40IP40為最低要求，具體情況根據(jù)機器人防護要求

確定

插拔力1.5~10Kg

8.5.1防觸電保護

防觸電保護的連接器件的結構應符合GB13140.2中的規(guī)定。在正確安裝并接上最小或最大橫截面

積的絕緣導線后，帶電部件應不可觸及。

連接器件的每個夾緊件，應接上規(guī)定的最小和最大橫截面積導線或夾緊件所能容納的最小和最大

組合導線。

8.5.2導線的連接

連接器件應能使導線正確接入,具體要求參照GB13140.2中的要求。

8.5.3結構

8.5.3.1接口結構應滿足GB13140.2中的規(guī)定。

8.5.3.2除符合GB13140.2要求的特定情況外，夾緊件在設計和結構上應能做到將導線牢牢地夾在

金屬表面之間。

8.5.3.3連接器件在設計和結構上應能做到：連接導線時任何導線的絕緣部分都不會與連接到不同極

性的另一導線的帶電部件相接觸。

8.5.3.4絕緣襯墊、擋板及類似部件應有足夠的機械強度，并應以可靠的方式固定。

8.5.3.5載流部件,包括所有端子，均應用金屬制成，該金屬在設備中出現(xiàn)的各種狀態(tài)下，應具有滿

足預期用途的機械強度、導電率和耐腐蝕性能。

在允許的溫度范圍內和在正常的化學污染條件下適用的金屬有：

a)銅；

b)對經過冷加工的部件，含銅量至少為58%的合金；對其他部件，含銅量至少為50%的合金；

c)鉻含量至少為13%、碳含量不大于0.09%的不銹鋼；

d)具有符合GB/T9799-2011規(guī)定的鍍鋅層的鋼，其鍍層厚度至少為：

5μm（ISO使用條件1）,對普通設備；

13

T/CIAPS0021—2023

8μm（ISO使用條件2）,對防滴型和防濺型設備；

12μm（ISO使用條件3），對防噴型設備。

e)具有符合GB/T9797-2005規(guī)定的鎳鉻鍍層的鋼，其鍍層厚度至少為：

10μm（ISO使用條件1）,對普通設備；

20μm（ISO使用條件2）,對防滴型和防濺型設備；

30μm（ISO使用條件3）,對防噴型設備。

f)具有符合GB/T12599-2002規(guī)定的鍍錫層的鋼，其鍍層厚度至少為：

12μm（ISO使用條件1）,對普通設備；

20μm（ISO使用條件2）,對防滴型和防濺型設備；

30μm（ISO使用條件3），對防噴型設備。

對于有可能受到機械磨損的載流部件，不得使用帶鍍層的鋼來制造。在潮濕環(huán)境下，不得使用彼

此間化學電勢差大的金屬來制造相互接觸的零部件。

注1：彈簧、彈性零件、夾緊件、夾緊螺釘及類似物，均不視為主要用作載流的部件。

注2：用鋁合金制成的載流部件要進行IEC61545[IEC61545:1996連接器件用于連接任何材料夾緊件中的鋁導線

和鋁本體夾緊件中的銅導線的連接器件。]的附加試驗。

8.5.3.6端子應能根據(jù)其額定連接容量，連接由制造廠規(guī)定根數(shù)和橫截面積的、符合GB/T3956--

2008中第5類或GB/T18213—2000要求的硬（實心或絞合）和軟導線或者相應的AWG導線。

8.5.3.7底座的固定裝置不得用作其他用途。

8.5.4耐老化、防潮、防固體異物進入及防水的有害進入應符合以下要求：

a)連接器件應具有耐老化性能；

b)連接器件應經受在正常使用中可能出現(xiàn)的潮濕條件；

c)連接器件應具備與其分類相應的防水有害進入的IP防護等級。

8.5.5絕緣電阻和電氣強度應符合以下要求：

a)連接器件應有足夠的絕緣電阻和良好的電氣強度；

b)對于連接器件按設計要求連接的所有導線的組合，所連接的導線與連接器件外表面之間絕緣

應是足夠的。

8.5.6機械強度

連接器件應有足夠的機械強度，尤其是防護外殼，應能經受得住安裝和使用過程中出現(xiàn)的應力。

除非另有規(guī)定，否則，對于質量不足50g的連接器件應通過11.6.1的試驗或對于質量等于或大于50g

的連接器件應通過11.6.2的試驗來確定是否合格。試驗時，除非另有規(guī)定，否則連接器件不接導線。

8.5.7溫升

8.5.7.1連接器件在結構上應能做到：在正常使用時，其溫升不會超過11.7.2規(guī)定的值。

8.5.7.2帶有一個或多個夾緊件的單路端子連接器件應以預定的方式和最不利的條件去連接導線。橫

截面積在10mm2（含10mm2）以內的導線長度應為1m，橫截面積在10mm2以上的導線長度應為2m。

導線長度可縮短至與制造廠的規(guī)定一致。

8.5.7.3在多路端子連接器件中，將最多三個相鄰的端子串接起來。如果單極連接器件是設計用以并

排安裝，則將三個單極連接器件按預定方式放置并連接在一起。橫截面積在10mm2（含10mm2）以內

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的導線長度應為1m,橫截面積在10mm2以上的導線長度應為2m。導線長度可縮短至與制造廠的規(guī)定一

致。

8.5.8耐熱

帶有絕緣材料零（部）件的連接器件應能耐熱。

8.5.9電氣間隙和爬電距離

除非另有規(guī)定，否則爬電距離、電氣間隙和穿通密封膠的距離應符合表6所示的值。

表6電氣間隙和爬電距離

額定絕緣電壓/電氣間隙和爬電距離a/

Vmm

<1002.5

8.5.10絕緣材料的耐非正常熱和耐燃

除非另有規(guī)定，否則絕緣材料應具有良好的耐非正常熱和耐燃性能。

8.5.11絕緣材料的耐電痕化

除非另有規(guī)定，否則保持帶電部件在位的絕緣材料部件應是由耐電痕化的材料制成。

8.5.12電磁兼容(EMC)要求

除非另有規(guī)定，否則下述抗擾度和輻射要求適用。

8.2.12.1抗擾度

本部分范圍內的連接器件在正常使用中應不受電磁干擾的影響。

8.5.12.2輻射

本部分范圍內打算連續(xù)使用的連接器件在正常使用中不應產生電磁輻射。

8.6分類

a)充放電口；

b)充電口；

c)放電口；

d)通訊口

注：電池組可以做成充放電同口和分口兩種模式，同口模式下有充放電口和通訊口兩個接口，分口模式下有充電

口、放電口、通訊口共三個接口。

8.7標志

8.7.1在連接器件的主要部件上，應有下列標志：

a)額定連接容量，mm2；

b)額定絕緣電壓，V（可選）；

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c)如果最高使用環(huán)境溫度高于40℃，則用T標志；

d)型號（例如：產品目錄的編號）；

e)制造商名或代理商名、商標或識別標志；

f)IP代碼，如果大于IP20時。

如器件很小，其表面不足以容納標志者，則僅要求標出d）和e）項的內容，但必須在最小的包裝

單元上標出全部規(guī)定的標志。

8.7.2對于多路端子器件，則至少應在相鄰的兩個器件上，標出全部規(guī)定的標志。

8.7.3使用符號時，應采用下列符號：

a)V：伏；

b)mm2：以平方毫米表示的額定連接容量；

c)T：最高環(huán)境溫度，例如:T55。

注：如沒有額定連接容量的符號（即mm2）者，則表示使用的是AWG導線。

8.7.4產品上的標志應經久耐用，清晰明了。

9通信協(xié)議規(guī)范要求

9.1范圍

本部分規(guī)定了服務機器人用鋰離子電池和電池組與主機及物聯(lián)網平臺通信協(xié)議的術語和定義、通

信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式。

9.2通信方式

采用主從方式通信，用于電池BMS級聯(lián)通信。地址0為廣播地址，地址1~247為從BMS，主

機可自動輪詢獲取從BMS的數(shù)據(jù)。

主機下發(fā)通訊命令，若在500mS內收不到從機的響應信息或接收響應信息錯誤，則認為本次通信

過程失敗。

9.3通信協(xié)議

基本數(shù)據(jù)幀格式遵循Modbus協(xié)議幀格式定義，使用統(tǒng)一的編解碼協(xié)議，避免不同功能模塊多種幀

格式定義，導致重復開發(fā)編解碼代碼。如表7所示：

表7Modbus協(xié)議幀結構

字段addressfunctionreg_add_hreg_add_llength_hlength_ldatacrc16_hcrc16_l

長度111111……11

實例E30241000311……183C

沿用主從通信模式，主/從機使用相同的數(shù)據(jù)幀格式。

改進Modbus協(xié)議幀格式定義，使用原寄存器地址（reg_add_h，reg_add_l）字段擴充消息類型，

使用寄存器數(shù)量（length_h，length_l）字段存儲data字段長度，擴充增加data字段，支持主機向從

機發(fā)送數(shù)據(jù)，兼容原有Modbus協(xié)議幀格式。

9.3.1主/從機通信

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直接使用改進版本的Modbus實現(xiàn)通信。

9.3.2物聯(lián)網平臺通信

9.3.2.1設備接入使用MQTT協(xié)議

a)設備接入物聯(lián)網平臺使用唯一的deviceId區(qū)分不同設備；

b)使用不同的主題實現(xiàn)不同類型消息的收發(fā)和處理；

c)同一種產品類型設備使用包含設備deviceId的固定格式的主題。

9.3.2.24OTA升級使用PCP協(xié)議

a)通過MQTT通信方式收發(fā)Modbus幀數(shù)據(jù)，通知設備進入OTA升級模式，接收響應消息；

b)使用PCP協(xié)議實現(xiàn)固件數(shù)據(jù)的發(fā)送；

c)相關硬件、通信協(xié)議設置等同附件D。

注：本文件通信協(xié)議僅代表現(xiàn)有控制命令字，如需其他控制，請擴展使用；

10一般電性能實驗方法

10.1預充、預放

10.1.1預充

將電池組按照5.5.2規(guī)定的方法放完電后，進行預充實驗。

電池組滿放狀態(tài)下，使用充放電柜進行充電，并使用上位機監(jiān)控充電狀態(tài)，完成預充過程到正常

充電過程。

實驗測試需要滿足如下兩點：

a)電池組應在預充電壓范圍之內進入預充狀態(tài)；

b)電池組應在預充電壓范圍之外退出預充狀態(tài)。

10.1.2預放

將電池組按照5.5.1規(guī)定的方法充滿電后，進行預放實驗。

電池組滿充狀態(tài)下，使用充放電柜（設定CR模式）進行放電，并使用上位機監(jiān)控放電狀態(tài)，完成

預放過程到正常放電過程。

實驗測試需要滿足如下兩點：

a)電池組應在開始放電后首先進入預放狀態(tài)；

b)電池組應在預放結束后（預放時間之后），退出預放狀態(tài)。

10.2SOC和SOH

10.2.1充放電電流精度

如下兩點（充電、放電）需分別進行、同時滿足，以確認電流精度:

a)放電電流精度：將電池按照5.5.1規(guī)定的方法充滿電后，進行放電電流精度實驗。電池組充

滿電后，使用充放電柜放電，依次確認電池組自耗電大小，標準放電電流大小，標準放電

電流的50%大小，最大連續(xù)放電電流大?。粚Ρ扔嬎銓崪y電流大小與電池組上位機電流

???

大小，計算精度；

??????

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b)充電電流精度：將電池按照5.5.2規(guī)定的方法放完電后，進行充電電流精度實驗。電池組放

完電后，使用充放電柜充電，依次確認電池組標準充電電流大小，標準充電電流的50%大

小0.5，最大連續(xù)充電電流大??；對比計算實測電流大小與電池組上位機電流大小，計

???

算精度。

??????

注1：電流精度應在±2%@FS內；

注2：電流精度：（上位機電流讀數(shù)-實測電流讀數(shù)）/實測電流讀數(shù)*100%.

10.2.2SOC精度

對電池組分別進行如下4點測試:

a)標準充電電流:將電池按照5.5.2規(guī)定的方法放完電后，進行充電電流精度實驗。電池組放完

電后，使用充放電柜充電（標準充電電流大小），當充放電柜充電容量達到額定容量1C

時停止充電，并記錄該階段上位機記錄充電容量，計算SOC精度；

???

b)最大連續(xù)充電電流:將電池按照5.5.2規(guī)定的方法放完電后，進行充電電流精度實驗。電池組

放完電后，使用充放電柜充電（最大充電電流大小），當充放電柜充電容量達到額定容量

1C時停止充電，并記錄該階段上位機記錄充電容量，計算SOC精度；

???

c)標準放電電流:將電池按照5.5.1規(guī)定的方法充滿電后，進行放電電流精度實驗。電池組充滿

電后，使用充放電柜放電（標準放電電流大?。敵浞烹姽癯潆娙萘窟_到額定容量1C

時停止放電，并記錄該階段上位機記錄放電容量，計算SOC精度；

???

d)最大連續(xù)放電電流:將電池按照5.5.1規(guī)定的方法充滿電后，進行放電電流精度實驗。電池組

充滿電后，使用充放電柜放電（最大連續(xù)放電電流大?。?，當充放電柜充電容量達到額定

容量1C時停止放電，并記錄該階段上位機記錄放電容量，計算SOC精度。

???

注1：SOC精度應在±5%以內；

注2：SOC精度：（充放電柜記錄容量-上位機記錄變化容量）/充放電柜記錄容量*100%。

10.2.3SOC自學習

將SOC學習通過的電池組，按照5.5.2規(guī)定的方法放完電后，進行如下SOC自學習實驗：

a)將電池組按照5.5.1規(guī)定的方法充電至30%電量（注意SOC需顯示為30%）；

b)手動將SOC修改為70%（此時實際可放電容量為30%）；

c)通過該電池組的SOC自學習方法完成一次SOC自學習；

d)最后再使用標準放電電流Idr完成放電至過放的過程，同時記錄SOC值隨時間變化的情況。

SOC自學習后變化應平緩，不會出現(xiàn)突然升高或突然降低的情況。

10.2.4SOC變化連續(xù)

針對電池組進行如下兩點確認，測試結果應一致:

a)放電末端確認：將SOC學習通過的電池組，按照5.5.2規(guī)定的方法放完電后，進行放電末端

SOC跳變實驗。將電池組按照5.5.1規(guī)定的方法充電至30%電量（注意SOC需顯示為30%），

然后再手動將SOC修改為70%（此時實際可放電容量為30%），再用標準放電電流Idr放電直

至過放，同時記錄SOC值隨時間變化的情況；

b)充電末端確認：將SOC學習通過的電池組，按照5.5.1規(guī)定的方法充滿電后，進行充電末端

SOC跳變實驗。將電池組按照5.5.2規(guī)定的方法放電至70%電量（注意SOC需顯示為70%），

然后再手動將SOC修改為30%（此時實際可放電容量為70%），再用標準充電電流Icr充電直

至過充，同時記錄SOC值隨時間變化的情況。

SOC變化應連續(xù)，不能有跳變出現(xiàn)。

注：SOC跳變主要針對接近過放、過充等階段，當前SOC自學習一般均完成于滿放、滿充的過程中，故可通過修改

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SOC與實際容量不符合的方式進行再確認，以判斷電池組能否自動修正SOC狀態(tài)。

10.2.5SOC溫度變化特性

將電池組按照5.5.1規(guī)定的方法充滿電后，進行SOC隨溫度變化實驗。

電池組充滿電后，將恒溫箱溫度設置為20±5℃，將電池組放置在恒溫箱內，然后按照5℃/1h的

速率逐漸降低恒溫箱溫度，直到溫度達到低溫保護點結束實驗，同時記錄下SOC隨時間的變化情況。

繼續(xù)將恒溫箱溫度逐漸按照5℃/1h的速率升高，直到溫度達到25℃結束實驗，同時記錄下SOC隨時間的

變化情況：

a)溫度降低時，SOC應隨溫度逐漸降低；

b)溫度升高時，SOC應隨溫度逐漸升高。

注：具體的SOC變化幅度符合電池可放電容量隨溫度衰減幅度即可。

10.2.6SOH精度

將電池組完成SOC自學習，基于SOH的100%、80%、60%下，參照5.5.1規(guī)定的方法充滿電后，然后參

照5.5.2規(guī)定的方法放完電，再對比上位機的SOH讀數(shù)與實際放電容量與額定容量的比值差異，該差異

即為SOH精度。SOH的精度應在±8%以內。

具體參照如下三點，確認SOH精度大?。ㄗ畲笾导碨OH精度）；

a)SOH容量衰減0%：

1)將電池組充滿電（5.5.1規(guī)定的充電方法）；

2)使用充放電柜完成一次1C（5.5.2規(guī)定的放電方法），并記錄上位機記錄的放電容量，

計算虧電0%下的SOH精度。

b)SOH容量衰減20%：

1)將電池組充滿電（5.5.1規(guī)定的充電方法）；

2)使用充放電柜完成一次0.8C（5.5.2規(guī)定的放電方法），并記錄上位機記錄的放電容量，

計算虧電20%下的SOH精度；

c)SOH容量衰減40%：

1)將電池組充滿電（5.5.1規(guī)定的充電方法）；

2)使用充放電柜完成一次0.6C（5.5.2規(guī)定的放電方法），并記錄下上位機記錄的放電容

量，計算虧電40%下的SOH精度；

注1：SOH精度計算：SOH精度=(充放電柜放電容量-上位機記錄的放電容量)/額定容量；

注2：該精度計算方法按照SOH的可放電容量列出（可放電容量/額定容量*100%），如有其他SOH計算，可自行評估

精度計算方法。

10.2.7SOH性能要求

將電池組完成SOC自學習后，記錄當前可放電容量（參照按照5.5.2規(guī)定的方法放完電的記錄容

量），然后在20±5℃下連續(xù)循環(huán)“充電→靜置40mins→放電”的過程1500次，最后記錄該電池組的可

放電容量，并計算最終SOH值。

SOH應在60%以上@1500次充放電循環(huán)后。

注：SOH性能計算：SOH性能=（1500次充放電循環(huán)后的放電容量大小-初始額定容量大小）/初始額定容量大小

*100%.

10.3主機通信

分別進行充電、放電過程，同時通過上位機確認電池組各個過程下的狀態(tài)信息。

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狀態(tài)信息如下：SOC電量信息、電壓保護、過載保護、溫度保護等報警信息。

上位機應能實時監(jiān)測到所有報警信息。

注：由于該項基于所有報警信息，故在其他一般測試驗證過程中注意上位機可實時獲取相關狀態(tài)信息則合格，詳

細測試參照“GB31241-2014中4.7.5試驗項目”

10.4充電最長保持時間

將電池按照5.5.2規(guī)定的方法放完電后，進行充電最長保持時間實驗。

電池組放完電的情況下，使用充放電柜進行一次充滿電（按照0.4C充電，CC+CV充電）動作，確認

最長充電保持時間內的充電狀態(tài)。

實驗結果需要滿足如下兩點：

a)在充電最長保持時間以內，電池組應保持充電狀態(tài)；

b)在充電最長保持時間之后，電池組應停止充電。

10.5總電壓欠壓保護

將電池組按照5.5.1規(guī)定的方法充滿電后，進行放電總電壓欠壓保護實驗。

參照如下三點確認過程：

a)首先確認電池組可以正常放電，且無任何報警；

b)將總壓電壓采集點用DC恒壓源接入（具體電壓設置為正常電池范圍內電壓），然后繼續(xù)放電；

c)將DC恒流源電壓調到欠壓保護電壓，確認放電保護情況；

總電壓達到欠壓保護點，電池組應停止放電，上位機顯示總壓欠壓保護。

???

10.6放電過流保護等級

10.6.1放電過電流保護1

將電池組按照5.5.1規(guī)定的方法充滿電后，進行放電過電流保護實驗。

電池組滿充狀態(tài)下，使用充放電柜（設定CC模式）進行放電，放電電流為放電過電流保護1的電流

大小，同時使用示波器監(jiān)控該放電電流下的放電保護時間。

實驗測試需要滿足如下三點：

???1

a)電池組應能放電過電流保護；

b)保護時間在設計值誤差范圍以內；

c)電池組應不起火、不爆炸、不漏液。

10.6.2放電過電流保護2

將電池組按照5.5.1規(guī)定的方法充滿電后，進行放電過電流保護實驗。

電池組滿充狀態(tài)下，使用充放電柜（設定CC模式）進行放電，放電電流為放電過電流保護2的電流

大小，同時使用示波器監(jiān)控該放電電流下的放電保護時間。

實驗測試需要滿足如下3點：

???2

a)電池組應能放電過電流保護；

b)保護時間在設計值誤差范圍以內；

c)電池組應不起火、不爆炸、不漏液。

10.6.3放電過電流保護3

將電池組按照5.5.1規(guī)定的方法充滿電后，進行放電過電流保護實驗。

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電池組滿充狀態(tài)下，使用充放電柜（設定CC模式）進行放電，放電電流為放電過電流保護3的電

流大小，同時使用示波器監(jiān)控該放電電流下的放電保護時間。

實驗測試需要滿足如下3點：

???3

a)電池組應能放電過電流保護；

b)