矿⽤隔爆（兼本安）型⾦属氢化物镍蓄电池电源安全技术要求
（第⼀次征求意见稿）
随着煤炭⼯业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、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）型⾦属氢化物镍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）型⾦属氢化物镍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
GB/T 22084.2-2008 含碱性或其他⾮酸性电解质的蓄电池和蓄电池组便携式密封单体蓄电池第2部分⾦属氢化物镍电池
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 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 286 煤矿通信、⾃动化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/T 1078-2008 矿⽤本质安全输出直流电源
QC/T 744-2006 电动汽车⽤⾦属氢化物镍蓄电池
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 蓄电池组
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、保护与控制的装置。
3.4 矿⽤隔爆（兼本安）型⾦属氢化物镍蓄电池电源
能量存储、转换装置，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。简称电源系统。3.5 I5
5 h率放电电流，其数值等于C5/5(A)。
4 产品分类
4.1 按⽤途分
a）监控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）型⾦属氢化物镍蓄电池电源。
5.2 防爆标志
ExdI 或Exd[ib]I
5.3 产品型号
6 技术要求
6.1 单体蓄电池
6.1.1 类型
应采⽤⽓密式⾦属氢化物镍蓄电池。
6.1.2 外观
外观不得有变形及裂纹，表⾯应平整、⼲燥、⽆外伤、⽆污物等，且标志清晰正确。
6.1.3 极性
端⼦极性应正确，并应有正负极的清晰标识。
6.1.4 外形尺⼨及质量
外形尺⼨、质量应符合⽣产企业提供的技术条件。
6.1.5 2 0℃充放电性能
按7.2.5检验时，其容量不低于企业提供的技术条件中规定的额定值。
6.1.6 -5℃充放电性能
按7.2.6试验时，其容量应不低于额定值的90 %。
6.1.7 55℃充放电性能
按7.2.7试验时，其容量应不低于额定值的90%，电池最⾼温度不超过70℃。
6.1.8 -30℃放电性能
按7.2.8试验时，其容量应不低于额定值的70%。
6.1.9 70℃放电性能
按7.2.9试验时，其容量应不低于额定值的85%。
6.1.10 荷电保持与容量恢复能⼒
按7.2.10试验时，其荷电保持率应不低于额定值的80%，容量恢复能⼒应不低于额定值的90%。6.1.11 贮存
按7.2.11试验时，其容量恢复应不低于额定值的90%。
6.1.12 循环寿命
按7.2.12试验时，其循环寿命应不少于600次。
6.1.13 安全性
6.1.13.1 电安全性
a ) 按7.2.13.1进⾏过放电试验时，应不爆炸、不起⽕、不漏液，放电容量不低于额定容量的80%。
b ) 按7.2.13.2进⾏过充电试验时，应不爆炸、不起⽕、不漏液，放电容量不低于额定容量的80%。
c ) 按7.2.13.3进⾏常温短路试验时，应不爆炸、不起⽕，表⾯温度不超过150℃。
d ) 按7.2.13.4进⾏⾼温短路试验时，应不爆炸、不起⽕，表⾯温度不超过150℃。
e ) 按7.2.13.5进⾏强制过放电试验时，应不爆炸、不起⽕。
6.1.13.2 机械安全性
a) 按7.2.13.6进⾏跌落试验时，应不爆炸、不起⽕、不漏液。
b) 按7.2.13.7进⾏挤压试验时，应不爆炸、不起⽕。
c) 按7.2.13.8进⾏针刺试验时，应不爆炸、不起⽕。
d) 按7.2.13.9进⾏冲击试验时，应不爆炸、不起⽕。
e) 按7.2.13.10进⾏振动试验时，应不爆炸、不起⽕、不漏液、不排⽓。
6.1.13.3 环境安全性
a) 按7.2.13.11进⾏加热试验时，应不爆炸、不起⽕。
b) 按7.2.13.12进⾏低压试验时，应不爆炸、不起⽕、不漏液、不排⽓。
c) 按7.2.13.13进⾏温度循环试验时，应不爆炸、不起⽕、不漏液、不排⽓。
d) 按7.2.13.14进⾏析⽓试验时，应不排⽓。
6.1.13.4 循环安全性
按7.2.13.15进⾏循环安全性能测试，应满⾜6.1.13.1、6.1.13.2、6.1.13.3中的各项
要求。
6.1.13.5 安全装置动作性能
安全装置动作性能应符合GB/T 22084.2-2008中7.7的规定。
6.2 电池组
6.2.1 外观
6.2.1.1 外观不得有变形及裂纹，表⾯应平整⼲燥、⽆外伤，且排列整齐、连接可靠、标志清晰等。
6.2.1.2 电池组中的单体电池应采⽤串联⽅式。
6.2.1.3 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。
6.2.2 极性
端⼦极性应正确，并应有正负极的清晰标识。
6.2.3 2 0℃放电容量
按7.3.4检验时，其容量不低于企业提供的技术条件中规定的额定值。
6.2.4 ⼀致性
按7.3.5检验时，单体蓄电池电压差别不超过20mV。
6.2.5 安全性
a) 按7.3.6.1进⾏耐振动性试验时，不允许出现放电电流锐变、电压异常、蓄电池壳
变形、电解液溢出等现象，并保持连接可靠、结构完好，不允许装机松动。
b ) 按7.3.6.2进⾏过放电试验时，应不爆炸、不起⽕、不漏液, 表⾯温度不超过150℃.
c ) 按7.3.6.2进⾏过充电试验时，应不爆炸、不起⽕, 表⾯温度不超过70℃
d ) 按7.3.6.2进⾏短路试验时，应不爆炸、不起⽕, 表⾯温度不超过70℃
e ) 按7.3.6.3进⾏部分短路试验时，应不爆炸、不起⽕, 表⾯温度不超过150℃
f ) 按7.3.6.2进⾏加热试验时，应不爆炸、不起⽕, 表⾯温度不超过150℃
g ) 按7.3.6.2进⾏挤压试验时，应不爆炸、不起⽕, 表⾯温度不超过150℃
h ) 按7.3.6.2进⾏针刺试验时，应不爆炸、不起⽕, 表⾯温度不超过150℃
6.3 电源电池管理系统
6.3.1 电源应具备电池管理系统
6.3.2 电池组应采⽤恒流，其恒流特性应在产品企业标准中明确。
6.3.3 应对蓄电池组及单体电池电压、蓄电池组温度，电源系统的电压、电流、容量等参数进⾏检测和显⽰，误差应满⾜表1的要求。
6.3.4 应具备蓄电池组及单体电池过充电压保护，保证电池组及单体电池组的电压不⾼于其最⾼允许电压
6.3.5 应具备蓄电池组过充电压保护失效报警或显⽰功能，当蓄电池组过充电压保护失效时应声光报警或显⽰。
6.3.6 应具备蓄电池组及单体电池过放电压保护，保证蓄电池组及单体电池的电压不低于其最低允许电压。
6.3.7 应具备蓄电池组及单体电池过放电压保护失效报警或显⽰功能，当蓄电池组及单体电池过放电压保护失效时应声光报警或显⽰。
6.3.8 应具备充电过流保护，当电源系统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。
6.3.9 应具备放电过流保护，当电源系统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。
6.3.10 应具备输出短路保护，当发⽣外部电路短路时，应在50ms内断开与⽤电设备连接，停⽌放电，并在10s内声光报警或显⽰。
6.3.11 应对每个蓄电池组进⾏温度监测，当任⼀蓄电池组温度超出最⾼允许温度时，应在10s 内断开该电池组与充电设备及⽤电设备的连接，并声光报警或显⽰。
6.3.12 应具有防⽌反向充电的措施，且应具有耐充电电源极性反接的功能。
6.3.13 应具备电池信息采集、监测、报警功能，当电池信息采集线发⽣开路或其他故障时，应声光报警或显⽰。
6.3.14 在电源正常⼯作及进⾏各项试验时，其各单体电池的最⾼表⾯温度不应超过70℃。6.4 电源的电⽓安全性能
6.4.1 绝缘电阻和⼯频耐压应符合MT/T 661和GB14048.1的规定。
6.4.2 泄漏电流应符合MT/T 408-1995中4.8.3的规定。
6.4.3 外壳防护性能应符合GB3836.1～4-2010、MT 209-1990中9.1.1的规定。
6.5 电源的电⽓性能
6.5.1 监测通信系统⽤后备电源的主要技术指标与功能应符合MT/T 1078-2008中4.4和4.5的规定；井下
紧急避险设施⽤电源的⼯作（放电）时间应符合相关国家或⾏业标准的规定，并可定期通过⾃动放电来测量电池组的实际容量；运输车辆⽤电源的技术指标与功能应符合QC/T 744-2006的规定；防爆柴油机起动机⽤电源的技术指标与功能应满⾜柴油机起动机的要求。在充、放电过程中各单体电池的最⾼温度不应超过70℃。
6.5.2 ⼯作稳定性应符合MT/T 1078-2008中4.11的规定，在充、放电过程中各单体电池的最⾼温度不应超过70℃。
6.5.3 抗⼲扰性能宜符合MT/T 1078-2008中4.12的规定。
6.5.4 可靠性宜符合MT/T 1078-2008中4.13的规定。
6.5.5 环境适应性应符合MT/T 1078-2008中4.14的规定，其主要技术指标和功能应不低于6.4（电源系统容量除外）和MT/T 1078-2008的规定。在充、放电过程中各单体电池的最⾼温度不应超过70℃。试验后不应出现放电电流锐变、电压异常、蓄电池壳变形、电解液溢出、排⽓等现象，并保持连接可靠、结构完好、不允许装机松动。
6.5.6 当电源系统发⽣故障后，应明确故障排除后的⾃动或⼿动恢复⽅式。
6.5.7 当电源系统包含充电、放电、电源输⼊、电源输出、冷却等系统时，应满⾜相关标准的规定。
6.6 防爆要求
6.6.1 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。
6.6.2 防爆结构和性能应满⾜GB3836.1～4-2010的要求，其中放置电池的隔爆腔体须进⾏压⼒不⼩于2Mpa的静压试验。
6.6.3 单体电池或电池组应放置在独⽴的隔爆腔内，腔内不应放置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 检验⽅法
7.1 试验条件
7.1.1 环境条件
除另有规定外，试验应在正常环境条件下进⾏：
a）环境温度：15～35℃；
b）相对湿度：45%～75%；
c）⼤⽓压⼒：86～106kPa。
7.1.2 测量仪器与设备
7.1.2.1 计量仪器的准确度和测量范围应能保证所测指标的精度。
7.1.2.2 测量仪器和设备的选⽤应符合所测的特性。
7.1.2.3 被测设备不含显⽰报警、装置的，⽣产⼚家应提供关联报警、显⽰装置。
7.2 单体蓄电池
7.2.1 类型、外观
在良好的光线条件下，⽤⽬测法检查蓄电池的类型及外观，并检查由电池⽣产⼚家提供的电池类型证明材料。
7.2.2极性
⽤电压表检测蓄电池极性。
7.2.3外形尺⼨及质量
⽤量具和衡器测量蓄电池的外形尺⼨及质量。
7.2.4 充电
在20℃±5℃通风环境条件下，蓄电池先以1I5(A)电流放电⾄终⽌电压1.0V，搁置1h，然后以0.5I5(A)电流恒流充电12h，搁置1h。
7.2.5 20℃充放电性能
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，在20℃±5℃下以1I5(A)电流进⾏放电⾄终⽌电压1.0V，⽤电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。如果计算值低于额定值，则可以重复进⾏容量测试，直⾄⼤于或等于规定值，允许5次。
7.2.6 -5℃充放电性能
蓄电池在-5℃±3℃条件下贮存不少于6h，在相同环境温度下蓄电池以0.5I5(A)电流恒流充电12h，搁置1h，然后在相同环境温度下以1I5(A)电流放电⾄终⽌电压1.0V。⽤电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），并表达为额定容量的百分数。
7.2.7 55℃充放电性能
蓄电池在55℃±3℃条件下贮存不少于5h，在相同环境温度下蓄电池以0.5I5(A)电流恒流充电12h，搁置1h，然后在相同环境温度下以1I5(A)电流放电⾄终⽌电压1.0V。⽤电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），并表达为额定容量的百分数。充放电过程中同时测量电池表⾯温度最⾼处的温度，应满⾜6.1.6的要求。
汽车环保标志7.2.8 -30℃放电性能
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，在-30℃±3℃条件下贮存不少于6h，在相同环境温度下以0.5I5(A)电流放电⾄终⽌电压1.0V。⽤电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），并表达为额定容量的百分数。
7.2.9 70℃放电性能
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，在70℃±2℃条件下贮存不少于5h，在相同环境温度下以1I5(A)电流放电⾄终⽌电压1.0V。⽤电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），并
表达为额定容量的百分数。
7.2.10 荷电保持与容量恢复能⼒
蓄电池按7.2.4⽅法充电，然后在20℃±5℃下贮存28天。在20℃±5℃下，以1I5(A)电流放电，直到放电
终⽌电压1.0V。⽤电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），荷电保持能⼒可以表达为额定容量的百分数。然后按7.2.5的⽅法进⾏容量恢复能⼒测试。
7.2.11 贮存
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，在20℃±5℃下，以1I5(A)电流放电3h，在20℃±5℃下贮存90天。然后蓄电池按7.2.4⽅法充电，在20℃±5℃下，以1I5(A)电流放电，直到放电终⽌电压1.0V。计算放电容量（以Ah计），容量恢复能⼒可以表达为额定容量的百分数，如果容量低于
6.1.10中的规定值，可重复进⾏容量测试，最多可以重复5次。
7.2.12 循环寿命
蓄电池在20℃±5℃下，以0.5I5(A)电流恒流放电12h，搁置1h，在20℃±5℃下，以1I5(A)电流恒流放电⾄终⽌电压1.0V，搁置1h后，循环进⾏上述的充放电试验，直⾄放电容量低于额定容量的60%。
7.2.13 安全性
所有安全试验均在有充分环境保护的条件下进⾏。
7.2.13.1 过放电
QC/T744-2006的6.2.10.2的规定进⾏。
7.2.13.2 过充电
QC/T744-2006的6.2.10.3或GB/T22084.2-2008的7.6的规定进⾏。
7.2.13.3 常温短路
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，在20℃±5℃下，将蓄电池经外部短路，外部线路电阻应⼩于5mΩ，短路时间10min，短路过程中测量蓄电池表⾯温度。
7.2.13.4 ⾼温短路
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，在55℃±2℃下，将蓄电池经外部短路，外部线路电阻应⼩于5mΩ，短路时间10min，短路过程中测量蓄电池表⾯温度。
7.2.13.5 强制过放电
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，在20℃±5℃条件下，以1I5(A)电流放电到终⽌电压0V后，再将放电电流增加到3I5(A)，并保持10min。
7.2.13.6 跌落
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，在20℃±5℃下，从1.5m⾼度处⾃由跌落到厚度为20mm的硬⽊地板上，每⾯⼀次。有接线柱的⼀⾯不进⾏跌落试验。
7.2.13.7 挤压
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，按下列条件进⾏试验。
挤压⽅向：垂直于蓄电池极板⽅向施压。
挤压⾯积：不⼩于20cm2。
挤压程度：直⾄蓄电池壳体破裂或内部短路（蓄电池电压变为0V）为⽌。
7.2.13.8 针刺
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，⽤φ3mm～φ8mm的耐⾼温钢针、以10~40mm/s的速度，从垂直于蓄电池极板的⽅向贯穿（钢针停留在蓄电池中）。
7.2.13.9 冲击
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，在20℃±5℃下，将蓄电池放置于平台上，将⼀根Φ15.8mm 的铁棒放置于电池中央，⽤9.1±0.46kg重物从61±2.5cm⾼度⾃由落体到铁棒上（1次）。7.2.13.10 振动
蓄电池按QC/T744-2006的6.3.7的规定进⾏。
7.2.13.11 加热
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，置于85℃±2℃恒温箱内，并保温120min。
7.2.13.12 低压
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，置于密封的真空炉中，将真空炉内部压⼒下降⾄低于11.6kPa 并维持6h。
7.2.13.13 温度循环
蓄电池按7.2.4⽅法充电后，置于⾼低温箱中，再（1）30min内将温度升⾼⾄70±3℃并维持4h；（2）30min内将温度降⾄20±3℃并维持2h；（3）30min内将炉温降⾄-40±3℃并维持4h；(4) 30min内将温度升⾄20±3℃。重复（1）~（4）步10个循环。将蓄电池在室温下搁置24h。检测过程观察安全阀应⽆排⽓现象。
7.2.13.14 析⽓
将蓄电池放置于酒精中，酒精没过电池安全阀，分别在20±5℃、-5±3℃和55℃±3下按7.2.5、7.2.6和7.2.7的规定进⾏检测，检测过程中安全阀应⽆⽓泡冒出。
7.2.13.15 循环安全性能测试
将蓄电池按7.2.10的⽅法循环300次。然后按7.2.13.1～7.2.13.14的⽅法进⾏安全性能测试，应满⾜6.1.12.4的要求。
7.2.13.16 安全装置动作性能测试
按GB/T22084.2-2008中7.7的规定进⾏。
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