RTCA DO-311A（2017）《航空用可充电锂电池和电池系统最低性能标准》

一、标准背景与发布情况

RTCA DO-311A 是由美国无线电技术委员会（RTCA）发布的重要航空电子标准，其全称为：

“Minimum Operational Performance Standards for Rechargeable Lithium Battery Systems”

《可充电锂电池系统最低运行性能标准》

该标准于2017年12月19日正式发布，是对2008年原版 DO-311 的一次重大修订，编制工作由 RTCA 特别委员会 SC-225（Rechargeable Lithium Battery and Battery Systems） 完成，广泛适用于各类航空器中永久性安装的锂电池及其配套系统。

二、标准适用范围

RTCA DO-311A适用于：

商用运输类飞机

通用航空器

旋翼飞机、无人机系统（UAS）

军用或特种飞行器（需适航性评估）

其对象是嵌入式或模块化设计的可充电锂电池系统，包括用于：

主/备用电源

紧急照明/逃生系统

数据记录器（FDR、CVR）

飞控系统（如FADEC、EICAS）

通讯、传感、任务载荷模块等

三、核心内容与结构要点

DO-311A标准内容主要由以下几个关键部分组成：

1.  电池系统定义与范围界定

明确锂电池系统包括电芯、模组、BMS（电池管理系统）、热控系统、电气保护装置、外壳及其连接器等组成部分。

2.  最低运行性能要求（MOPS）

设定电池系统在航空飞行环境中需满足的运行功能和容错能力标准，例如：

在整个温度/压力包线下稳定供电

能承受高空/低压环境

在非正常放电/热异常时仍不引发失效传播

3.  测试要求与验证方法

DO-311A引入了一整套评估锂电池系统安全性和可靠性的试验方案，包括：

热滥用测试（Thermal Runaway）

电芯间失效传播验证（Propagation Testing）

短路/过充/反接保护验证

震动、冲击、湿热、自由跌落、盐雾腐蚀测试

EMI/EMC性能验证（与RTCA DO-160联用）

4.  系统安全要求

必须具备硬件级别的故障检测、失效隔离与保护机制，电池系统应避免因个别电芯故障导致系统级灾难性事件。

5.  BMS智能化要求

DO-311A特别强调BMS（电池管理系统）的作用，要求其具备：

实时监控（电压、电流、温度）

均衡控制功能

冗余通信与电量估算

故障日志存储与报告能力

四、DO-311 与 DO-311A 的区别（主要升级点）

RTCA DO-311A 相较2008年初版 DO-311 的升级内容主要包括：

升级项 内容说明

 增加系统层级评估 不再局限于单体或模组测试，强调整系统交互行为

 改进传播测试机制 明确标准测试方法，防止热失控链式反应

 增强BMS要求 纳入更多“功能安全”维度，要求支持异常记录

 与其他标准适配 增强与 RTCA DO-160G 和 SAE AS6413 等兼容性

 新增高空操作验证 引入气压/高度模拟仓测试，验证性能衰减行为

五、标准适航与应用意义

RTCA DO-311A已成为全球各大航空监管机构（如FAA、EASA）适航认证的重要参考标准，尤其在以下方面具有重大意义：

 飞机适航认证：用于TC（型号合格证）和STC（补充型号合格证）电池系统审核

 电池系统开发商：作为电池系统设计验证和产品入市前的性能“门槛”

 MRO维修单位：依据标准进行电池维护、修复与更换合规评估

 航空设备制造商：通信、任务模块、电源系统等集成方引用DO-311A来选型与验收电池系统

六、获取与参考建议

DO-311A 可通过 RTCA 官网付费获取，电子版售价约 162.50 美元；

建议配合以下标准一同使用：

RTCA DO-160G（环境适应性测试）

SAE AS6413（航空锂电池安全性设计指南）

FAA AC 20-184（锂电池安装指南）

UN38.3、IEC 62133（国际运输与安全认证）