RTCA/DO-311A 是一项由美国 RTCA(Radio Technical Commission for Aeronautics,无线电技术航空委员会)发布的关于航空器上使用的可充电锂电池及其系统的最低性能标准。该标准由 RTCA SC-225 特别委员会制定,并在 2017年3月发布,是对原版 RTCA/DO-311(2008年)的更新。
标准全名:
RTCA DO-311A – Minimum Operational Performance Standards for Rechargeable Lithium Battery Systems
适用范围:
适用于飞机上安装和使用的可充电锂电池及电池管理系统(BMS),无论是为主电源用途、启动器、后备电源、还是为任务系统供电。
RTCA/DO-311A 的核心目的是:
保障航空器上锂电池的安全性、稳定性和性能可靠性;
防止电池热失控、燃烧、爆炸等安全事故;
提供设计、测试、验证可接受的最低安全性能基线;
为获得适航批准(如 FAA/EASA TSO、DO-160等)提供支撑依据。
标准主要涵盖以下方面:
电芯类型及其一致性
电池包结构设计、防火、隔热、防泄露设计
电池管理系统(BMS)功能要求:
过充/过放保护
过流保护
热控管理(温度监测、冗余保护)
失效监控和自诊断
RTCA/DO-311A 中的典型测试包括:
| 测试项目 | 说明 |
|---|---|
| 过充试验 | 电池在超额充电下的反应与保护能力 |
| 过放试验 | 模拟深度放电场景 |
| 短路试验 | 包括外部短路与内部短路 |
| 热滥用试验 | 电池暴露于高温环境下的反应 |
| 挤压、冲击、振动试验 | 评估电池结构完整性与热稳定性 |
| 失效测试 | 故障注入(如BMS失效、电芯失效)后的系统响应 |
| 电磁兼容(EMC)测试 | 通常结合 DO-160 使用 |
必须分析各种潜在故障模式可能造成的后果
评估是否会导致单点故障(SFI)、潜在热失控
要求电池系统具备“热失控遏制能力”:
不传播至相邻电芯
不产生明火或结构性破坏
限定烟雾/有毒气体释放量
RTCA/DO-311A 与其他航空标准之间的协同关系如下:
| 标准编号 | 内容 | 关系 |
|---|---|---|
| DO-160G | 环境条件与测试程序 | 一般电池测试依赖此标准 |
| DO-178C | 软件安全性要求 | BMS软件需满足此标准 |
| DO-254 | 复杂硬件设计保障(如FPGA) | BMS硬件设计适用 |
| TSO-C179b | FAA发布的航空锂电池适航标准 | 必须满足 DO-311A 要求 |
目前,中国并没有与 RTCA/DO-311A 完全等效的标准,但以下标准在某些测试项目上有所借鉴或参考:
HB 6165-2019:民用飞机锂离子电池系统适航要求
MH/T 1056-2014:航空用锂离子电池组通用规范
**GJB 标准系列(军用)**中有部分锂电池滥用测试参考 RTCA 框架
适用于所有计划集成在航空器中的锂离子电池系统,如:
飞机启动电池
主/辅助供电电池(APU)
机载通信、电控系统电池
UAV/UCAV 电池系统
电动垂直起降飞行器(eVTOL)电池包
如果您正在开发航空或军用锂电池系统,我可以帮助您梳理符合 RTCA/DO-311A 的设计、测试及适航方案,包括 FMEA 报告、热失控仿真建议、BMS逻辑图设计等内容。是否需要进一步细化技术方案?
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能量密度:125-160Wh/kg
充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
温度范围:-40℃—65℃
自耗电:≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次,
80%容量保持率;
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
符合国军标要求。