机器人用锂离子电池(Li-ion 电池)确实涉及不少标准。下面是关于“机器人锂离子电池标准”的详细梳理:
机器人不一定有专门为机器人电池设立的独立标准,但机器人所使用的锂电池在安全性、运输、性能等方面仍然受锂离子电池的一般标准约束。常见和重要的标准包括:
IEC 62133 系列
这是最常被引用的电池安全标准之一,针对可充电二次电池(包括锂离子电池)的安全性能。
涵盖了电池在过充、过放、短路、热冲击、机械冲击等情况下的安全测试。
对电池单体和模块都有一定要求。
UN 38.3(联合国运输测试标准)
针对电池(包括锂电池)运输安全的标准。
要求电池必须通过一系列环境和机械测试(如热测试、振动、冲击、短路、海拔、过充/过放等),以确保其在运输过程中的安全。
对于机器人电池(尤其是大容量或可拆卸型锂电池),如果需要运输,就必须满足这个标准。
GB / 中国国家标准
中国对锂离子电池有相关国家标准。例如在电池安全、循环寿命等方面。
-(具体标准号需要根据电池类型、用途来确认 — 不同类型电池、不同封装、用途(消费电子 / 工业 /机器人)可能对应不同标准)
IEC 62051 / IEC 61960 等(性能标准)
一些标准关注锂电池的性能,比如容量、寿命、内阻等。
这些性能标准对于机器人尤为重要,因为机器人对电池的容量、放电速率(C rate)要求一般比消费电子更高。
EMC / 电磁兼容标准
如果锂电池是机器人系统的一部分,那么整个机器人电源系统还需要考虑电磁兼容性(EMC)标准。
比如机器人在工作时可能会有高频开关电源、DC-DC 转换器等,这些都必须符合对应的电磁干扰与抗干扰标准。
机器人中使用锂离子电池,有一些特点和风险是比普通移动设备更突出或特别关键的:
高倍率放电:机器人动作启动(如关节、马达)可能对电池有瞬间大电流的需求,这对电池的放电能力和安全性要求更高。
温度管理:机器人内部或外部环境可能温度波动较大。电池必须能在高温、低温下安全工作。
循环保寿命:机器人可能长时间工作/充放电循环频率高,对电池循环寿命的要求更严。
机械振动与冲击:机器人运动过程中,电池可能受到震动或冲击,电池封装和结构必须能抵抗。
紧凑设计 / 安全结构:为了机器人整体重量和体积最优化,电池设计要紧凑,同时具备过充、过放、短路等保护。
关注标准更新:随着机器人行业和电池技术的发展,标准组织(如 IEC、ISO、中国国家标准化机构等)可能会推出更专门针对机器人电池或高功率应用的标准。
选择正规厂商与电芯:在采购或设计机器人时,应尽量使用通过上述安全/运输/性能标准测试的电池。厂商如果能提供 IEC 62133、UN 38.3 测试报告是非常加分的。
测试验证:在机器人系统集成阶段,除了依赖电池厂商测试报告,还应自己测试电池在机器人典型工况下(大电流放电、温度循环、震动等)的表现。
热管理设计:设计机器人电池包时,应考虑散热、热保护机制(热断开开关、温度传感器等)。
安全保护电路:在电池模块里加入 BMS(电池管理系统),监控电压、温度、电流等,以预防异常。
机器人用锂离子电池没有一个完全专门的“机器人标准”,但它必须满足锂离子电池的一般安全、性能和运输标准(如 IEC 62133、UN 38.3 等)。
机器人应用对电池的性能和安全性有更高、更特定的要求(高倍率放电、机械冲击、温度变化等),在电池选型和设计时必须特别关注。
推荐在设计或采购时重点关注电池厂商提供的安全测试报告和认证,同时在机器人系统中做自己的验证。
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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。