潛水器用鋰離子電池管理系統(tǒng)設(shè)計要求立項報告EnglishTitle:ProjectProposalforDesignRequirementsofLithium-ionBatteryManagementSystemsforSubmersibles摘要隨著我國海洋資源開發(fā)、科學(xué)考察及海洋環(huán)境調(diào)查的深入推進，潛水器作為關(guān)鍵裝備在深海探測中發(fā)揮著日益重要的作用。鋰離子電池因其高能量密度和長循環(huán)壽命已成為潛水器的主要動力來源，而電池管理系統(tǒng)（BMS）的性能直接關(guān)系到潛水器的運行安全與可靠性。目前，國內(nèi)尚無針對潛水器用BMS的專項標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致設(shè)計、測試與驗收缺乏統(tǒng)一規(guī)范，存在一定的技術(shù)與安全風(fēng)險。本報告旨在闡述《潛水器用鋰離子電池管理系統(tǒng)設(shè)計要求》標(biāo)準(zhǔn)立項的目的意義、適用范圍及主要技術(shù)內(nèi)容。通過分析我國潛水器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及BMS標(biāo)準(zhǔn)化需求，提出涵蓋設(shè)計流程、技術(shù)要求、試驗方法和檢驗規(guī)則的全面技術(shù)框架。該標(biāo)準(zhǔn)的制定將推動BMS設(shè)計的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化，提升潛水器動力系統(tǒng)的安全性和可靠性，為我國海洋裝備制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供技術(shù)支撐。關(guān)鍵詞：潛水器；鋰離子電池；電池管理系統(tǒng)；設(shè)計要求；標(biāo)準(zhǔn)化；深海裝備；安全性Keywords:Submersible;Lithium-ionBattery;BatteryManagementSystem;DesignRequirements;Standardization;Deep-seaEquipment;Safety正文一、立項目的與意義潛水器是我國開發(fā)海洋資源、開展海洋環(huán)境調(diào)查與科學(xué)考察的核心裝備，其技術(shù)發(fā)展水平直接體現(xiàn)國家在深海領(lǐng)域的科技實力。近年來，我國在潛水器研發(fā)領(lǐng)域取得顯著成就，例如“深海勇士”號載人潛水器（2017年完成海試）、“奮斗者”號載人潛水器（2020年下潛深度達10909米）、“海燕-X”萬米級水下滑翔器（下潛深度10619米）以及“潛龍”系列無人潛水器。這些裝備的成功應(yīng)用標(biāo)志著我國深海探測能力已躋身世界前列。鋰離子電池作為潛水器的動力核心，其安全性、可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。電池管理系統(tǒng)（BMS）負(fù)責(zé)監(jiān)控電池狀態(tài)、保障充放電安全、延長電池壽命，是潛水器動力系統(tǒng)的“大腦”。然而，目前國內(nèi)缺乏針對潛水器特殊工作環(huán)境（如高壓、低溫、高濕）的BMS設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致不同廠商和項目中的BMS設(shè)計存在差異，難以統(tǒng)一驗證與評價。本標(biāo)準(zhǔn)立項旨在解決以下問題：1.規(guī)范潛水器用BMS的設(shè)計與測試流程，確保其在高靜水壓、復(fù)雜海洋環(huán)境下的可靠性；2.明確充油耐壓型與非耐壓型BMS的技術(shù)差異及適用場景；3.通過標(biāo)準(zhǔn)化提升BMS的兼容性與互換性，降低研發(fā)成本；4.為潛水器安全運行提供技術(shù)保障，支撐國家“海洋強國”戰(zhàn)略的實施。二、范圍與主要技術(shù)內(nèi)容1.適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于各類載人及無人潛水器用鋰離子電池管理系統(tǒng)的設(shè)計、測試與驗收，包括充油耐壓型和非耐壓型BMS。2.主要技術(shù)內(nèi)容（1）設(shè)計流程明確BMS的總體組成框架及設(shè)計流程，包括需求分析、方案設(shè)計、軟硬件開發(fā)、系統(tǒng)集成、測試驗證等階段，確保設(shè)計過程的系統(tǒng)性與規(guī)范性。（2）技術(shù)要求-基本功能要求：包括電壓/電流/溫度監(jiān)測、充放電控制、均衡管理、故障報警等；-總體設(shè)計規(guī)則：涵蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇、防水防腐及壓力適應(yīng)性；-使用環(huán)境要求：針對深海高壓（如≥110MPa）、低溫（0~4℃）、高鹽霧等特殊環(huán)境提出適應(yīng)性指標(biāo)；-靜水外壓試驗要求：規(guī)定耐壓殼體在模擬深海環(huán)境下的壓力測試方法與合格標(biāo)準(zhǔn)；-狀態(tài)參數(shù)測量精度：明確電壓、電流、溫度等參數(shù)的測量誤差范圍；-SOC估算要求：提出SOC（StateofCharge）估算精度及算法魯棒性要求；-故障診斷要求：包括過壓、欠壓、過流、短路等故障的檢測與響應(yīng)機制；-電氣與環(huán)境適應(yīng)性能：包括振動、沖擊、濕熱、鹽霧等試驗要求；-電磁兼容性能：確保BMS在復(fù)雜電磁環(huán)境下正常工作。（3）試驗方法規(guī)定各項技術(shù)要求的驗證方法，如：-靜水外壓試驗：模擬最大工作深度壓力環(huán)境，測試殼體密封性與結(jié)構(gòu)完整性；-SOC估算精度試驗：通過充放電循環(huán)測試驗證算法準(zhǔn)確性；-環(huán)境適應(yīng)性試驗：包括高低溫循環(huán)、濕熱交變、鹽霧腐蝕等測試；-電磁兼容試驗：依據(jù)GB/T17626系列標(biāo)準(zhǔn)進行輻射與傳導(dǎo)干擾測試。（4）檢驗規(guī)則區(qū)分充油耐壓型與非耐壓型BMS的檢驗對象與檢驗分類，明確型式試驗、出廠檢驗及抽樣規(guī)則，確保產(chǎn)品質(zhì)量一致性。參與單位介紹中國船舶重工集團公司第七〇二研究所作為本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位，第七〇二研究所是我國深海裝備研發(fā)領(lǐng)域的核心力量，長期承擔(dān)載人/無人潛水器、水下滑翔器等國家級重大科研項目。該研究所牽頭完成了“蛟龍”號、“深海勇士”號及“奮斗者”號等潛水器的研制與海試工作，在深海動力系統(tǒng)、高壓環(huán)境適應(yīng)性等領(lǐng)域具有深厚的技術(shù)積累。其參與本標(biāo)準(zhǔn)制定，確保了技術(shù)內(nèi)容的權(quán)威性與實用性。結(jié)論與展望《潛水器用鋰離子電池管理系統(tǒng)設(shè)計要求》的制定將填補國內(nèi)該領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)空白，推動BMS設(shè)計與測試的規(guī)范化，提升潛水器動力系統(tǒng)的安全性與可靠性。未來，隨著深海探測技術(shù)的進一步發(fā)展，本標(biāo)準(zhǔn)可通過修訂納入智能預(yù)警、多源數(shù)據(jù)融合等先進功能要求，持續(xù)支持我國海洋裝備技術(shù)的創(chuàng)新與升級。參考文