路径: 主页 > GB/T > 第380页 > GB/T 45390-2025 | 标准编号 | GB/T 45390-2025 (GB/T45390-2025) | | 中文名称 | 动力锂电池生产设备通信接口要求 | | 英文名称 | Communication interface requirements for power lithium battery production equipment | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J07 | | 国际标准分类 | 35.240.50 | | 字数估计 | 70,748 | | 发布日期 | 2025-03-28 | | 实施日期 | 10/1/2025 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 45390-2025: 动力锂电池生产设备通信接口要求
ICS 35.240.50
CCSJ07
中华人民共和国国家标准
动力锂电池生产设备通信接口要求
productionequipment
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 缩略语 5
5 生产设备系统架构 5
5.1 生产设备组成架构 5
5.2 生产设备互联架构 7
5.3 生产设备通信架构 7
5.4 生产设备数据模型架构 8
6 通信接口总体要求 8
6.1 硬件接口要求 8
6.2 软件要求 9
6.3 应用层协议要求 9
7 通信接口功能要求 13
7.1 功能集分类 13
7.2 设备状态 15
7.3 设备控制与诊断 15
7.4 物料状态 17
7.5 物料控制 17
7.6 异常处理 18
7.7 数据采集 19
7.8 工艺程序管理 20
7.9 控制程序传输 21
7.10 系统错误 21
7.11 HMI管理 22
7.12 数据集传输 22
7.13 对象管理 23
7.14 配方管理 23
7.15 加工管理 25
7.16 模块控制和数据 25
7.17 设备综合效率 26
8 通信接口数据质量要求 27
8.1 数据质量指标要求框架 27
8.2 数据质量指标要求评定 27
8.3 数据生存周期与各阶段管理要求 31
9 通信接口测试 33
9.1 硬件测试 33
9.2 软件测试 33
10 生产设备数据安全 46
10.1 安全要求 46
10.2 安全措施 47
附录A(资料性) 生产设备数据模型示例 49
A.1 通用模型 49
A.2 扩展模型 50
A.3 外观视图 50
A.4 行为数据 51
A.5 环境数据 51
A.6 通信数据 52
附录B(资料性) 生产设备通信接口规范示例 53
参考文献 63
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国机械工业联合会提出。
本文件由全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口。
本文件起草单位:深圳吉阳智能科技有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、合肥国轩高科
动力能源有限公司、贝加莱工业自动化(中国)有限公司、海克斯康制造智能技术(青岛)有限公司、北京
寄云鼎城科技有限公司、北京机械工业自动化研究所有限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、广东利元
亨智能装备股份有限公司、肇庆兆阳装备技术有限公司、青岛锐捷智能仪器有限公司、深圳市誉辰智能
装备股份有限公司、深圳市浩能科技有限公司、邢台纳科诺尔精轧科技股份有限公司、万向一二三股份
公司、深圳市中基自动化股份有限公司、江苏烽禾升智能科技有限公司、深圳市联赢激光股份有限公司、
武汉逸飞激光股份有限公司、清华大学苏州汽车研究院(相城)、深圳市赢合科技股份有限公司、深圳市
尚水智能股份有限公司、欣旺达电子股份有限公司、深圳市新嘉拓自动化技术有限公司、深圳市诚捷智
能装备股份有限公司、中创新航科技集团股份有限公司、珠海华冠科技股份有限公司、深圳市特派科技
有限公司、佛山市金银河智能装备股份有限公司、福建星云电子股份有限公司、天津力神新能源科技有
限公司、深圳市善营自动化科技有限公司、常州纳科诺尔精密轧制设备有限公司、珠海市科恒浩能智能
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院、湖南达力智能装备有限公司、广东东博智能装备股份有限公司、广东泽源智能装备有限公司、深圳市
腾鑫精密电子芯材科技有限公司、深圳市海雷新能源股份有限公司。
本文件主要起草人:阳如坤、宋雷、冯斌、李单福、陈卓伟、宋华振、欧阳杰、时培昕、刘仕梅、倪大军、
李世明、尹作重、薛靖婉、解希娟、闫辉、吴建斌、周俊雄、杜义贤、张庆祥、陈显辉、周江初、苏建贵、苑振革、
李凡群、韩笑、何卫国、杨平、阙知利、潘光礼、冉昌林、吴轩、郑四发、董金聪、张俊成、潘昱凡、陈敏、熊伟、
焦国庆、张忠涛、谭国彪、文静、王卿、许思义、尹晟、庞日河、张启发、周健泉、刘震、崔少华、吴国俊、胡园、
付博昂、黄持伟、吕国俊、王留军、张志强、许明懿、张世平、王益群、曾令中、杨应军、黄晓河、江军发、吕昌贤、
王跃杰、王海雷、陈京才。
引 言
随着新能源技术的不断发展,动力锂电池在电动汽车领域得到了广泛应用。为了实现动力锂电池
生产设备的智能化、自动化控制,提高生产效率和产品质量,制定动力锂电池生产设备通信接口要求尤
为重要。
本文件旨在通过规范系统架构、通信接口总体要求、通信接口功能要求、通信接口数据质量要求、通
信接口测试、生产设备数据安全等方面的要求,促进不同生产设备之间的互联互通和信息共享。
动力锂电池生产设备通信接口要求
1 范围
本文件规定了动力锂电池生产设备(以下简称生产设备)通信接口的生产设备系统架构、通信接口
总体要求、通信接口功能要求、通信接口数据质量要求、通信接口测试和生产设备数据安全。
本文件适用于动力锂电池生产设备在研发、生产、制造、验收和运营过程中的通信接口应用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 2887-2011 计算机场地通用规范
GB/T 18015.5-2007 数字通信用对绞或星绞多芯对称电缆 第5部分:具有600MHz及以下
传输特性的对绞或星绞对称电缆 水平层布线电缆 分规范
GB/T 25000.51-2016 系统与软件工程 系统与软件质量要求和评价(SQuaRE) 第51部分:
就绪可用软件产品(RUSP)的质量要求和测试细则
GB/T 36344-2018 信息技术 数据质量评价指标
GB/T 38331-2019 锂离子电池生产设备通用技术要求
GB/T 41970-2022 智能工厂数控机床互联接口规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
动力锂电池 powerlithiumbattery
在动力系统中利用锂离子作为导电离子,在正极和负极之间移动,通过化学能和电能相互转化实现
充放电的电池。
3.2
动力锂离子电池生产过程中所用设备的总称。
注:包括且不限于检测设备、浆料制备设备、极片制备设备、裸电芯制造设备、电芯装配设备、干燥注液设备、化成分
容设备、电池模组组装设备等。裸电芯是在锂离子电池制造过程中,正极片、负极片和隔膜交替堆叠或卷绕在
一起,尾部用终止胶带固定后形成的基本单元,卷绕的芯包也称为卷芯。
3.3
电池组包 celassembly
将单个电芯通过并联和串联的方式组装成一个电池模块,再将多个电池模块组合成一个电池包,并
配备电池管理系统、热管理系统、结构系统等,以满足特定应用需求的电池系统。
3.4
用于实现通信系统设计和构建的框架和规范。
3.5
设备与平台系统之间用于通信和数据交换的物理接口或软件接口。
3.6
双方实体为完成通信或服务所需遵循的规则和约定。
3.7
设备数据模型 equipmentdatamodel
描述设备特性状态的数据结构。
3.8
状态机 statemachine
有限状态自动机的简称,是现实事物运行规则抽象而成的一个数学模型。
3.9
消息 message
用于输送信息的字符的一种有序序列。
[来源:GB/T 11457-2006,定义2.932]
3.10
对象 object
一种实体,它具有明确定义的边界,以及封装状态和行为特性的标识。
注:状态有属性和关系描述,行为特性由操作、方法和状态机描述。一个对象是一个类的一则实例。
[来源:GB/T 19659.1-2005,定义3.26]
3.11
会话ID sessionID
用于标识和跟踪在特定时间段内用户与应用程序或服务器之间的交互会话的唯一标识符。
3.12
接口类型 interfacetype
设备硬件或软件中用于连接、通信或交互的不同类型和规格的接口。
3.13
消息类型 messagetype
在一个服务操作的执行中消费或者产生的消息的分类。
[来源:GB/T 32392.7-2018,定义3.1.9]
3.14
会话类型 sessiontype
在交流或通信中发生的不同类型或形式的对话或互动。
注:常见会话类型有 HTTPS会话、Servlet会话和PDU会话。
3.15
消息文本 messagetext
在通信或信息交换过程中传递的具体内容。
3.16
消息头 messageheader
在通信协议中,位于传输消息的头部进行传输的一些附加信息。
3.17
消息长度 messagelength
消息头字节数和消息文本字节数的总和。
3.18
回复选项 replyoptions
交互过程中,为用户提供的一系列可选择的回应或动作。
3.19
在信息系统中,将数据、文件、信号或其他形式的信息从一个地方传输到另一个地方的过程。
3.20
远程命令 remotecommand
在计算机网络环境中,从一台计算机(客户端)向远程的计算机(服务器)发送指令,使客户端在服务
器端执行相应的操作或任务。
3.21
数据命令 datacommand
在计算机系统中,用于处理、操作或管理数据的指令或命令。
3.22
事件报告 incidentreport
事件发生、性质和状态的文档。
[来源:GB/T 38634.3-2020,定义4.5]
3.23
工艺程序 processprocedure
制造或处理产品、材料的一系列有序步骤。
3.24
用于确保某个实体(如用户、设备、系统等)身份或信息真实性而发送的一种确认信息或数据。
3.25
过程作业 processjob
在操作系统中,将用户提交的任务分配给处理机器执行的过程标识。
3.26
过程作业 moduleID
一个唯一标识软件功能块或硬件子系统的字符串。
3.27
用来表现设备实际的生产能力相对于理论产能的比率。
[来源:GB/T 41392-2022,定义3.2]
3.28
稼动率 utilization
设备在所能提供的时间内为了创造价值而占有的时间所占的比重。
3.29
配方 recipe
为特定加工过程所设计的原料、添加剂、辅助材料的种类、比例、混合顺序以及工艺参数等信息的
集合。
3.30
功能集 functionalset
软件或系统功能的集合。
3.31
上位机系统 uppercomputersystem
一个集数据采集、处理、监控和用户交互等功能于一体的复杂计算机系统,包含SCADA软件。
3.32
请求响应时间 responsetime
从发送请求到接收响应所花费的时间。
3.33
数据接口 datainterface
计算机软件系统之间传输数据、交换信息的接口,以电子文件的形式实现。
3.34
数据 data
信息的可再解释的形式化表示,以适用于通信、解释和处理。
注:可以通过人工或自动手段处理数据。
[来源:GB/T 36344-2018,定义2.1]
3.35
元数据 metadata
关于数据或数据元素的数据(可能包括其数据描述),以及关于数据拥有权、存取路径、访问权和数
据易变性的数据。
[来源:GB/T 36344-2018,定义2.2]
3.36
数据质量 dataquality
在指定条件下使用时,数据的特性满足明确的和隐含的要求的程度。
[来源:GB/T 36344-2018,定义2.3]
3.37
数据生存周期 datalifecycle
将原始数据转化为可用于行动的知识的一组过程。
注:原始数据是终端用户所存储使用的各种未经过处理或简化的数据。原始数据存在多种形式,如文本数据,图像
数据,音频数据或者几种数据混合存在。
[来源:GB/T 36344-2018,定义2.5]
3.38
数据集 dataset
具有一定主题,可以标识并可以被计算机化处理的数据集合。
[来源:GB/T 36344-2018,定义2.6]
3.39
数据模型 datamodel
对分析的图像和文本表述,该分析识别了组织为完成其使命、功能、目标、目的和战略,以及和评价
组织所需要的数据。
[来源:GB/T 36344-2018,定义2.7]
3.40
数据管理者 dataadministrator
获数据主体授权,基于明确、合法目的,管理、使用数据的IT服务组织。
[来源:GB/T 33770.2-2019,定义3.14]
3.41
数据开放主体 dataopeningsubject
主要为使用数据接口的电池厂一方,也包括其他数据接口使用者。
4 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
DNS:域名系统(DomainNameSystem)
ID:身份标识别(IDentity)
IP:互联网协议(InternetProtocol)
SSH:安全外壳(SecureShel)
XSS:跨站脚本攻击(CrossSiteScript)
5 生产设备系统架构
5.1 生产设备组成架构
5.1.1 组成架构
动力锂电池生产设备组成架构分为极片制造、电芯制造和电池组包三个制造单元,组成架构见
图1。
图1 生产设备组成架构图
5.1.2 组成单元
5.1.2.1 极片制造单元
该单元完成从原料到极片制作的全过程,主要工艺包括:合浆、涂布、辊压、制片和烘烤。各工艺的
主要设备如下:
a) 合浆工艺主要设备:高速分散设备和真空搅拌机。
b) 涂布工艺主要设备:极片涂布机。
c) 辊压工艺主要设备:极片辊压机。
d) 制片工艺主要设备:极片分切机、隔膜分切机、极片冲切机、极片滚切机、极片五金模切机和极
片激光模切机等。
e) 烘烤工艺主要设备:烘箱设备。
5.1.2.2 电芯制造单元
该单元完成极片到化成分容的全部过程,主要工艺包括:卷绕/叠片、组装、注液、化成和分容。各工
艺的主要设备如下:
a) 卷绕工艺主要设备:方形全自动卷绕机、圆柱全自动卷绕机和激光卷绕一体机等。
b) 叠片工艺主要设备:自动叠片机、Z字型自动叠片机和切叠一体机等。
c) 组装工艺主要设备:平压机、X-Ray检测机、极耳预焊裁切机、极柱焊接机、盖板与转接片焊接
机、极组包胶机、极组包膜机、自动入壳机、激光盖板自动焊接机和自动封口机等。
d) 注液工艺主要设备:全自动注液机。
e) 化成工艺主要设备:化成机和真空负压化成机。
f) 分容工艺主要设备:分容机。
5.1.2.3 电池组包单元
该单元完成从电芯分组配对到电池包组装检测完成的全过程,主要工艺包括:配组、连接、模组、封
装和测试。各工艺的主要设备如下:
a) 配组工艺主要设备:电芯测试分选机和电池模组组装机。
b) 连接工艺主要设备:全自动电池连接机。
c) 模组工艺主要设备:全自动电池模组线。
d) 封装工艺主要设备:软包装电池除气封装机和软包装全自动封装线。
e) 测试工艺主要设备:电池测试机。
5.2 生产设备互联架构
5.2.1 生产设备互联架构由平台层、设备层构成,生产设备互联架构见图2。
图2 生产设备互联架构
5.2.2 生产设备具有以下结构和功能:
a) 生产设备应有设备控制器、执行机构、传感器/仪表和上位机系统;
b) 生产设备应具有数据接口,支持指令和数据交互功能;
c) 生产设备应有RJ45接口;
d) 平台层应具备通信连接、指令下发和数据接收功能。
5.3 生产设备通信架构
典型的动力锂电池生产设备通信架构见图3,生产设备具有以下结构和功能:
a) 生产设备应有设备控制器、执行机构、传感器/仪表和上位机系统;
b) 上位机系统应具有数据接口,支持指令交互、数据交互、数据存储和数据处理功能;
c) 上位机系统应有RJ45接口。
图3 生产设备通信架构
5.4 生产设备数据模型架构
5.4.1 生产设备数据模型架构图
生产设备数据模型由通用模型、拓展模型、外观视图、行为数据、环境数据、通信数据构成,生产设备
数据模型架构见图4。
图4 生产设备数据模型架构
5.4.2 生产设备数据模型
5.4.2.1 生产设备数据模型如下:
a) 通用模型:各类型设备通用数据定义;
b) 拓展模型:设备技术参数、设备软硬件参数定义;
c) 外观视图:设备三视图定义;
d) 行为数据:设备提供的操作相关数据;
e) 环境数据:设备环境数据;
f) 通信数据:设备通信数据。
5.4.2.2 生产设备数据模型示例见附录A。
6 通信接口总体要求
6.1 硬件接口要求
动力锂电池生产设备的硬件接口要求包括接口类型、传输速率、信号质量、接口数量、电源要求、安
全性和接口安装位置,符合下列要求:
a) 接口类型:应统一使用RJ45标准接口;
b) 传输速率:应在100MB/s及以上;
c) 信号质量:应使用符合GB/T 18015.5-2007的线缆和连接器;
d) 接口数量:应具有2个及以上RJ45标准接口;
e) 电源要求:应在每台工控机上配置一个UPS电源,且电源条件应满足GB/T 38331-2019中
4.3的要求;
f) 安全性:应具备防尘、防水、防爆、防雷和防静电功能;
g) 安装位置:应有一个带防尘罩的硬件接口安装在电气控制操作柜内。
6.2 软件要求
动力锂电池生产设备通信接口的软件要求包括传输协议、数据交换格式、错误处理、安全性、可拓展
性、稳定性、易用性、可维护性、多线程支持和跨平台支持,符合下列要求:
a) 传输协议:应采用TCP/IP传输层协议;
b) 数据交换格式:应支持ASCII码、XML和JSON常见的数据格式;
c) 错误处理:应具备错误处理机制;
d) 安全性:应具备加密通信和身份验证;
e) 可拓展性:应留有拓展功能项;
f) 稳定性:应满足持续300h稳定运行;
g) 易用性:应方便用户容易管理和使用;
h) 可维护性:应具有故障诊断、升级更新、版本控制、日志记录、故障诊断和性能监控功能;
i) 多线程支持:应支持能同时处理多个连接和任务;
j) 跨平台支持:应支持 Windows、Linux平台。
6.3 应用层协议要求
6.3.1 生产设备连接状态机
生产设备连接状态见图5。
图5 生产设备连接状态
状态描述:
设备未连接:平台准备侦听设备或发起TCP/IP连接,但尚未建立任何连接,或之前建立的所有
TCP/IP连接都已终止;
设备已连接:平台和设备之间的TCP/IP连接已经建立,这个状态有两个子状态,未选择和已选择;
设备未选择:已连接的子状态,但没有建立会话或之前建立的会话已经结束;
设备已选择:已连接的子状态,至少有一个会话已经建立。这是正常“运行”状态,数据消息应在此
状态下交换。
图5中的数字1,2,3,4,5,6详解见6.3.2。
6.3.2 设备连接状态转换表
图5生产设备连接状态图所述的状态转换关系见表1。
表1 状态转换
序号 当前状态 触发条件 新状态 发起方 注释
1 无 平台为连接设备做准备 未连接 平台
2 未连接
平台建立用于和设备通信的
TCP/IP连接
已连接 平台 可建立会话
3 已连接 平台断开与设备的TCP/IP连接 未连接 平台 无
4 未选择 平台与设备建立会话 已选择 平台 允许数据消息交换
5 已选择 平台取消或断开与设备的会话 未选择 平台 可断开连接
6 未选择 连接超时 未连接 平台 无
6.3.3 通信协议消息格式
消息格式见表2,消息格式构成说明请见图6。消息格式要求如下:
a) 消息格式应按消息长度、消息头和消息文本顺序构成;
b) 消息长度的字节数应为4字节;
c) 消息头的字节数应为10字节。
图6 消息格式构成
表2 消息格式构成说明
序号 结构名 字节数 描述
1 消息长度 4字节 消息长度详细描述见6.3.4
2 消息头 10字节 消息头详细描述见6.3.5
3 消息文本 0~n字节 消息文本详细描述见6.3.6
6.3.4 通信协议消息长度
通信协议消息长度为消息头长度(10字节)和消息文本长度(0~n字节)的总和,不包含消息长度
本身的4字节长度。
6.3.5 通信协议消息头
6.3.5.1 消息头构成
消息头是一个10字节的字段,消息头中的字节编号从字节0(传输的第一个字节)到字节9(传输的
最后一个字节)。消息头构成见表3。
表3 消息头构成
字节 描述
0~1 会话ID
2 功能集代码
3 功能代码
4 消息类型
5 会话类型(0为数据消息,非0为控制消息)
6~7 时间戳(yyyy-MM-ddHH......
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