2016大容量电池储能站蓄电池技术规范.doc

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1、大容量电池储能站蓄电池技术规范目 录 前 言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14使用条件24.1环境温度24.2相对湿度24.3大气压力24.4安装垂直倾斜度25技术要求25.1单体蓄电池的技术性能要求25.2蓄电池模块的技术性能要求35.3蓄电池安全性能要求56试验方法56.1试验条件56.2单体蓄电池试验66.3蓄电池模块试验87检验和试验项目107.1类型107.2试验项目108标志、包装、运输和储存118.1标志118.2包装118.3运输128.4储存12附录A 一致性测试13附录B 大容量电池储能站电池成组典型结构14II大容量电池储能站蓄电池技术规范1 范围本标准规定了

2、功率不小于500kW且容量不小于500kWh的大容量电池储能站锂离子蓄电池的使用条件、技术要求、检验和试验项目、标志、包装、运输和储存等。本标准适用于电池储能站建设与改造工程的锂离子蓄电池的选型、配置与检验,其他功率、容量的储能系统可参照本标准执行。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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 2900.41 电工术语 原电池和蓄电池QC/T 743-2006 电动汽车用锂离子蓄电池GB/T 18287-2000 蜂窝电话用锂离子电池总规范GJB 4477-

3、2002 锂离子蓄电池组通用规范GB/T 16935.1-2008 低压系统内设备的绝缘配合 第1部分：原理、要求和试验YD/T 2344.1-2011 通信用磷酸铁锂电池组第1 部分：集成式电池组GB 21966-2008 锂原电池和蓄电池在运输中的安全要求IEC 61960-2003 含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组.便携式锂蓄电池和蓄电池组JIS C 8711-2006 包括碱性或其他非酸性电解液的二次电池和蓄电池.便携设备用二次锂电池和蓄电池GB/T 17478-2004 低压直流电源设备的性能特性GB 4208 外壳防护等级（IP代码）GB/T 13384 机电产品包装通用

4、的技术条件3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1电池储能站 battery energy storage station采用电化学电池作为储能元件，可进行电能存储、转换及释放的电站。3.2能量转换系统 power conversion system(PCS)实现储能电池与交流电网之间双向能量转换的装置。3.3单体蓄电池 cell由电极和电解质组成，构成蓄电池模块的最小单元，能将所获得的电能以化学能的形式贮存并将化学能转为电能的一种电化学装置。3.4蓄电池模块 battery module用电气方式连接起来的用作能源的两个或者多个单体蓄电池。3.5电池分系统 battery subsy

5、stem由连接在同一台能量转换系统上的若干个电池簇连接而成的可整体控制功率输入、输出的系统，并受后台监控系统控制。3.6蓄电池模块管理单元 battery module management unit(BMMU)封装在蓄电池模块内部，监测电池的状态（电压、温度状态），为电池提供管理及通信接口的系统。4 使用条件4.1 环境温度设备运行期间周围环境温度不高于50，不低于0。4.2 相对湿度日平均相对湿度不大于95%，月平均相对湿度不大于90%。4.3 大气压力80kPa110 kPa。4.4 安装垂直倾斜度不超过5%。5 技术要求 5.1 单体蓄电池的技术性能要求5.1.1 电压锂离子蓄电池单体

6、的标称电压典型值宜符合表1的规定。表1 锂离子蓄电池单体标称电压锂离子蓄电池标称电压（V）钴酸锂电池3.7锰酸锂电池3.6磷酸铁锂电池3.2三元材料电池3.7三元-钛酸锂电池2.35.1.2 容量单体蓄电池标称容量不宜小于20Ah。5.1.3 一致性同一串联电路内各单体蓄电池在电压、容量等影响电池安全与使用寿命的技术参数与性能上应具有良好的一致性。上述参数的一致性指数应达到4D级以上。5.1.4 标准循环寿命单体蓄电池按6.2.11试验时，其循环寿命应不少于500。完成500次循环测试后，按6.2.5试验，其放电容量应不低于额定容量的90%。5.1.5 充放电性能5.1.5.1 20放电容量单

7、体蓄电池按6.2.5试验时，其放电容量应不低于额定容量的100%，同时不应高于额定容量的110%。5.1.5.2 55放电容量单体蓄电池按6.2.6试验时，其放电容量应不低于额定容量的95%。5.1.5.3 20倍率放电容量单体蓄电池倍率放电性能按6.2.7试验时，其放电容量应不低于额定容量的90%。5.1.6 常温、高温荷电保持及容量恢复能力单体蓄电池按6.2.8试验时，其常温及高温荷电保持率应不低于额定值的80%，容量恢复能力应不低于额定容量的90%。5.1.7 储存单体蓄电池按6.2.9试验时，其容量恢复应不低于额定容量的95%。5.2 蓄电池模块的技术性能要求5.2.1 电压蓄电池模块

8、的标称电压典型值为12V、24V、36 V、48 V或72V。5.2.2 效率蓄电池模块常温20oC时，充、放电流1I3能量转换效率应不小于98%。5.2.3 一致性同一串联电路内各蓄电池模块在电压、容量等影响电池安全与使用寿命的技术参数与性能上应具有良好的一致性。上述参数的一致性指数应达到5E级以上。5.2.4 标准循环寿命蓄电池模块按6.3.9进行循环试验，其循环寿命应不少于500。完成500次循环测试后，按6.3.5试验，其放电容量应不低于额定容量的90%。5.2.5 充放电性能5.2.5.1 20放电容量蓄电池模块按6.3.5试验时，其放电容量应不低于额定容量的100%。5.2.5.2

9、 55放电容量蓄电池模块按6.3.6试验时，其放电容量应不低于额定容量的95%。5.2.5.3 20倍率放电容量蓄电池模块的倍率充放电性能要求由电池储能站的功能定位和蓄电池的裕度配置来决定。一般要求：蓄电池模块按6.3.7试验时，其放电容量不应低于额定容量的80%。5.2.6 极限温升正常工作条件下，蓄电池模块各器件极限温升不得超过表2的规定，且发热元件的温度不应影响周围元器件的正常工作。表2 极限温升（单位：）元件名称温升蓄电池模块外壳55蓄电池模块接线端子35绝缘导线25铜导体505.2.7 互换性电池储能站内同一类型的蓄电池模块应可以互换并且实施方便。5.2.8 极性蓄电池模块的极性应与

10、标志的极性相一致。正极标志为红色“”，负极标志为黑色“”。5.2.9 极柱端子结构a）蓄电池模块极柱端子设计应方便运行维护过程中的蓄电池模块电压、内阻测量，方便蓄电池模块间连接紧固操作。b）蓄电池模块端子应能够承受短路时所产生的机械应力。c）蓄电池模块之间的连接电阻应尽量小，在规定的最大电流充放电后，极柱不应熔断，其外观不得出现异常。5.2.10 外观和铭牌a）蓄电池模块外壳不得有变形及裂纹，无污物，干燥且标识清晰。b）蓄电池模块应有制造厂名及商标、型号及规格、极性符号、生产日期等。5.3 蓄电池安全性能要求5.3.1 安全性能a）单体蓄电池和蓄电池模块分别按6.2.12.1和6.3.9.1进

11、行过放电试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。b）单体蓄电池和蓄电池模块分别按6.2.12.2和6.3.9.2进行过充电试验时，应不爆炸、不起火。c）单体蓄电池和蓄电池模块分别按6.2.12.3和6.3.9.3进行短路试验时，应不爆炸、不起火。d）单体蓄电池和蓄电池模块在外部遇明火时不应爆炸。5.3.2 安全防护装置蓄电池模块成组设计时应考虑在触电或紧急情况下迅速断开回路，保证人身安全和事故隔离。5.3.3 电气间隙和爬电距离蓄电池模块各部分的电气间隙和爬电距离应符合表3规定。表3 电气间隙和爬电距离额定绝缘电压Ui/V电气间隙/mm爬电距离/mmUi633.03.063Ui2505.06.025

12、0Ui5008.010.0注1:当主电路与控制电路或辅助电路的额定绝缘电压不一致时，其电气间隙和爬电距离可分别按其额定值选取。注2:具有不同额定值主电路或控制电路导电部分之间的电气间隙与爬电距离，应按最高额定绝缘电压选取。注3:不同极的裸露的带电导体之间，以及裸露的带电导体与未经绝缘的不带电导体之间的电气间隙不小于12mm，爬电距离不小于20mm。5.3.4 绝缘电阻蓄电池模块的正、负极与外壳间的绝缘电阻应不小于2M。5.3.5 耐压测试蓄电池应能经受要求的绝缘耐压性能试验，测试电压为蓄电池最高电压的2倍，持续时间1min，在试验过程中应无击穿或闪络等破坏性放电现象。6 试验方法6.1 试验条

13、件6.1.1 环境条件除另有规定外，试验应在温度为1535、相对湿度为25%85%，大气压力为86kPa106kPa的环境中进行。6.1.2 测量仪器、仪表准确度a）电压表测量装置：准确度不低于0.5级，其内阻至少为1k/V；b）电流测量装置：准确度不低于0.5级；c）温度测量装置：具有适当的量程，其分度值不大于1，标定准确度不低于0.5；d）计时器：按时、分、秒分度，准确度为0.1%；e）测量尺寸的量具：分度值不大于1mm；f）称量质量的衡器：准确度为0.05%以上。6.2 单体蓄电池试验6.2.1 外观在良好的光线条件下，用目测法检查蓄电池的外观。外观不得有变形及裂纹，表面平整、干燥、无外

14、伤、无污物等，且标志清晰、正确。6.2.2 极性用电压表检测蓄电池极性。端子极性应正确，并应有正负极的清晰标识。6.2.3 外形尺寸和质量用量具和衡器测量蓄电池的外形尺寸及质量。应符合企业提供的技术条件。6.2.4 蓄电池充电按厂家提供的专用规程进行充电。在205条件下，蓄电池以1I3（A）电流放电，至蓄电池电压达到3.0V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）时停止放电，静置1h，然后在205条件下以1I3（A）恒流充电，至蓄电池电压达4.2V（或企业技术条件中规定的充电终止电压）时转恒压充电，至充电电流降至0.1I3时停止充电。充电后静置1h。6.2.5 20放电容量a）蓄电池按6.2.4

15、方法充电。b）蓄电池在205下以1I3（A）电流放电，直到放电终止电压3.0V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）。c）用1I3（A）的电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计）。d）如果计算值低于规定值，则可以重复a）c）步骤直至大于或等于规定值，允许5次。6.2.6 55放电容量a）蓄电池按6.2.4方法充电。b）蓄电池在552下储存5h。c）蓄电池在552下以1I3（A）电流放电，直到放电终止电压3.0V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）。d）用c）电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），并表达为额定容量的百分数。6.2.7 20倍率放电容量a）蓄电池按6.2.4方法充电。b）蓄电

16、池在205下以4.5I3（A）电流放电，直到放电终止电压3.0V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）。c）用b）放电电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），并表达为额定容量的百分数。6.2.8 常温、高温荷电保持能力与容量恢复能力6.2.8.1 常温荷电保持与容量恢复能力a）蓄电池按6.2.4方法充电。b）蓄电池在205下储存28d。c）蓄电池在205下以1I3（A）电流放电，直到放电终止电压3.0V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）。d）用c）电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），荷电保持能力可表达为额定容量的百分数。e）蓄电池按6.2.4方法充电。f）蓄电池在205下以1I3（

17、A）电流放电，直到放电终止电压3.0V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）。g）用f）电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），容量恢复能力可表达为额定容量的百分数。6.2.8.2 高温荷电保持与容量恢复能力a）蓄电池按6.2.4方法充电。b）蓄电池在552下储存7d。c）蓄电池在205下恢复5h后，以1I3（A）电流放电，直到放电终止电压3.0V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）。d）用c）电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），荷电保持能力可表达为额定容量的百分数。e）蓄电池按6.2.4方法充电。f）蓄电池在205下以1I3（A）电流放电，直到放电终止电压3.0V（或企业技术条件中

18、规定的放电终止电压）。g）用f）电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），容量恢复能力可表达为额定容量的百分数。6.2.9 储存a）蓄电池按6.2.4方法充电。b）蓄电池在205下以1I3（A）电流放电2h。c）蓄电池在205下储存90d。d）蓄电池按6.2.4方法充电。e）蓄电池在205下以1I3（A）电流放电，直到放电终止电压3.0V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）。f）用e）电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），容量恢复能力可表达为额定容量的百分数。如果容量低于5.1.7中的规定值，可重复d）和e）两个步骤，最多可以重复5次。6.2.10 循环寿命a）蓄电池按6.2.4方法充电

19、。b）蓄电池在205下以1.5I3（A）电流放电，直到放电容量达到额定容量的80%。c）蓄电池按6.2.4方法充电。d）蓄电池按b）c）步骤连续重复24次。e）按6.2.5方法检查容量。如果蓄电池容量小于额定容量的80%终止试验。f）b）e）步骤在规定条件下重复的次数为循环寿命数。6.2.11 安全性6.2.12.1 过放电a）蓄电池按6.2.4方法充电。b）蓄电池在205下以1I3（A）电流放电，直至蓄电池电压为0V（如果有电子保护线路，应暂时除去放电电子保护线路）。蓄电池应符合5.3.1a）规定。6.2.12.2 过充电a）蓄电池按6.2.4方法充电。b）可按两种充电方式进行试验：1）以3

20、I3（A）电流充电，直至蓄电池电压达到5V或充电时间达到90min（其中一个条件优先达到即停止试验）。2）以9I3（A）电流充电，直至蓄电池电压达到10V即停止试验。蓄电池应符合5.3.1b）规定。6.2.12.3 短路a）蓄电池按6.2.4方法充电。b）将蓄电池经外部短路10min，外部线路电阻应小于5m。蓄电池应符合5.3.1c）规定。6.3 蓄电池模块试验6.3.1 外观在良好的光线条件下，用目测法检查蓄电池模块的外观。外观不得有变形及裂纹，表面平整、干燥、无外伤、无污物等，且标志清晰、正确。6.3.2 极性用电压表检测蓄电池极性。外观不得有变形及裂纹，表面平整、干燥、无外伤、无污物等，

21、且标志清晰、正确。6.3.3 外形尺寸和质量用量具和衡器测量蓄电池模块的外形尺寸及质量。应符合企业提供的技术条件。6.3.4 蓄电池模块充电按厂家提供的专用规程进行充电。在205条件下，蓄电池模块以1I3（A）电流放电，至蓄电池模块电压达到nx3.0V或单体蓄电池电压低于2.5V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）时停止放电，然后在205条件下以1I3（A）恒流充电，至蓄电池模块电压达nx4.2V（或企业技术条件中规定的充电终止电压）时转恒压充电，至充电电流降至0.1I3时停止充电，若充电过程中有单体蓄电池电压达到4.3V时则停止充电。充电后静置1h。6.3.5 20放电容量a）蓄电池模块按

22、6.3.4方法充电。b）蓄电池模块在205下以1I3（A）电流放电，至蓄电池模块电压达到nx3.0V时或单体蓄电池电压低于2.5V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）时停止试验，计算放电容量（以Ah计）。c）试验过程中记录单体蓄电池的电压、温度变化情况。6.3.6 55放电容量a）蓄电池模块按6.3.4方法充电。b）蓄电池模块在552下储存5h。c）蓄电池模块在552下以1I3（A）电流放电，直到放电终止电压nx3.0V或单体蓄电池电压低于2.5V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）时停止试验。d）用c）电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），并表达为额定容量的百分数。6.3.7 20倍

23、率放电容量a）蓄电池模块按6.3.4方法充电。b）蓄电池模块在205下以4.5I3（A）电流放电，直到放电终止电压nx3.0V或单体蓄电池电压低于2.5V（或企业技术条件中规定的放电终止电压）时停止试验。c）用b）放电电流值和放电时间数据计算容量（以Ah计），并表达为额定容量的百分数。6.3.8 循环寿命a）蓄电池模块按6.3.4方法充电。b）蓄电池模块在205下以1.5I3（A）电流放电，直到放电容量达到额定容量的80%。c）蓄电池模块按6.3.4方法充电。d）蓄电池模块按b）c）步骤连续重复24次。e）按6.3.5方法检查容量。如果蓄电池模块容量小于额定容量的80%终止试验。f）b）e）步

24、骤在规定条件下重复的次数为循环寿命数。6.3.9 安全性6.3.9.1 过放电a）蓄电池模块按6.3.4方法充电。b）蓄电池模块在205下以1I3（A）电流放电，直至单体蓄电池电压为0V（如果有电子保护线路，应暂时除去放电电子保护线路）。蓄电池模块应符合5.3.1a）规定。6.3.9.2 过充电a）蓄电池模块按6.3.4方法充电。b）可按两种充电方式进行试验：1）以3I3（A）电流充电，直至蓄电池模块电压达到nx5V或充电时间达到90min（其中一个条件优先达到即停止试验）。2）以9I3（A）电流充电，直至蓄电池模块电压达到nx10V即停止试验。蓄电池模块应符合6.3.1b）规定。6.3.9.

25、3 短路a）蓄电池模块按6.3.4方法充电。b）将蓄电池模块经外部短路10min，外部线路电阻应小于5m。蓄电池模块应符合6.3.1c）规定。7 检验和试验项目7.1 类型7.1.1 型式试验7.1.1.1 当有下列情况之一时，应进行型式试验：a） 新产品鉴定时。b） 结构、工艺或材料有重大改变。c） 停产后复产。d） 转厂。e） 批量生产的产品，每隔5年进行一次型式试验。f） 国家质量监督机构提出进行型式试验的要求时。g） 合同规定。7.1.1.2 判定规则在型式试验中，若有一项不合格时，应判定为不合格。7.1.2 出厂试验每台产品都进行出厂试验。一台中有一项性能不符合要求，即为不合格，允许

26、返修后重试，复试一次仍不合格，则为试验不合格，7.2 试验项目试验项目见表5，表中带“”号为应做试验项目，带“”号为有条件进行的试验项目。表4 检验和试验项目序号检验项目型式试验出厂试验技术要求条款1外观6.2.1，6.3.12极性6.2.2，6.3.23外形尺寸及质量6.2.3，6.3.3420放电容量5.1.5，5.2.5555放电容量-5.1.5，5.2.5620倍率放电容量-5.1.5，5.2.57常温及高温荷电保持与容量恢复能力（单体蓄电池）-5.1.68储存（单体蓄电池）-5.1.79标准循环寿命-5.1.4，5.2.410安全性-5.3.111电气间隙和爬电距离（蓄电池模块）-5

27、.3.312绝缘电阻（蓄电池模块）-5.3.413耐压测试（蓄电池模块）-5.3.514一致性5.1.3，5.2.38 标志、包装、运输和储存8.1 标志蓄电池模块应有铭牌，并装设在明显位置，铭牌上应标明以下内容：a）设备名称。b）型号。c）技术参数：标称电压，V。额定电能，kWh。额定放电电流（A）和峰值放电电流倍数。额定充电电流，A。d）质量，kg。e）出厂编号。f）制造年月。g）制造厂名。8.2 包装8.2.1 包装应符合GB/T 13384机电产品包装通用的技术条件的规定，并有以下标识：a）设备名称。b）小心轻放。c）防雨、防潮、轻放、不准倒置。d）安全标示。e）重量。f）起吊位置。8

28、.2.2 装箱资料应有：a）装箱清单。b）出厂试验报告。c）合格证。d）安装使用说明书。e）随机附件及备件清单。8.3 运输8.3.1 蓄电池模块应在不完全放电状态下运输。荷电状态根据运输时间和自放电情况确定，一般应在20%-60%之间。8.3.2 在运输过程中，应防止剧烈振动、冲击、日晒、雨淋，不得倒置。包装箱内的温度应在-20oC55oC之内。8.3.3 蓄电池模块在装卸过程中，应轻搬轻放，严防摔掷、翻滚、重压和倒置。8.4 储存8.4.1 设备在储存期间，应放在空气流通、温度在2055之间、月平均相对湿度不大于90%、无腐蚀性和爆炸气体的仓库内，在贮存期间不应淋雨、曝晒、凝露和霜冻。8.

29、4.2 蓄电池模块储存期间，剩余电能应不小于40%。附录A 一致性测试（规范性附录）影响单体蓄电池和蓄电池模块一致性的主要因素是电压、容量、内阻、充放电特性等因素。测试方法采用一致性指数表示单体蓄电池和蓄电池模块的一致性特征，根据一致性指数进行分级。一致性指数由单体蓄电池或蓄电池模块在规定的荷电状态和充电或放电电流条件下的特征参数的极差系数和标准差系数组成。一致性指数表示方法由两个字段组成：第一个字段，由两位整数组成，表示组成单体蓄电池或蓄电池模块的极差系数，单位为%。第二个字段，表示组成单体蓄电池或蓄电池模块的标准差系数，代码AF。极差系数，要求不大于4%。标准差标准差系数，要求为D级。其中，、为单体蓄电池或蓄电池模块最高、最低电压，为单体蓄电池或蓄电池模块的平均电压，为被测试的单体蓄电池或蓄电池模块个数。标准差系数代码分为6级，用代码AF表示。代码ABCDEF标准差%5.5一致性指数测试方法：将单体蓄电池或蓄电池模块按实际工作工况充电至终止，然后将一致性测试设备连接到蓄电池管理系统，按实际工况进行放电，在放电末期，自动记录一致性测试数据并进行一致性测试。13附录B 大容量电池储能站电池成组典型结构（规范性附录）注：上图为多电池簇共用直流母线的典型结构，当各电池簇通过DC/DC模块并联上，电池单体蓄电池模块电池簇电池分系统的四级结构仍适用。