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24I电力储能用锂离子电池范围本标准规定了电力储能用锂离子电池的术语定义和符号、层级划分、技术要求、试验方法和检验规则。本标准适用于集中式和分布式、离网和并网应用的锂离子电池的电池单体、电池模块、电池簇和电池系统。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,仅所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/-、定义和符号下列术语、定义和符号适用于本文件。电池单体cell直接将化学能转化为电能的基本单元装置,通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子,并被设计成可充电。也称作电芯。电池模块batterymodule可进行独立更换的最小电池单元,包含使用所必需的组件(如外壳、端子、接口及保护装置等)及标识,包含多个电池单体的串联、并联或串并联组合。电池簇batterycluster可连接储能变流器并独立运行和调度的最小电池单元,包含使用所必需的组件(如监测和保护电路、电气和通讯接口及热管理装置等),包含一个及以上电池模块的串并联组合。电池系统batterysystem储能变流器直流侧母线所接入的一个或多个电池簇及其附属设施的组合。电池模块管理单元batterymanagementunit(BMU)电池管理系统的最小单元,主要用于检测电池模块中的电池单体信息,包括电压、温度及其他相关信息,并宜能够执行均衡功能。电池簇管理单元batteryclustermanagementsystem(BCMS)主要用于监测电池簇、模块及单体状态(电压、电压、电流、温度、SOC等),对充放电过程进行安全管理,对可能出现的故障进行报警和应急保护处理,保证电池簇安全、可靠、稳定运行。1电池系统管理单元batteryArrayManagementsystem(BAMS)主要用于监测电池系统、电池簇、模块及单体状态(电压、电压、电流、温度、SOC等),对充放电过程进行安全管理,对可能出现的故障进行报警和应急保护处理,保证电池系统安全、可靠、稳定运行。储能变流器PowerConversionSystem(PCS)电化学储能系统中,连接于电池系统与电网(和/或负荷)之间的实现电能双向转换的装置。电池管理系统batterymanagementsystem(BMS)电池模块管理单元、电池簇管理单元、电池系统管理单元组合而成的统称。额定充电功率ratedchargingpower厂家规定的可以持续充电工作的功率,表示,由厂家标示于铭牌。额定放电功率rateddischargingpower厂家规定的可以持续放电工作的功率,用Prdn表示,由厂家标示于铭牌。能量型电池energytypebattery、Prdn(n≥1)工作的电池。功率型电池powertypebattery、Prdn(n?1)工作的电池。额定充电能量ratedchargingenergy在规定条件下,恒功率充电,达到企业技术条件中规定的充电终止电压时所充入的能量,表示,由厂家标示于铭牌。额定放电能量rateddischargingenergy在规定条件下,完全充电的电池以Prdn恒功率放电,达到企业技术条件中规定的放电终止电压时所放出的能量,用Erdn表示,由厂家标示于铭牌。电池额定充电容量ratedchargingcapacityofbattery在规定条件下,恒功率充电,达到企业技术条件中规定的充电终止电压时所充入的容量,表示,由厂家标示于铭牌。电池额定放电容量rateddischargingcapacityofbattery在规定条件下,完全充电的电池以Prdn恒功率放电,达到企业技术条件中规定的放电终止电压时所放出的容量,用Crdn表示,由厂家标示于铭牌。实际充电能量actualchargingenergy在规定条件下,恒功率充电,达到企业技术条件中规定的充电终止电压时所充入的能量,表示。实际放电能量actualdischargingenergy在规定条件下,完全充电的电池以Prdn恒功率放电,达到企业技术条件中规定的放电终止电压时所放出的能量,用Edn表示。电池实际充电容量actualchargingcapacityofbattery2在规定条件下,恒功率充电,达到企业技术条件中规定的充电终止电压时所充入的容量,表示。电池实际放电容量actualdischargingcapacityofbattery在规定条件下,完全充电的电池以Prdn恒功率放电,达到企业技术条件中规定的放电终止电压时所放出的容量,用Cdn表示。能量效率energyefficiency在规定条件下,电池单体、电池模块、电池簇或电池系统(不计BMS耗电)以指定功率充放电,放电能量与充电能量的百分比。质量能量密度gravimetricenergydensity在规定条件下,单位质量的电池单体、电池模块、电池簇或电池系统的实际放电能量,用wg(Wh/kg)表示。体积能量密度volumetric?energy?density在规定条件下,单位体积的电池单体、电池模块、电池簇或电池系统的实际放电能量,用wv(Wh/L)表示。壳体case将电池内部部件封装并为其提供防止与外部直接接触的保护部件。起火fire电池任何部位发生持续燃烧(持续时间大于1s),火花及拉弧不属于燃烧。爆炸explosion电池壳体猛烈破裂,伴随剧烈响声,且有主要成分(固体物质)抛射出来。漏液leakage电池内部液体泄漏到电池壳体外部。热失控thermalrunaway电池单体内放热反应引起不可控温升的现象。热失控扩散thermalrunawaydiffusion电池模块、电池簇或电池系统内的电池单体发生热失控,并触发该电池模块、电池簇或电池系统内部相邻或其他部位电池单体热失控的现象。绝热温升adiabatictemperaturerise电池单体处于绝热环境中,由其内部产生或从外部吸收的热量使电池单体温度升高的现象。符号:n小时率额定充电功率,电池单体的单位为W,电池模块的单位为kW,电池簇、电池系统的单位为kW或MW。Prdn:n小时率额定放电功率,电池单体的单位为W,电池模块的单位为kW,电池簇、电池系统的单位为kW或MW。3:n小时率额定充电能量,电池单体的单位为Wh,电池模块的单位为kWh,电池簇、电池系统的单位为kWh或MWh。Erdn:n小时率额定放电能量,电池单体的单位为Wh,电池模块的单位为kWh,电池簇、电池系统的单位为kWh或MWh。Ecn:n小时率实际充电能量,电池单体的单位为Wh,电池模块的单位为kWh,电池簇、电池系统的单位为kWh或MWh。Edn:n小时率实际放电能量,电池单体的单位为Wh,电池模块的单位为kWh,电池簇、电池系统的单位为kWh或MWh。:n小时率电池额定充电容量,单位为Ah。Crdn:n小时率电池额定放电容量,单位为Ah。Ccn:n小时率电池实际充电容量,单位为Ah。Cdn:n小时率电池实际放电容量,单位为Ah。P1:1小时率充电、1小时率放电功率,电池单体的单位为W,电池模块的单位为kW,电池簇、电池系统的单位为kW或MW。Ec1:1小时率充电能量,电池单体的单位为Wh,电池模块的单位为kWh,电池簇、电池系统的单位为kWh或MWh。Ed1:1小时率放电能量,电池单体的单位为Wh,电池模块的单位为kWh,电池簇、电池系统的单位为kWh或MWh。P4:4小时率充电、4小时率放电功率,电池单体的单位为W,电池模块的单位为kW,电池簇、电池系统的单位为kW或MW。Ec4:4小时率充电能量,电池单体的单位为Wh,电池模块的单位为kWh,电池簇、电池系统的单位为kWh或MWh。Ed4:4小时率放电能量,电池单体的单位为Wh,电池模块的单位为kWh,电池簇、电池系统的单位为kWh或MWh。wg:质量能量密度,单位为Wh/kg。wv:体积能量密度,单位为Wh/L。注:、Prdn、P1、P4的数值均由厂家提供;n为保留两位小数的数字。分类和命名电力储能用锂离子电池划分为电池单体、电池模块、电池簇、电池系统四大层级,其中电池模块的标称电压应符合以下规格要求:(12n)-0+5V(n为整数,且n≥1)。产品的规格应标示于产品的技术说明书中,并以可识别、易于读取的编码形式标示于产品外观,电池簇、电池系统的规格还应同时标示于产品的铭牌。各层级按如下规则定义:Li-Level-EES-TV--Prdn--Erdn额定放电能量额定充电能量额定放电功率额定充电功率标称电压电池类型(能量型E或功率型P)电力储能用电池层级(单体Cell、模块Module、簇Cluster或系统System)锂离子电池示例:4Li-Cell-EES--80W-160W-320Wh-300Wh含义:锂离子电池单体,电力储能用,能量型,,额定充电功率80W,额定放电功率160W,额定充电能量320Wh,额定放电能量300Wh。Li-Cell-EES--320W-320W-80Wh-78Wh含义:锂离子电池单体,电力储能用,功率型,,额定充电功率320W,额定放电功率320W,额定充电能量80Wh,额定放电能量78Wh。Li-Module-EES-E48V--3kW-6kWh-:锂离子电池模块,电力储能用,能量型,标称电压48V,,额定放电功率3kW,额定充电能量6kWh,。Li-Module-EES-P48V-6kW-6kW--:锂离子电池模块,电力储能用,功率型,标称电压48V,额定充电功率6kW,额定放电功率6kW,,。Li-Cluster-EES-E650V-250kW-500kW-1MWh-950kWh含义:锂离子电池簇,电力储能用,能量型,标称电压650V,额定充电功率250kW,额定放电功率500kW,额定充电能量1MWh,额定放电能量950kWh。Li-Cluster-EES-P650V-500kW-500kW-125kWh-123kWh含义:锂离子电池簇,电力储能用,功率型,标称电压650V,额定充电功率500kW,额定放电功率500kW,额定充电能量125kWh,额定放电能量123kWh。Li-System-EES-E650V-500kW-1MW-2MWh-:锂离子电池系统,电力储能用,能量型,标称电压650V,额定充电功率500kW,额定放电功率1MW,额定充电能量2MWh,。Li-System-EES-P650V-1MW-1MW-250kWh-246kWh含义:锂离子电池系统,电力储能用,功率型,标称电压650V,额定充电功率1MW,额定放电功率1MW,额定充电能量250kWh,额定放电能量246kWh。技术要求一般要求运行环境工作温度5℃~45℃,相对湿度≤90%,大气压力86kPa~106kPa。,外观不得有变形及裂纹,表面平整无毛刺、干燥、无外伤、无污物,且标识清晰、正确。,外观不得有变形及裂纹,表面干燥、无外伤、无污物,排列整齐、连接可靠,且标识清晰、正确。,所含设备、零部件及辅助设施的外观不得有变形及裂纹,表面干燥、无外伤、无污物,排列整齐、连接可靠,且规格、警示等标识清晰、正确。,所含设备、零部件及辅助设施的外观不得有变形及裂纹,表面干燥、无外伤、无污物,排列整齐、连接可靠,且规格、警示等标识清晰、正确。标识应符合“4层级划分与定义”中的规定。,端子极性标识应正确、清晰。,端子极性标识应正确、清晰。,外形尺寸、质量应符合企业提供的产品技术条件。,外形尺寸、质量应符合企业提供的产品技术条件。,其实际充电能量应不小于额定充电能量,并且不超过额定充电能量的110%;其实际放电能量应不小于额定放电能量,并且不超过额定放电能量的110%;其充放电能量效率应不小于90%;同时所有试验样品的实际充、放电能量的极差不大于实际充、放电能量平均值的6%。,2P4、4P4条件下的充电能量、放电能量相对于P4条件下的充电能量、放电能量的保持率均分别不低于95%、90%,P4、2P4、4P4条件下的充放电能量效率分别不低于90%、85%、80%。,2P1、4P1条件下的充电能量、放电能量相对于P1条件下的充电能量、放电能量的保持率均分别不低于90%、87%,P1、2P1、4P1条件下的充放电能量效率分别不低于90%、86%、80%。,5℃下充电能量应不低于室温实际充电能量的80%,放电能量应不低于室温实际放电能量的75%,能量效率应不低于75%。,5℃下充电能量应不低于室温实际充电能量的65%,放电能量应不低于室温实际放电能量的60%,能量效率应不低于75%。,45℃下充电能量应不低于室温实际充电能量的98%,放电能量应不低于室温实际放电能量的98%,能量效率应不低于90%。,根据试验数据记录温度-温升速率曲线,按照附录的试验数据记录表记录不同温度点对应的温升速率。,其室温能量保持率应不低于室温实际放电能量的90%,充、放电能量恢复率应不低于92%。,其高温能量保持率应不低于室温实际放电能量的90%,充、放电能量恢复率应不低于92%。,其充、放电能量恢复率应不低于90%。循环性能能量型电池:,循环次数达到500次时充、放电能量保持率均不低于90%。功率型电池:,循环次数达到1000次时充、放电能量保持率均不低于80%。根据实际需要可进行更长周期的循环性能测试并记录试验数据,针对电力储能应用对电池长寿命的需求,鼓励进行电池单体全寿命周期模型和循环寿命快速试验方法的探索。,应不起火、不爆炸。,应不起火、不爆炸、不漏液。,应不起火、不爆炸。,应不起火、不爆炸。,应不起火、不爆炸。,应不起火、不爆炸、不漏液。,应不起火、不爆炸。,应不起火、不爆炸,不发生热失控。,实际充电能量应不小于额定充电能量,并且不超过额定充电能量的110%;实际放电能量应不小于额定放电能量,并且不超过额定放电能量的110%;充放电能量效率应不小于93%;同时所有试验样品的实际充、放电能量的极差不大于实际充、放电能量平均值的7%。,2P4、4P4条件下的充电能量、放电能量相对于P4条件下的充电能量、放电能量的保持率均分别不低于95%、90%,P4、2P4、4P4条件下的充放电能量效率分别不低于93%、91%、88%。,2P1、4P1条件下的充电能量、放电能量相对于P1条件下的充电能量、放电能量的保持率均分别不低于92%、90%,P1、2P1、4P1条件下的充放电能量效率分别不低于92%、88%、82%。,5℃下充电能量应不低于室温实际充电能量的80%,放电能量应不低于室温实际放电能量的75%,能量效率应不低于75%。,5℃下充电能量应不低于室温实际充电能量的65%,放电能量应不低于室温实际放电能量的60%,能量效率应不低于75%。,45℃下充电能量应不低于室温实际充电能量的98%,放电能量应不低于室温实际放电能量的98%,能量效率应不低于90%。,其室温能量保持率应不低于室温实际放电能量的90%,充、放电能量恢复率应不低于92%。,其高温能量保持率应不低于室温实际放电能量的90%,充、放电能量恢复率应不低于92%。,其充、放电能量恢复率应不低于90%。,各部分绝缘电阻按标称电压应不低于2000Ω/V。,不能发生绝缘材料的击穿或闪络现象。循环性能能量型电池:,循环次数达到500次时充、放电能量保持率均不低于90%,记录测试周期内充电结束时和放电结束时的电池单体电压极差的平均值。功率型电池:,循环次数达到1000次时充、放电能量保持率均不低于80%,记录测试周期内充电结束时和放电结束时的电池单体电压极差的平均值。根据实际需要可进行更长周期的循环性能测试并记录试验数据,针对电力储能应用对电池长寿命的需求,鼓励进行电池模块全寿命周期模型和循环寿命快速试验方法的探索。,应不起火、不爆炸。,应不起火、不爆炸、不漏液。,应不起火、不爆炸。,应不起火、不爆炸。,应不起火、不爆炸。,应不起火、不爆炸、不漏液,外壳无破裂现象,,各部分绝缘电阻按标称电压应不低于2000Ω/V。此试验适用于具有海洋性气候条件的应用场合。8

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