《GB 大容量电池储能站电池管理系统技术规范》

ICS

中中华华人人民共和和国国国国家家标标准准

GB/TXXXXX—2012

大容量电池储能站电池管理系统技术规范

Technicalstandardforbatterymanagementsystemoflarge-capacitybatteryenergy

storagesystem

（初稿）

2012-XX-XX发布2012-XX-XX实施

GB/T*****—****

II

GB/T*****—****

大容量电池储能站电池管理系统技术规范

1.范围

本规范规定了功率不小于500kW且容量不小于500kWh的大容量电池储能站电池管理系统（以下简

称BMS）的使用条件、功能要求、检验和试验项目等。

本规范适用于大容量电池储能站建设与改造工程的电池管理系统的选型、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/T2900.11电工术语原电池和电池

GB19596电动汽车术语

IECTR62060-2001二次电池和电池组.监测酸性铅电池用户指南

GB/T16935.1-2008低压系统内设备的绝缘配合第1部分：原理、要求和试验

GB8897.4-2008原电池第4部分：锂电池的安全要求

GB2900.11-88蓄电池名词术语

GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验

GB/T17626.12电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验

GB4208外壳防护等级（IP代码）

3.术语及定义

3.1电池储能站BatteryEnergyStorageStation，BESS

电池储能站是指以电池为能量载体，通过能量转换系统进行充放电，并可与电力系统实现多种形式

的有功和无功能量交换的储能电站。

3.2能量转换系统PowerConversionSystem，PCS

能量转换系统是实现电池与交流电网之间双向能量转换的装置，其核心部分是由电力电子器件组成

的换流器。

3.3单体蓄电池Cell

由电极和电解质组成，构成蓄电池组的最小单元，能将所获得的电能以化学能的形式贮存并将化学

3

GB/T*****—****

能转为电能的一种电化学装置。

3.4蓄电池模块BatteryModule，BM

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电池簇BatteryCluster，BC

由电路相联的若干个蓄电池模块和电路设备（监测和保护电路、电气和通讯接口及热管理装置等）

组成，由不同应用场合和蓄电池模块串并联方式决定。

3.6电池分系统BatterySubsystem

由连接在同一台能量转换系统（PCS）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

分系统，并受后台监控系统控制。

3.7储能分系统EnergyStorageSubsystem

储能电站中以能量转换系统（PCS）为单元划分为若干个系统，称为储能分系统。每个储能分系统

由能量转换系统（PCS）、电池分系统、电池管理系统（BMS）组成。

3.8电池模块管理单元BatteryModuleManagementUnit，BMMU

电池模块管理单元是封装在电池模块内部，应具有监测电池模块及单体电池状态(电压、温度状态)，

应具有对电池模块充、放电过程进行安全管理功能，为蓄电池提供通信接口的系统。BMMU是电池管理系

统（BMS）的最小组成管理单元，通过通讯接口向电池簇管理单元（BCMU）提供电池模块内部信息。BMMU

具备对模块内部的单体电池（Cell）提供一定均衡措施的功能，以保证电池使用寿命，或提供可进行均

衡维护的外接接口。

3.9电池簇管理单元BatteryClusterManagementUnit，BCMU

电池簇管理单元是由电子电路设备构成的实时监测系统，有效地监测电池簇、模块及单体状态(电

压、电流、温度、SOC等)，对电池簇充、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，对电池模块及电池簇的运行进行安全和优化控制，保证电池安全、可靠、稳定的运行。BCMU

是电池管理系统的中间层级，对应于电池簇（Cluster），向下收集电池模块管理单元（BMMU）信息，向

上层电池管理系统（BMS）提供信息。BCMU宜具备对所管理的模块（Module）提供均衡等辅助功能，或

提供可进行均衡维护的外接接口。

3.10电池分系统管理单元BatterySubsystemManagementUnit，BSMU

电池分系统管理单元是由电子电路设备构成的实时监测与管理系统，对整个储能分系统所管辖的电

池进行安全管理，对电池可能出现的故障进行报警和应急保护处理，对电池模块、电池簇和分系统的运

行进行安全和优化控制，保证电池安全、可靠、稳定的运行。BSMU是储能分系统中最高层级的电池管理

单元，下接电池簇管理单元（BCMU）。BSMU宜具备对不同电池簇提供均衡措施的功能，或提供可进行均

衡维护的外接接口。

3.11电池管理系统BatteryManagementSystem，BMS

主要用于对蓄电池充、放电过程进行管理，提高蓄电池使用寿命，并为用户提供相关信息的电路系

4

GB/T*****—****

统的总称，由BMMU、BCMU和BSMU等管理单元组成，可根据系统容量选取两层或三层架构。

3.12电池荷电状态StateofCharge，SOC

电池当前实际电量和额定容量的比值，适用于电池单体、电池模块、电池簇和电池分系统。

3.13电量均衡cell/batterybalancing

通过电量转移措施，以减少电池间的电压差，保持不同电池间电量的均衡。

3.14平均故障间隔时间MeanTimeBetweenFailures，MTBF

系统运行过程中，发生两次可修复故障的平均间隔时间。

4.总则

BMS的拓扑配置须与储能分系统中PCS的拓扑、电池的成组方式相匹配与协调，对电池运行状态进

行优化控制，保障电池安全、可靠、稳定、长寿命运行。

BMS功能要求中各功能具体实现层级由BMS的拓扑配置情况决定，宜分层就地实现。

5.使用条件

5.1电池组的工作环境应无腐蚀性、爆炸性和破坏绝缘的气体及导电尘埃，并远离热源。

5.2温度

设备运行期间周围环境温度不高于50℃，不低于–20℃。

5.3湿度

日平均相对湿度不大于95%，月平均相对湿度不大于90%。

6.功能要求

6.1测量功能

BMS应能实时测量单体电池电压、电池模块电压、电池模块温度、电池簇电压、电池簇电流、电池

分系统电压、电池分系统电流、绝缘电阻等参数。

电流采样分辨率结合电池容量和充放电电流确定，测量误差不大于0.5%f.s.，采样周期不大于

50ms。

单体电压测量误差不大于0.2%f.s.，采样周期不大于200ms。

电池模块、电池簇、电池分系统电压采样分辨率0.1V，测量误差不大于1%，采样周期不大于200ms。

温度采样分辨率不大于1℃，测量误差不大于±1℃，采样周期不大于5s。

6.2计算功能

BMS应能够计算电池簇和电池分系统的SOC值（%），电池分系统的充电、放电电能量值（kWh）等，

可计算、评估电池簇、电池分系统的最大充电电流、最大放电电流等，且具有掉电保持功能，具备上传

监控系统的功能。

SOC计算误差不大于10%，宜具有自校正功能，计算更新周期不大于3s。

电能量计算误差不大于3%。

5

GB/T*****—****

6.3信息上送功能

BMS各层级间的交互信息由BMS具体拓扑配置结构确定。

为了能全面监视电池的运行状态，同时为电池储能站控制策略准备数据源，BMS上传监控系统/PCS

信息应包括电池簇信息、电池分系统级信息等。电池模块级信息、单体电池级信息视需要而定。

6.4自诊断功能

能够诊断内部的电路故障和不正常的运行状态。

6.5电池的故障诊断功能

能够监测电池的运行状态，诊断电池的不正常运行状态，上送相关告警信号至监控系统/PCS。

6.6电池的电气保护功能

BMS应具备但不限于以下电池电气保护功能，并发出告警信号或跳闸指令，使电池簇/电池分系统

实施就地故障隔离，保护设备安全，减小事故影响范围：

过压保护：BMS应具备诊断电池电压高于充电截止电压的功能；

欠压保护：BMS应具备诊断电池电压低于放电截止电压的功能；

过流保护：BMS应具备诊断电池过流的功能；

输出短路保护：BMS应具备诊断输出短路的功能；

过温保护：BMS应具备诊断电池温度过高的功能。

6.7电量均衡功能

BMS宜具有电量均衡功能，采用高能效的均衡控制策略，使电池簇的放电容量（安时）应不低于簇

内任意单体电池容量（安时）。

6.8管理功能

对充放电进行有效管理，确保充放电过程中不发生电池过充电、过放电，防止发生充放电电流和温

度超过允许值，是BMS的首要功能。

充电电压管理功能：在充电过程中，电池充电电压应控制在最高允许充电电压内。

放电电压管理功能：在放电过程中，电池放电电压应控制在最低允许放电电压内。

温度管理功能：向热管理系统提供电池温度信息，使热管理系统控制实现同一电池分系统内电池间

平均温差小于5℃。

6.9统计功能

BMS具有电池充、放电的累计充、放电量的统计功能，并具有掉电保持功能。

6.10通信功能

BMS各层级间的通信需求由BMS具体拓扑配置结构确定。

BMS与PCS之间应至少有2个通讯接口，互为冗余，同时宜具备1个硬接点接口。

BMS与监控系统之间应至少有2个以太网通讯接口，互为冗余。同时，为避免大容量的BMS信息通

讯对监控系统造成冲击，大容量电池储能站内BMS宜单独组网。

6

GB/T*****—****

6.11对时功能

BMS应具备对时功能，能接受IRIG-B（DC）码来满足对时要求。

6.12平均故障间隔时间(MTBF)

BMS应具备良好的可靠性与可用率，MTBF不宜小于40000小时。

6.13定值设置功能

BMS应能对电池运行参数保护、报警定值进行整定，且具备就地和远程修改功能。

6.14操作权限管理功能

BMS应具有操作权限密码管理功能，任何改变运行方式和运行参数的操作均需要权限确认。

6.15事件记录功能

BMS应能储存不少于5000条事件。运行参数的修改、电池管理单元告警、保护动作、充电和放电

开始/结束时间等均应有记录，且时间记录应精确到秒。事件记录具有掉电保持功能。每个报警记录包

含所定义的限值、报警参数，并列明报警时间、日期以及报警值时段内的峰值。

6.16存储功能

BMS应具备足够的容量在线存储30天的信息，且采用队列方式存储；同时具有故障录波功能，能

够对故障前后的状态量有效记录，电流量记录周期宜不大于50ms，电压量记录周期不大于200ms，温度

量记录周期不大于5s。

6.17显示功能

BMS应能显示确保系统安全可靠运行所必需的信息，如相关定值、模拟量测量值、事件记录和告警

记录等。

6.18电磁兼容

BMS应符合GB/T17626.2《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》规定严酷等级为三级静

电放电抗扰度、GB/T17626.4《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》规定严酷等级

为三级电快速瞬变脉冲群抗扰度、GB/T17626.5《电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验》

规定严酷等级为三级浪涌（冲击）抗扰度抗扰度、GB/T17626.8《电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗

扰度试验》规定严酷等级为四级工频磁场抗扰度、GB/T17626.12《电磁兼容试验和测量技术振荡波抗

扰度试验》规定严酷等级为三级振荡波抗扰度试验的要求。

6.19绝缘电阻

BMS采样线束和BMS壳体之间的绝缘电阻应不小于2MΩ，测试电压为1kVAC。

6.20耐压测试

BMS应能经受要求的绝缘耐压性能试验，测试电压为电池簇最高电压的2倍，在试验过程中应无

击穿或闪络等破坏性放电现象。

7.检验和试验项目

7

GB/T*****—****

型式试验和出厂试验项目见表1，表中带“√”号为应做试验项目。

表1检验和试验项目

序号检验项目型式试验出厂试验

1电流测量精度√√

2电压测量精度√√

3温度测量精度√√

4SOC估算精度√

5故障诊断功能√

6保护功能√

7电量均衡功能√

8静电放电抗扰度试验√

9电快速瞬变脉冲群抗扰度试验√

10浪涌（冲击）辐射抗扰度试验√

11工频磁场抗扰度试验√

12震荡波抗扰度√

13绝缘电阻√√

14耐压测试√

8

GB/T*****—****

附录A用词说明

（规范性附录）

A.1表示很严格，非这样做不可的用词：

正面词采用“必须”；

反面词采用“严禁”。

A.2表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：

正面词采用“应”；

反面词采用“不应”或“不得”。

A.3表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：

正面词采用“宜”；

反面词采用“不宜”。

A.4表示有选择，在一定条件下可这样做的用词：

采用“可”。

9

GB/T*****—****

附录BBMS的信息点表

（规范性附录）

BMS的遥测信息点表

站内监控储能集控

序号名称PCS调度主站

系统中心

1单体电池电压

2电池模块电压

3电池模块温度

4电池簇电压√

5电池簇电流√

6电池分系统电压√

7电池分系统电流√

8电池簇SOC√√

9电池分系统SOC√√

10电池分系统累计充电电量

11电池分系统累计放电电量

12电池簇中最高单体电压

13电池簇中最高单体电压电池编号

14电池簇中最低单体电压

15电池簇中最低单体电压电池编号

16电池簇中最高温度

17电池簇中最高温度电池编号

18电池簇中最低温度

19电池簇中最低温度电池编号

BMS的遥信信息点表

站内监控储能集控

序号名称PCS调度主站

系统中心

1单体电池过压告警√√

2电池簇过压告警√√

3单体电池欠压告警√√

4电池簇欠压告警√√

5电池模块高温告警√√

6电池模块低温告警√√

7电池模块瞬间升温告警√√

8电池模块温差过大告警√√

9电池簇过流告警√√

10电池分系统漏电告警√√

11单体电池过压保护动作√√

12电池簇过压保护动作√√

13单体电池欠压保护动作√√

14电池簇欠压保护动作√√

15电池模块高温保护动作√√

16电池模块低温保护动作√√

10

GB/T*****—****

17电池模块瞬间升温保护动作√√

18电池模块温差过大保护动作√√

19电池簇过流保护动作√√

20电池簇短路保护动作√√

21电池簇状态信息√√

22电池簇启动状态信息√√

23BCMU与BMMU通信异常保护动作√√

24BMS与BCMU通信异常保护动作√√

25BMS与PCS通信异常保护动