钒液流电池管理系统技术标准

1、 .全钒液流电池管理系统技术标准编制部门：生效日期：编审核制：核：准：本文件为乐山华易能源有限公司专有之财产，非经许可,不得复制、翻印或转变成其它形式使用。一经打印，即为非受控文件，除非附有文件控制中心的相关印章。. .会签部门及意见部门名称同意发放部门名称同意发放生产部质量部采购部修 订 履 历版次修订日期修订页变更内容编定者1 范围. .本标准规定了储能电站 (包括风电储能电站、光伏储能电站、风光储电站、电网储能电站等)用全钒液流电池管理系统 (以下简称电池管理系统)产品的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存。本标准适用于储能电站用全钒液流电池管理系统。下列文件中的条款通过

2、本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文通过正负极电解液中不同价态钒离子的电化学反应来实现电能和化学能互相转化的储能装置。3.2 电解液 electrolyte3.3 电解液循环系统 electrolyte circulation system3.4 电池电子部件 battery electronics采集和检测电池(堆)或管路的与热、电和流体相关的数据，并将这些数据提供给电池控制单元的电子装置。3.5 电池控制单元 battery control unit控制或

3、管理电池系统电、热或流体性能，并可以与储能电站相关其他控制器进行通讯的电子装置。. .由电池电子部件和电池控制单元组成的电子装置。能量存储及转化装置，包括电池(堆)、电解液、电解液循环系统、电池管理系统以及机械总成。4.1.1 电池管理系统应具有对电池堆或者电解液循环系统的数据采集、信息传递和安全管理的功能。4. 1.2 电池管理系统应能检测电池堆与热、电和流体相关的数据，相关数据至少包括电池堆的电压、电池堆回路电流和管路内温度、压力、流量及储液罐内的液位等参数。4.1.4 电池管理系统应能对电池系统进行故障诊断，并可以根据具体故障内容启动相应的故障机制，比如4.1.5 电池管理系统应有与储能

4、电站及其相关设备基于通讯的信息交互功能。4.1.6 电池管理系统应能通过与储能电站内能量转化系统的实时通讯或者其他信号交互方式实现对充放电4.2 技术要求4.2.1 绝缘电阻电池管理系统应能经受 5.3 要求的绝缘耐压性能试验，在试验过程中应无击穿或闪络等破快性放电现象。4.2.3 电池系统状态监测电池管理系统监测的状态参数精度要求见表1。表 1 电池系统状态参数精度要求总电压值精度要求1% fsr0.5% fsr0.3a（30a），1%（30a）. .精度要求22% fsr2% fsr2% fsrsoc 估算精度要求见表 2。按 照 5.5 进行试验后，比较电池管理系统上报的 soc 值与

5、soc 测试值的偏差。表 2 soc 估算精度要求soc80%6%soc30%6%精度要求10%4.2.5 电池故障诊断电池管理系统对于电池系统进行故障诊断的基本项目和可扩展项目分别见表3 和表 4。表 3 中所列的故障诊断项目是基本要求。根据储能电站功能设计和电池系统的具体需要，电池管理系统的具体诊断内容可以不限于表 3 和表 4 所列项目。表 3 电池系统故障诊断基本要求项目电池管理系统的故障诊断项目及分级1 级故障：电池堆电压高电池堆电压设定值电池堆电压设定值充电电流设定值放电电流设定值电池温度设定值电池温度设定值管路流量设定值管路流量设定值管路压力设定值管路压力设定值储液罐液位设定值储

6、液罐液位设定值电池电压设定值电池电压设定值电池温度设定值电池温度设定值管路流量设定值管路流量设定值管路压力设定值管路压力设定值储液罐液位设定值储液罐液位设定值1 级故障：电池堆电压低1 级故障：充电电流高1 级故障：放电电流高1 级故障：电池温度高1 级故障：电池温度低1 级故障：管路流量高1 级故障：管路流量低1 级故障：管路压力高1 级故障：管路压力低1 级故障：储液罐液位高1 级故障：储液罐液位低3 级故障：电池堆电压极高3 级故障：电池堆电压极低3 级故障：电池温度极高3 级故障：电池温度极低3 级故障：管路流量极高3 级故障：管路流量极低3 级故障：管路压力极高3 级故障：管路压力极

7、低3 级故障：储液罐液位极高3 级故障：储液罐液位极低10111213141516171819202122. .表 4 电池系统可扩展的故障诊断项目电池管理系统的故障诊断项目及分级外部通讯接口初始化故障内部通讯接口初始化故障电池堆一致性偏差设定值电池堆一致性偏差设定值充电电流设定值放电电流设定值绝缘电阻设定值绝缘电阻设定值2 级故障：外部通讯接口初始化故障2 级故障：内部通讯接口初始化故障1 级故障：电池堆一致性偏差大3 级故障：电池堆一致性偏差极大3 级故障：充电电流极高3 级故障：放电电流极高1 级故障：绝缘薄弱101112133 级故障：严重绝缘薄弱4.2.6 安全保护电池管理系统对于可

8、能造成危险事故或者系统损坏的严重故障应有安全保护的功能，安全保护功能的基本要求见表 5。电池管理系统上报故障码后，储能电站其他控制单元可以根据具体故障内容启动相应的故障处理机制。不允许继续充电，如连续报警一定时间后（如：1s），控制关断直流控3 级故障：电池堆电压极高3 级故障：电池堆电压极低不允许继续放电，如连续报警一定时间后（如：1s），控制关断直流控3 级故障：电池温度极高3 级故障：电池温度极低3 级故障：管路流量极高3 级故障：管路流量极低3 级故障：管路压力极高3 级故障：管路压力极低3 级故障：储液罐液位极高3 级故障：储液罐液位极低持续报警一定时间后（如：5s），控制关断直流控

9、制回路。持续报警一定时间后（如：10s），控制关断直流控制回路。持续报警一定时间后（如：10s），控制关断直流控制回路。持续报警一定时间后（如：10s），控制关断直流控制回路。持续报警一定时间后（如：10s），控制关断直流控制回路。持续报警一定时间后（如：10s），控制关断直流控制回路。持续报警一定时间后（如：10s），控制关断直流控制回路。4.2.7 高温运行电池管理系统应能接受 5.8 规定的高温运行试验，在试验过程中及试验后应能正常工作，且满足4.2.3 电池系统状态检测的要求。. .电池管理系统应能接受 5.9 规定的低温运行试验，在试验过程中及试验后应能正常工作，且满足4.2.3 电

10、池系统状态检测的要求。4.2.9 耐高温性能电池管理系统应能接受 5.10 规定的耐高温试验，在试验后应能正常工作，且满足4.2.3 电池系统状态检测的要求。电池管理系统应能接受 5.11 规定的耐低温试验，在试验后应能正常工作，且满足4.2.3 电池系统状态检测的要求。电池管理系统应能接受 5.12 规定的盐雾试验，在试验后应能正常工作，且满足4.2.3 电池系统状态检测的要求。4.2.12 耐湿热性能电池管理系统应能接受 5.13 规定的湿热试验，在试验后应能正常工作，且满足4.2.3 电池系统状态检测的要求。4.2.13 耐电源极性反接性能电池管理系统应能接受 5.14 规定的电源极性反

11、接试验，在试验过程中及试验后应能正常工作，且满足4.2.3 电池系统状态检测的要求。4.2.14 电磁辐射抗扰性电池管理系统按 5.15 进行电磁辐射抗扰性试验，在试验过程中及试验后应能正常工作，且满足4.2.3 电池系统状态检测的要求。5 试验方法除另有规定外，试验应在温度为 10oc35oc 、相对湿度为 10%90%，大气压力为通常的环境大气的压力。5.1.2 测量仪器、仪表准确度. .所有测试仪表，精度应高于被测指标精度的一个数量级或误差小于被测参数允许误差的三分之一。在电池管理系统的电量参数采样回路对壳体之间施加频率为5060hz 的正弦波形交流试验，试验电压为(2u+1000v)，

12、历时 1min，其中 u 为电池系统的额定电压。5.4.1 将电池系统按正常工作要求装配、连接或者通过模拟系统提供电池管理系统需要监测的电气、温度和流体环境，正确安装布置检测设备的电压、电流、温度、压力、流量、液位传感器，接通电池管理系统工作电源。5.4.2 将电池管理系统采集的数据与检测设备检测的对应数据进行比较，确认其测试误差的大小。5.5 soc 估算5.5.1 按正常工作要求装配被测电池系统(可选择电池管理系统适用的最小电池系统)。5.5.2 在 5.1.1 规定的环境条件下进行预处理，并在该温度条件下进行5.5.4、5.5.5 和 5.5.6 规定的试验内容。5.5.3 为保证受试对

13、象的实际工作温度在指定温度范围内，如果对于特定电池系统产品有特殊要求，可以在测试过程中增加静置时间。除预处理外，测试过程中静置时，可以根据特定产品的技术规范确定电池管理是否处于工作状态。5.5.4 预处理当测试的目标环境改变时，受试对象需在新的试验环境温度下至少静置6h，直到电池系统的表面温度与环境温度的差值小于2，则可认为完成电池系统的静置处理。5.5.5 可用容量测试5.5.5.1 以额定放电电流(i01)a 放电至电池系统的电池堆电压极低保护、总电压极低保护或者受试对象技术规范中规定的其它放电终止条件;5.5.5.2 静置 10min;5.5.5.3 以额定充电电流(i02)a 充电至者

14、受试对象技术规范中规定的其它充电终止电压;. .5.5.5.4 再改用恒压充电方式充电直到充电电流减小到1/3i02a 终止，此时电池系统处于满电状态;5.5.5.5 静置 10min;5.5.5.6 以(i01)a 电流放电至 5.5.5.1 同样的放电终止条件，记录放电过程总的放电量q01。5.5.5.7 静置 10min;5.5.5.8 重复 5.5.5.35.5.5.7，放电量分别为 q02 和 q03，则三次放电量的算术平均值为 q0。如果q01、q02 和 q03 与 q0 的偏差均小于 2%，则q0 为该电池系统的可用容量。如果q01、q02 和 q03 与 q0 的偏差有不小于

15、 2%的情况，则需要重复进行可用容量测试过程，直到连续三次的放电量满足可用容量确认的条件。注：如果受试对象有推荐的充电和放电规范，在可用容量测试中可以直接采用，并且在试验报告中说明。受试对象应根据电池系统自身技术规范及所应用的具体环境，采用特定充放电制度进行测试。在测试过程中，对于因满足整体储能电站设计要求而出现的电池管理系统故障报警或者安全保护的情况，应根据具体情况，提前确定保证试验正常进行的处理方案。c)记录电池管理系统上报 soc 值;d)以可用容量测试时所采用的放电规范将电池系统放电至5.5.5.1 同样的放电终止条件，记录放电电量 q1;e)标准放电前 soc 真值按(q1/q010

16、0)%计。f)比价上报 soc 和 soc 真值，计算得 soc80%时，soc 估算偏差。g)重复 a 到 f，分别在 b 步骤使 80%soc30%、soc30%，得此两种条件下 soc 估算偏差。5.6 电池故障诊断通过模拟系统，改变电压、电流、温度等输入信号，使其满足表3 所列故障项目的触发条件，监测电池管理系统通讯接口上报的数据，记录相应故障项目及其触发条件。根据受试对象技术规范的要求，对于其他故障诊断项目进行功能确认。. .通过模拟系统，改变电压、电流、温度等输入信号，使其满足表5 所列故障项目的触发条件，监测电池管理系统的软件和硬件响应。将电池管理系统放入从室温开始的高温箱中，使

17、其处于工作状态，达到652后保持 2h。试验过程中记录电池系统状态监测参数，并进行测试误差比较。将电池管理系统放入从室温开始的低温箱中，使其处于工作状态，达到-252后保持 2h。试验过程中记录电池系统状态监测参数，并进行测试误差比较。5.10 耐高温性能5.11 耐低温性能5.12 耐盐雾性能按 gb/t 2423.17 的规定进行。电池管理系统在试验箱内按储能电站实际安装状态或其基本等同条件安装，接插件处于正常接插状态。试验持续时间为16h。试验结束后，将电池管理系统置于常温条件下12h，待电池管理系统恢复常温后，进行电池系统状态参5.13 耐湿热性能按 gb/t 2423.4 的规定进行

18、。试验时间为 2 个循环。. .试验结束后，将电池管理系统置于常温条件下12h，待电池管理系统恢复常温后，进行电池系统状态参数测试误差比较。将输入供电电源为反接电压值时，电池管理系统接通供电电源，持续 1min。试验结束后，电池管理系统正按 gb/t 17619-1998 规定进行，测试频率为 4001000mhz。试验过程中记录电池系统状态监测参数，并进行测试误差比较。检验分出厂检验和型式检验。6.2 出厂检验6.2.4 在出厂检验中，若有一项或一项以上不合格时，应将该产品退回生产部门返工普检，然后再次提交6.3 型式检验f) 出厂检验结果与上一次型式检验的结果又较大差异时;. .6.3.2 电池管理系统检验项目的分组及顺序见表 6，型式检验时，同一样品不同检验项目的检验顺序可以按照送检部门(机构)和检验部门(机构)协商决定。在型式检验中，若有不合格项目时，则应从该批次电池管理系统中加倍抽样对不合格的项目进行复检，复检再不合格则该次型式检验为不合格。应停止生产，查明原因后，重新提交型式检验，待合格后方可恢复生产。样品分组及数量全部111213144.2.114.2.124.2.1