《电力储能用梯次利用锂离子电池系统技术导则》

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NNB/TXXXXXB—20XX

中华人民共和国能源行业标准

NB/TXXXXX—20XX

电力储能用梯次利用锂离子电池系统

技术导则

Technicalguideforechelon-usedLithiumionbatterysysteminpowerenergystorage

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（征求意见稿）

20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施

国家能源局发布

I

NB/TXXXXX—20XX

电力储能用梯次利用锂离子电池系统技术导则

1范围

本标准规定了电力储能用梯次利用锂离子电池系统的相关术语和定义，明确了梯次利用锂离子电池

系统的基本规定，对梯次利用锂离子电池系统的检测、分级、成组及标定、系统配置、运行维护等环节

做出了规定。

本标准适用于电力储能用梯次利用锂离子电池系统。

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。凡是注日期的引用标准，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用标准，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划

GB12463危险货物运输包装通用技术条件

GB18597危险废物贮存污染控制标准

GB26860电业安全工作规程：发电厂和变电站电气部分

GB/T34131电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范

GB/T36276电力储能用锂离子电池

NB/TXXXXX电化学储能系统溯源编码规范

HJ2025危险废物收集贮存运输技术规范

3术语、定义和符号

3.1术语和定义

GB/T36276中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出GB/T36276

中的某些术语和定义。

3.1.1

锂离子电池lithiumionbattery

含有机溶剂电解质，利用储锂的层间化合物作正极和负极的电池。

3.1.2

电池单体cell

实现化学能和电能相互转化的基本单元，由正极、负极、隔膜、电解液、壳体和端子等组成。

3.1.3

电池模块batterymodule

1

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由电池单体采用串联、并联或串并联连接方式，只有一对正负极输出端子的电池组合体，还宜包括

外壳、管理和保护装置等部件。

3.1.4

电池簇batterycluster

由电池模块采用串联、并联或串并联连接方式，且与储能变流器及附属设施连接后实现独立运行的

电池组合体，还宜包括电池管理系统、监测和保护电路、电气和通信接口等部件。

3.1.5

电池系统batterysystem

一个或一个以上电池簇并联及相应附件构成的能量存储系统。

3.1.6

电池编码batterycode

由一组有一定信息含义的数字和英文字母表示电池模块主要属性和唯一性的标识代码。

3.1.7

梯次利用echelonuse

梯次利用是指电池初次使用退役后，再次应用到其他目标领域，其功能全部或部分继续使用的过程。

3.1.8

额定充电功率ratedchargingpower

在规定试验条件和试验方法下，电池可持续工作一段时间的充电功率。

3.1.9

额定放电功率rateddischargingpower

在规定试验条件和试验方法下，电池可持续工作一段时间的放电功率。

3.1.10

初始充电能量initialchargingenergy

新鲜电池在规定试验条件和试验方法下测得的充电能量。

3.1.11

初始放电能量initialdischargingenergy

新鲜电池在规定试验条件和试验方法下测得的放电能量。

3.1.12

额定充电能量ratedchargingenergy

规定试验条件和试验方法下，初始化放电的电池以额定充电功率充电至充电终止电压时的充电能量。

3.1.13

额定放电能量rateddischargingenergy

规定试验条件和试验方法下，初始化充电的电池以额定放电功率放电至放电终止电压时的放电能量。

2

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3.1.14

能量保持率retentionrateofenergy

规定试验条件和试验方法下，电池的充电能量、放电能量分别与初始充电能量、初始放电能量的比

值，用百分数表示。

3.1.15

组合一致性combinationconsistency

能量组合一致性：在规定条件下，2个或2个以上单个电池模块串联使用过程中能量一致性的显示状

态。本部分用ΔE（Wh）表示。

电压组合一致性：在规定条件下，2只或2只以上单个电池模块串联开路静置过程中的端电压一致性

的显示状态。本部分用ΔU（V）表示。

内阻组合一致性：在规定条件下，2只或2只以上单个电池模块串联使用过程中内阻一致性的显示状

态。本部分用ΔR（mΩ）表示。

3.2符号

下列符号符合本文件。

：电池的额定充电小时率，其数值等于额定充电能量/额定充电功率，并宜从以下数值中选取：8、

4、3、2、1。

�

´：电池的额定放电小时率，其数值等于额定放电能量/额定放电功率，并应从以下数值中选取：

8、4、2、1。

�

Ercn：n小时率额定充电能量，电池模块的对应单位为kW﹒h，电池簇和电池系统的对应单位为kW﹒h

或MW﹒h；

Erdn‘：n’小时率额定放电能量，电池模块的对应单位为kW﹒h，电池簇和电池系统的对应单位为kW﹒

h或MW﹒h。

Prcn：n小时率额定充电功率，电池模块的对应单位为kW，电池簇和电池系统的对应单位为kW或MW；

Prdn‘：n’小时率额定放电功率，电池模块的对应单位为kW，电池簇和电池系统的对应单位为kW或MW。

4基本规定

4.1梯次利用锂离子电池系统应具有安全性、可靠性、可维护性、经济性。

4.2梯次利用锂离子电池系统宜由一个或一个以上的电池簇及配套电池管理系统、监测和保护电路、

电气和通信接口等部件组成。

4.3梯次利用锂离子电池系统的系统拓扑应根据储能系统容量、接入电网电压等级、应用需求、储能

变流器性能、梯次利用锂离子电池特性和要求进行设计，可采用串联、并联或串并联的拓扑结构。

4.4梯次利用锂离子电池系统配置的电池管理系统，应针对梯次利用锂离子电池的特点配置监测、保

护、控制及通信功能；应支持或实现电测量信息和设备状态信息的实时采集和传送，接受并输出各种操

作与控制指令。

4.5梯次利用锂离子电池系统选用的电池模块，应首先进行筛选检测，筛选检测后依次进行评价分级、

成组集成、参数标定工作,成组集成后的电池系统应进行系统检测。

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4.6电池模块的筛选检测应根据电池模块来源和电池系统应用工况需求，简化筛选检测项目，充放电

能量值可根据电池历史数据预测值替代。

4.7筛选检测后的电池模块应依据电池模块当前筛选检测的充放电能量进行评价分级，成组集成时应

优先选用同一能量级别的电池模块。

4.8成组集成后应对系统当前额定充放电能量和额定充放电功率进行参数标定，当前额定充放电能量

标定值应依据所有电池模块筛选检测的充放电能量并结合系统拓扑进行计算，当前额定充放电功率标定

值应根据电池模块额定充放电功率原标定值、当前充放电能量标定值并结合系统拓扑进行计算。

4.9梯次利用锂离子电池系统不得去除原有电池模块的标识信息，成组集成后的电池系统应按照NB/T

XXXXX《电化学储能系统溯源编码规范》的要求进行标识及编码，新标识应标识直观，清晰可见，标识

内容宜包括额定充放电能量、额定充放电功率、标称电压、梯次利用企业、梯次利用标签等相关信息。

4.10梯次利用锂离子电池系统应贴有梯次利用标签，标签样式见附录C图C.2。包装应采用箱装方

式，包装箱可采用包括普通木箱、胶合板箱、金属箱、塑料箱、纸质等符合GB12463中对于第九类危

险品对应的二类包装的产品。

4.11梯次利用锂离子电池系统宜贮存时在储存清洁、干燥及通风良好的室内；应摆放平稳，不得倒置，

并避免机械冲击和重压；应避免阳光直射，避免与腐蚀性介质接触，远离火源及热源。

4.12梯次利用电池系统应包装成箱后再运输，运输过程中防止剧烈振动、冲击、挤压，防止日晒雨淋，

不得倒置。

4.13梯次利用锂离子电池系统在运行中，应设置安全防护措施，系统在充放电过程中外部遇明火、撞

击、雷电、短路、过充过放等各种意外因素时，不应发生爆炸。

4.14运行中的梯次利用锂离子电池系统，应加大巡检、监测和维护的频次，及时评估电池系统的健康

状态和安全风险，对发生故障或存在安全隐患的电池模块、电池簇应立刻进行维护。

4.15经判断不能进行梯级利用的报废梯次利用锂离子电池应按有关要求进行再生利用，回收其中有价

值的资源。报废的梯次利用锂离子电池及其附属件，应按GB18597和HJ2025有关危险废物的相关要

求交由有资质单位进行安全处置和报废回收。

4.16梯次利用锂离子电池系统，在其生命周期的各个环节，应严格遵循安全、环保和资源循环利用的

原则，各个环节应制定严格的安全应急预案并采取安全防护措施。

5检测、分级、成组及标定

5.1梯次利用锂离子电池系统电池来源宜选择能量保持率在60%以上的梯次利用锂离子电池模块。

5.2电池模块筛选检测项目应包括外观、绝缘、耐压、开路电压、静态压差、交流内阻、充放电能量

标定等项目。充放电能量检测值可根据电池历史数据进行预测得出。

5.3电池模块筛选检测后，当前能量保持率不低于60%，且开路电压及静态压差均在正常范围内，方

可进行梯次利用；如开路电压或者静态压差超出正常范围，通过均衡或者更换电池单体后，当前能量保

持率可以达到60%及以上的，亦可进行梯次利用。

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5.4通过筛选检测可进行梯次利用的电池模块，应根据充放电能量检测值进行分级，当前能量保持率

高于60%但低于80%的电池评价为低能量电池，能量保持率不低于80%的电池评价为高能量电池。

5.5通过检测后可进行梯次利用的电池模块，根据能量分级结果进行成组集成。成组集成时应能同时

满足能量组合一致性、电压组合一致性和内阻组合一致性要求，其能量组合一致性的差异应不大于5%，

其开路电压组合一致性的差异应不大于200mV，其内阻组合一致性的差异应不大于10%。

5.6电池成组集成应优先选用同一厂家，同一型号，同一材料体系，同一能量等级的电池模块进行成

组。

5.7成组集成过程中，不应破坏电池模块壳体，不应改变电池模块内部结构。成组集成完成后，各零

部件应布置整齐合理，安装牢固，连接完好，走线美观，标志清晰、正确，通讯接口正常工作。

5.8成组集成后的电池系统检测项目应包括外观、绝缘、耐压、开路电压、充放电能量标定、BMS基

本功能检查等项目。试验项目参考附录B中包含的试验项目，BMS的试验方法可参考GB/T34131中的

要求。

5.9用新电池额定充电电流对电池模块充电，达到电池最高截止电压，充电电流和电压的乘积对充电

时间的积分即为当前标定额定充电能量，用表示；用额定放电电流对电池模块放电，达到电池最

低电压截止，放电电流和电压的乘积对放电时间的积分即为当前标定额定放电能量，用表示。

EM𝑟�

5.10电池模块的当前标定充电功率为，电池模块的当前标定放E电M功𝑟率�‘为

（为电池模块原标定额定充电功率，为电池模块当前标定额定充

PM0𝑟�∗EM𝑟�/EM0𝑟�

电能量，为电池模块原标定额定充电能量；为电池模块原标定额定放电功率，为

PM0𝑟�'∗EM𝑟�'/EM0𝑟�'PM0𝑟�EM𝑟�

电池模块当前标定额定放电能量，为电池模块原标定额定放电能量）。

EM0𝑟�PM0𝑟�’EM𝑟�‘

5.11电池模块集成商可根据实际应EM用0�需��求‘，用5.10得到的标定充放电功率作为梯次电池模块的额定

充放电功率。

5.12电池模块集成商亦可用5.10得到的标定充放电功率继续对电池模块进行恒功率充放电测试，得

到该工况下的充放电能量，并可通过重复5.10~5.12步骤进行多次的检测收敛进一步校准该梯次电池模

块的额定充放电功率和额定充放电能量。

5.13成组集成后的电池系统额定充电能量标定为（），系统额定放电能量标定为

�

1m∗minE𝑟�

（）（k为系统中电池簇的数量，m为第k个电池簇内的电池模块数量,为

�

第1k个m电∗池mi簇n内E�的��电’池模块额定充电能量的最小值，为第k个电池簇内的电池模m块in额E定𝑟�放电

能量的最小值）。

minE𝑟�’

5.14成组集成后的系统当前额定充电功率标定为，系统当前额定放电功率标定为。（k

为系统中电池簇的数量，为电池簇的额定充电功率，为电池簇的额定放电功率。和根

k∗P𝑟�k∗P𝑟�‘

据电池簇内电池模块的额定充放电功率标定值及电池系统拓扑计算得出。

P𝑟�P𝑟�'P𝑟�P𝑟�'

6系统配置

5

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6.1梯次利用锂离子电池系统的成组集成方式及其连接拓扑应与储能变流器的拓扑结构相匹配，电池

系统宜采用模块化设计，宜满足小功率、多分支、集中控制的原则，避免多个电池模块直接并联引起环

流问题。

6.2梯次利用锂离子电池系统的电池裕度应根据梯次利用锂离子电池的寿命特性、充放电特性及最佳

充放电区间和经济性进行配置，电池容量宜与储能单元容量相匹配。

6.3梯次利用锂离子电池系统电压设置应根据锂离子电池模块或电池簇特性、耐压水平、绝缘性能确

定，并应与其连接的储能变流器直流侧电压相匹配，不宜高于1kV。

6.4梯次利用锂离子电池系统应配置具备完备的监测、保护、控制、通信功能的电池管理系统。电池

管理系统应具有下列功能配置：

1配置监测电路,应能全面监测电池系统的运行信息及状态，包括功率、电压、电流、温度、能量、

工作状态等，事故时应发出告警信息。

2配置保护模块，应具有防止电池过充、过放的能力，应具备过压保护、欠压保护、过流保护、过

温保护和直流绝缘监测的功能。

3配置控制、管理模块，应能对电池运行进行优化控制和安全管理；结合梯次利用锂离子电池系统

的特点合理配置均衡模块，实现对电池的均衡管理控制。

4配置通信模块，通信接口宜支持CAN或ModbusTCP/IP通信协议，应配合储能变流器及监控系统

完成监控及保护功能。

6.5梯次利用锂离子电池系统应配置直流断路器、隔离开关等开断、保护设备。

6.6梯次利用锂离子电池系统应配备满足安全运行要求的自动安防系统和消防系统。在充、放电过程

中外部遇明火、撞击、雷电、短路、过充过放等各种意外因素时，不应发生爆炸。

7运行维护

7.1运维管理单位应每月对梯次利用锂离子电池系统的控制系统进行检查评价，分析系统存在的问题，

消除系统缺陷，做设备状态评估，确保控制、监视、通信系统状态正常，异常信号能够正常发出。

7.2运维人员需在值班地点应对梯次利用锂离子电池系统、电池簇、电池模块的能量、功率、电压、

电流、温度、状态及辅助设备等信号进行24小时监视。

7.3检查梯次利用锂离子电池系统的电池部分应外观清洁，密封良好，无裂纹、漏液。当发现电池模

块、电池簇冒烟、温度过高、外壳膨胀或严重漏液时，应立即停止系统运行。

7.4检查梯次利用锂离子电池系统的各项运行参数应在合理范围内，运行参数发生异常时，应立即停

止系统运行。

7.5检查梯次利用锂离子电池系统中的接线端子及连片应牢固，绝缘应良好，无短路、接地，无过热、

变形、烧蚀、氧化，颜色正常。发生异常时，应立即停止系统运行。

7.6检查梯次利用锂离子电池系统中的熔断器有无熔断，空气开关有无跳闸，当出现熔断器熔断、空

气开关脱扣等问题后，应立即查明原因。

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7.7应定期对梯次利用锂离子电池系统中的高低压线束状态进行检查，通过目测检测线束间是否存在

磨擦损伤，如果出现线束磨损应重新布置线束。如果出现线束磨损，应进行线束更换。

7.8专业人员应每半年对梯次利用锂离子电池系统进行一次全面检查和测试，对设备运行状态、指标、

参数、检修记录和缺陷情况进行综合评估，制定有针对的检修策略。对于运行状况不佳的系统，应增加

巡视频次。

7.9当梯次利用锂离子电池系统在维护过程中发生告警时，应停止维护并及时处理告警。

7.10梯次利用锂离子电池系统的一切检修工作需严格遵守GB26860及其他相关安全规范要求。

7.11更换梯次利用锂离子电池系统中电池单体或电池模块时应核对极性，防止短路，检修人员应带耐

腐蚀手套，穿着防护服。

7.12更换落后电池模块时，场地应满足相应的电力供应要求，配备消防设施，场地内不应有明火，工

作人员应佩戴绝缘手套，严禁将电池正负极短接。

____________________________

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附录A

（资料性附录）

组合一致性计算方法

A.1能量组合一致性计算方法

在25℃±5℃环境中，按照GB/T36276A.2.4的方法测试电池模块的初始充放电能量。

对选取的电池模组进行放电能量组合一致性计算：

ErcnmaxErcnmin

Ercn100%…………（1）

Ercnmean

对选取的电池模组进行放电能量组合一致性计算：

Erdn'maxErdn'min

Erdn'100%…………（2）

Erdn'mean

式中：

Ercn—n小时充电能量组合一致性（%），数值上等于电池模块单个充电能量最大值和最小值

差值与平均能量之比的百分率；

Ercnmax—n小时率最大充电能量，单位为瓦时（Wh）；

Ercnmin—n小时率最小充电能量，单位为瓦时（Wh）；

Ercnmean—n小时率平均充电能量，单位为瓦时（Wh）；

Erdn'—n’小时率充电能量组合一致性（%），数值上等于电池模块单个充电能量最大值和最小

值差值与平均能量之比的百分率；

Erdn'max—n’小时率最大放电能量，单位为瓦时（Wh）；

Erdn'min—n’小时率最小放电能量，单位为瓦时（Wh）；

Erdn'mean—n’小时率平均放电能量，单位为瓦时（Wh）。

E=max（Ercn，Erdn'）…………（3）

取E作为能量组合一致性的计算结果。

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A.2电压组合一致性计算方法

在25℃±5℃环境中，测量电池模组的开路电压，进行内阻一致性计算：

…………（4）

UVmaxVmin

式中：

ΔU—每组电池模组开路电压差的数值，单位为伏特（V）；

Vmax—开路电压最大值的数值，单位为伏特（V）；

Vmin—开路电压最小值的数值，单位为伏特（V）。

7.4内阻组合一致性计算方法

在25℃±5℃环境中，使用内阻仪测试电池模块内阻。

计算同簇内电池模组内阻最大值与最小值的差和内阻平均值的比值，进行内阻一致性计算：

RR

Rmaxmin100%…………（5）

Rmean

式中：

ΔR—同簇电池模组内阻最大值与最小值的差和内阻平均值之比的百分率（%）；

Rmax—同簇电池模组内阻最大值，单位为毫欧（mΩ）；

Rmin—同簇电池模组内阻最小值，单位为毫欧（mΩ）；

Rmean—同簇电池模组内阻平均值，单位为毫欧（mΩ）。

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附录B

（资料性附录）

检测项目

表A.1检测项目

序号项目