T-QGCML 3338-2024 电力储能电池系统

ICS27.180Electricenergystoragebatterysy2024-03-13发布IT/QGCML3338—2024前言 2规范性引用文件 3术语和定义 4缩略语 5系统构成 26技术要求 27试验方法 58检验规则 9标志、包装、运输和储存 T/QGCML3338—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由南通国轩新能源科技有限公司提出。本文件由全国城市工业品贸易中心联合会归口。本文件起草单位：南通国轩新能源科技有限公司、江苏东源电器集团股份有限公司、南通阿斯通电器制造有限公司。本文件主要起草人：林伟、罗林、姚映青、颜金战、顾建华、倪泽炎、朱毅、施卫华。1T/QGCML3338—2024电力储能电池系统本文件规定了电力储能电池系统的系统构成、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存。本文件适用于电力储能电池系统的生产和检验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T1413系列1集装箱分类、尺寸和额定质量GB/T4208—2017外壳防护等级(IP代码)GB/T5338.1系列1集装箱技术要求和试验方法第1部分：通用集装箱GB8624—2012建筑材料及制品燃烧性能分级GB15322可燃气体探测器技术要求和试验方法GB16670柜式气体灭火装置GB/T17626.2—2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3—2016电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.4—2018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—2019电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T17626.6—2017电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T17626.8—2006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T17626.9—2011电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验GB18614七氟丙烷(HFC227ea)灭火剂GB25972气体灭火系统及部件GB26410防爆通风机GB/T36276电力储能用锂离子电池GB/T42313电力储能系统术语GB50057建筑物防雷设计规范GB/T50065交流电气装置的接地设计规范JT/T617汽车运输危险货物规则3术语和定义GB/T42313界定的术语和定义适用于本文件。4缩略语2T/QGCML3338—2024下列缩略语适用于本文件。BMS：电池管理系统（BatteryManagementSystem）EMU：能量管理单元（EnergyManagementUnit）UPS：不间断电源（UninterruptiblePowerSupply）5系统构成主要由下列部分构成：b)消防系统；c)电池管理系统；d)辅助系统。6技术要求6.1电池舱6.1.1电池舱表面应无倒刺、裂缝、错位、形变，焊接处应无毛刺、脱焊。6.1.2电池舱整体应符合GB/T4208—2017中IP54的要求，表面防腐蚀应满足使用环境条件要求。6.1.3电池舱壁板、舱门应进行隔热处理，电池舱内采用保温、铺地、装饰材料时，其燃烧性能应符合GB8624—2012中规定的A级。6.1.4电池舱结构强度及制作应符合GB/T1413、GB/T5338.1的规定。6.1.5装箱防雷设计应符合GB50057的规定，电力设备接地设计应符合GB/T50065的规定，电池舱外部应具备至少2个符合电力标准要求的接地点。6.2消防系统6.2.1基本要求6.2.1.1电池预制舱内应设置气体等固定自动灭火系统。每台电池舱应设置火灾预警探测器，具有通讯接口，响应输出信号同时接入电池管理系统、火灾自动报警系统，并符合GB15322的相关规定。电池预制舱采用七氟丙烷灭火装置时，灭火装置应符合GB16670、GB25972的要求，灭火剂的性能和质量应符合GB18614的要求。6.2.1.2电池室/舱外应配置气体浓度显示和提示报警装置；系统应具备分级报警功能，并根据火灾的发生程度用相应频率的声光报警信号传递给站内维保人员。6.2.1.3应具备手动和自动模式切换功能，并在紧急逃生通道门口处安装紧急启停装置。6.2.1.4每台电池舱应设置一个可设置消防预警系统参数发消防控制主机，消防控制主机应支持多种通信方式，并可根据联动策略进行灵活编程。6.2.1.5电池舱内消防系统的火灾预警、探测及联动应满足控制策略。6.2.1.6电池舱内应配置烟雾传感器、温湿度传感器等安全设备，且烟雾传感器和温湿度传感器应和系统的控制开关应形成电气连锁，一旦检测到故障，应能通过声光报警和远程通信的方式通知用户，同时切掉正在运行的锂电池成套设备。3T/QGCML3338—20246.2.1.7每个预制舱至少预留1个消防水管接口，正常情况下该接口应由便于开启的密封盖保持密封状态。6.2.2功能应具备以下功能：a)感温火灾探测；b)感烟火灾探测；c)可燃气体探测；d)手动启动；e)紧急停止；f)声、光报警与消防报警联动。6.3电池管理系统6.3.1电池簇6.3.1.1外观及极性6.3.1.1.1电池簇及所属部件的外观应无变形及裂纹，表面应干燥、无外伤、无污物，排列应整齐、连接可靠，且标识正确、清晰。6.3.1.1.2电池簇端子极性标识应正确、清晰。6.3.1.2初始充放电能量应符合下列要求：a)初始充电能量不小于额定充电能量；b)初始放电能量不小于额定放电能量；c)初始充放电能量效率不小于95%。6.3.1.3绝缘性能电池簇正极与外部裸露可导电部分之间、电池簇负极与外部裸露可导电部分之间的绝缘电阻与标称电压的比值均不应小于1000Ω/V。6.3.1.4耐压性能电池簇正极与外部裸露可导电部分之间、电池簇负极与外部裸露可导电部分之间施加相应的电压，不应发生击穿或闪络现象，直流耐压漏电流应小于10mA。6.3.1.5单体充电压差电池簇在额定功率条件下，充电结束时电池单体电压极差应小于250mV。6.3.1.6单体放电压差电池簇在额定功率条件下，放电结束时电池单体电压极差应小于300mV。6.3.1.7簇间总压差T/QGCML3338—2024充电结束时电池模块电压极差应不大于电池模块标称电压的5.0%；放电结束时电池模块电压极差不大于电池模块标称电压的5.0%。6.3.2电池系统6.3.2.1外观电池系统及所属部件的外观应无变形、裂纹，表面干燥无外伤，且排列整齐、连接可靠、标志清晰6.3.2.2初始充放电能量应符合下列要求：a)初始充电能量不小于额定充电能量；b)初始放电能量不小于额定放电能量；c)初始充放电能量效率不小于95%。6.3.2.3绝缘性能电池系统正极、负极分别与外部裸露可导电部分之间的绝缘电阻与标称电压的比值均不应小于16.3.2.4充放电温差电池系统内部电池单体的温度应符合下列要求：a)在额定功率条件下初始充电结束时电池单体温度极差不大于6℃;b)在额定功率条件下初始放电结束时电池单体温度极差不大于6℃。。6.4辅助系统6.4.1汇流柜6.4.1.1UPS性能UPS为保障储能系统正常工作的供电时间应不少于30min。6.4.1.2断路器控制断路器应能正常响应脱扣。6.4.2急停装置6.4.2.1将急停信号接入BMS的急停装置，按下急停按钮后电池系统应停止运行。6.4.2.2将急停信号接入中继控制器的急停装置，按下急停按钮后电池系统应停止运行。6.4.3防爆型通风装置通风装置要求如下：a)每分钟总排风量应不小于预制舱容积；b)不应产生气体短路；c)应可靠接地；d)防爆通风机应符合GB26410的规定。5T/QGCML3338—20246.4.4接插件额定倍率下，接插件表面温度应不大于50℃。6.4.5电池管理系统通讯和保护应符合下列要求：a)上下电保护、BMS保护功能无故障；b)电池、BMS、EMU之间通讯无异常；c)消防、BMS之间通讯无异常；d)空调、BMS之间通讯无异常。6.5电磁兼容性6.5.1静电放电抗扰度应能承受GB/T17626.2—2018中第5章规定的严酷等级4级的静电放电抗扰度试验。6.5.2射频电磁场辐射抗扰度应能承受GB/T17626.3—2016中第5章规定的严酷等级3级的射频电磁场辐射抗扰度试验。6.5.3电快速瞬变脉冲群抗扰度应能承受GB/T17626.4—2018中第5章规定的严酷等级为4级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。6.5.4浪涌（冲击）抗扰度应能承受GB/T17626.5—2019中第5章规定的严酷等级为3级的浪涌（冲击）抗扰度试验。6.5.5射频场感应的传导骚扰抗扰度应能承受GB/T17626.6—2017中第5章规定的严酷等级为3级的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验。6.5.6工频磁场抗扰度应能承受GB/T17626.8—2006中第5章规定的严酷等级为4级的工频磁场抗扰度试验。6.5.7脉冲磁场抗扰度应能承受GB/T17626.9—2011中第5章规定的严酷等级为5级的工频磁场抗扰度试验。7试验方法7.1电池舱7.1.1目测外观和焊接质量。7.1.2按GB/T4208—2017的规定进行防护等级试验。7.1.3按GB/T5338.1的规定检验电池舱结构强度及制作。7.2消防系统T/QGCML3338—20247.2.1基本检测7.2.1.1目测消防设备安装是否齐全、正确。7.2.1.2根据技术图纸检测消防设备是否能正常运行。7.2.2功能7.2.2.1感温火灾探测功能按下列步骤进行试验：a)启动消防烟温枪，在感温火灾探测器下方制造高温；b)观察感温火灾探测器告警指示灯是否变化；c)观察报警联动控制器显示器是否发出告警变化；d)观察预制舱外声、光报警器是否发出告警信号。7.2.2.2感烟火灾探测功能按下列步骤进行试验：a)启动消防烟温枪，在感烟火灾探测器下方制造烟雾；b)观察感温火灾探测器告警指示灯是否变化；c)观察报警联动控制器显示器是否发出告警变化；d)观察预制舱外声、光报警器是否发出告警信号。7.2.2.3手动启动功能按下列步骤进行试验：a)启动可燃气体产生器给可燃气体探测器输送气体；b)观察可燃气体探测器是否开始工作；c)观察通风系统是否打开；d)停止输送气体，等待气体浓度下降至报警点以下；e)观察探测器是否复位，通风系统是否关闭。7.2.2.4紧急停止功能按下列步骤进行试验：a)按下手动控制器启动按钮；b)观察报警联动控制器显示器是否发出状态变化；c)按下手动控制器上停止按钮；d)观察报警联动控制器显示器是否发出状态变化。7.2.2.5声、光报警与消防报警联动功能按下列步骤进行试验：a)启动消防烟温枪，在感烟火灾探测器下方制造烟雾，或启动消防烟温枪，在感温火灾探测器下方制造高温；b)观察预制舱外声、光报警器是否发出告警信号；c)检查消防报警联动控制器是否有故障信息。7T/QGCML3338—20247.3电池管理系统7.3.1外观在自然光下，目测电池簇及电池系统外观。7.3.2极性采用电压表检测电池簇极性。7.3.3初始充放电能量在室温下，按下列步骤进行试验：a)电池簇、电池系统按要求初始化放电；b)电池簇、电池系统以额定功率恒功率充电至任一单体、任一模块或簇的充电终止电压，静置30min；c)电池簇、电池系统以额定功率恒功率放电至任一单体、任一模块或簇的放电终止电压，静置30min；d)重复上述步骤不少于1次，以至少2次试验的平均值作为结果；e)记录初始充电能量、初始放电能量、充电时间、放电时间、电池单体的电压极差、电池模块的电压极差、电池单体的温度极差、初始充电容量、初始放电容量；记录整个试验过程中相对于试验开始时电池单体的最大温升；计算能量效率；功率测量点在直流侧，不计辅助电源功耗。7.3.4绝缘性能按下列步骤进行试验：a)电池簇、电池系统按要求初始化充电；b)将电池簇的正、负极与外部装置断开，如电池簇内部有接触器应将其处于吸合状态；如电池簇附带绝缘电阻监测系统，应将其关闭；对不能承受绝缘电压试验的元件，测量前应将其短接或拆除；c)按表1选择合适电压等级的绝缘电阻测量仪进行测试，试验电压施加部位应包括电池簇正极与外部裸露可导电部分之间和电池簇负极与外部裸露可导电部分之间。表1绝缘电阻测量仪电压等级测试对象的最大工作电压UVVU＜500500≤U＜1000U≥10007.3.5耐压性能7.3.5.1试验条件如下：a)试验电压施加部位应包括电池簇正极与外部裸露可导电部分之间和电池簇负极与外部裸露可导电部分之间；8T/QGCML3338—2024b)采用交流电压或等于规定交流电压峰值的直流电压进行试验，交流或直流试验电压有效值不应大于规定值的5%；c)交流电源应具有足够的功率以维持试验电压，可不考虑漏电流，此试验电压应为正弦波，且频率为45Hz～62Hz；d)由主电路直接供电的辅助电路，试验电压值应按表2选取；不适于由主电路直接供电的辅助电路，按表3选取。表2由主电路直接供电的辅助电路试验电压值测试对象的最大工作电压UVVVU≤300300＜U≤690690＜U≤800800＜U≤1000—表3不由主电路直接供电的辅助电路试验电压值测试对象的最大工作电压UVVU≤12U＞607.3.5.2按下列步骤进行试验：a)电池簇、电池系统按要求初始化充电；b)将电池簇的电源断开，主电路的开关和控制设备闭合或旁路；对半导体器件和不能承受规定电压的元件，将其断开或旁路；安装在带电部件和裸露导电部件之间的抗扰性电容器不断开；试验开始时施加的电压不应大于规定值的50%，在5s之内将试验电压平稳增加至规定的最大值并保持5s；c)观察是否有击穿或闪络现象。7.3.6充电压差按下列步骤进行试验：a)电池簇按要求初始化放电；b)电池簇以额定功率恒功率充电至任一单体、任一模块或簇的充电终止电压，静置20min；c)记录整个过程中单体电压数据，按公式（1）计算静置后电压差。式中：ΔU1——充电压差，单位为伏（V）；Umax一一最高单体电压，单位为伏（V）；9T/QGCML3338—2024Umin一一最低单体电压，单位为伏（V）。7.3.7放电压差按下列步骤进行试验：a)电池簇按要求初始化充电；b)电池簇以额定功率恒功率放电至任一单体、任一模块或簇的放电终止电压，静置20min；c)记录整个过程中单体电压数据，按公式（2）计算静置后电压差。式中：ΔU2——放电压差，单位为伏（V）；Umax一一最高单体电压，单位为伏（VUmin一一最低单体电压，单位为伏（V）。7.3.8簇间总压差按下列步骤进行试验：a)电池簇按要求初始化充电；b)电池簇以额定功率恒功率放电至任一单体、任一模块或簇的放电终止电压，静置20min；c)记录过程中放电末端簇间总电压数据；d)电池簇按要求初始化放电；e)电池簇以额定功率恒功率充电至任一单体、任一模块或簇的充电终止电压，静置20min；f)记录过程中充电末端簇间总电压数据；g)计算静置后电压差。7.3.9充放电温差按下列步骤进行试验：a)电池系统按要求初始化充电；b)电池系统以额定功率恒功率放电至任一单体、任一模块或任一簇的放电终止电压，静置30min；c)电池系统以额定功率恒功率充电至任一单体、任一模块或任一簇的充电终止电压，静置30min；d)重复上述步骤2次；e)记录温感数据，按公式（3）计算电池系统温度差。式中：ΔT——温差，单位为摄氏度(℃);Tmax——电池单体最高温度，单位为摄氏度(℃);Tmin——电池单体最低温度，单位为摄氏度(℃)。7.4辅助系统7.4.1基本检测7.4.1.1目测集装箱表面有无倒刺、裂缝、错位、形变。T/QGCML3338—20247.4.1.2对比图纸，观察安装位置是否错误，包括集装箱表面、电池包、高压箱、开关、汇流柜标识7.4.1.3用卷尺测量汇流柜尺寸，目测汇流柜位置是否异常，柜内有无悬空线。7.4.1.4用卷尺测量集装箱尺寸，目测集装箱内安装孔位置是否正确，有无封堵。7.4.1.5目测集装箱内部接地点是否完成接地连接。7.4.1.6目测高低压连接器是否存在裂纹、安装不到位。7.4.1.7对比图纸，目测箱间从机线束编号是否正常。7.4.1.8目测电池箱内微型断路器、塑壳断路器等供电电器元件是否处于断开状态。7.4.1.9目测高压箱外观、编号、供电是否异常。7.4.2汇流柜7.4.2.1UPS性能按下列步骤进行试验：a)启动储能系统正常运行；b)观察UPS电源状态，待UPS满电后断开交流电输入，并开始计时；c)待储能系统停止运行时，记录从断开交流电输入到储能系统停止运行的时间。7.4.2.2断路器控制按下列步骤进行试验：a)打开储能系统供电开关，并合上断路器；b)通过三级电池管理系统模拟故障信号；c)观察断路器是否能正常脱扣。7.4.3急停装置按下列步骤进行试验：a)按操作流程启动电池系统；b)电池系统运行后按下急停按钮；c)观察电池系统是否停止运行，记录急停响应时间。7.4.4防爆型通风装置按GB26410的规定进行检验。7.4.5接插件额定倍率下，用测温枪测量高压接插件表面温度。7.4.6电池管理系统通讯和保护按下列步骤进行试验：a)按操作流程启动电池系统；b)根据BMS技术协议要求，验证上下电功能；c)根据BMS技术协议要求，通过模拟、更改值检测BMS故障保护功能，