锂离子电池储能系统安全评价 第1部分：安全分级

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团体标准

T/CNESAXXXX—XXXX

锂离子电池储能系统安全评价第1部分：

安全分级

Safetyevaluationoflithium-ionbatteryenergystoragesystemPart1:

Safetygrading

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中关村储能产业技术联盟发布

T/CNESAXXXX—XXXX

锂离子电池储能系统安全评价第1部分：安全分级

1范围

本文件规定了储能用锂离子电池单体、电池模组、电池簇、储能系统锂离子电池储能基本安全要求

和分级要求。

本文件适用于需要确定安全等级的储能用锂离子电池单体、电池模组、电池簇、储能系统。

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。

DL/T2528电力储能基本术语

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

锂离子电池lithiumioncell

依靠锂离子在正极和负极之间移动实现化学能与电能相互转化的装置，并被设计成可充电。

注：该装置包括电极、隔膜、电解质、容器和端子等。

3.2

锂离子电池模组lithiumionbatterymodule

锂离子电池储能系统中可独立安装的装置，由多个锂离子电池串并联组合而成，具有独立的外壳但

通常没有独立的电池管理系统或者保护系统。

3.3

锂离子电池簇lithiumionbatteryrack

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、电气和通讯接口等部件。

3.4

锂离子储能系统lithiumionenergystoragesystems

能够独立实现电能存储、转换及释放功能的系统，至少包括一个或多个锂离子电池模组、电池管理

系统、电源调节系统、设备平衡组件、固定消防系统。

3.5

起火fire

从电池或电池组发出火焰。

[来源：GB/T28164—2011，1.3.13]

注：火焰是由燃烧产生的，燃烧是一种发光发热的化学反应。火花不能称为火焰。

3.6

爆炸explosion

电池或电池组内部剧烈反应产生巨大压力，造成外壳破裂并且有主要成分被抛射出来。

[来源：GB/T28164—2011，1.3.12]

3.7

充电限制电压limitedchargingvoltage

Ucl

4

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制造商规定的电池或电池组的额定最大充电电压。

3.8

热失控ThermalRunaway

锂离子电池因为失效，其温度以不可控的形式急剧上升，伴随大量烟雾的释放，也可能伴随起火或

者爆炸。

4安全分级原则

电池单体安全分级分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级，Ⅰ级安全等级为最高。

电池模组安全分级分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级，Ⅰ级安全等级为最高。

电池簇安全分级分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级，Ⅰ级安全等级为最高。

储能系统安全分级分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级，Ⅰ级安全等级为最高。

5电池单体安全分级

5.1过充电

电池单体热滥用分级方法见表1。

表1电池单体热滥用分级方法

电池单体过充电分级分级量值试验方法

Ⅰ级2倍充电上限电压

见《锂离子电池储能安全分级评价试

Ⅱ级1.7倍充电上限电压验方法第2部分：单体电池安全分级

评价试验方法》

Ⅲ级1.5倍充电上限电压

5.2热失控起始温度

电池单体热失控起始温度分级方法见表2。

表2电池单体热失控起始温度分级方法

电池单体热失控起始温度分级分级量值试验方法

测试方法规定的温度测点测得的温度值超过

Ⅰ级

230℃

测试方法规定的温度测点测得的温度值大于等于

Ⅱ级见《锂离子电池储能安全分级

210℃、小于等于230℃

评价试验方法第2部分：单体

测试方法规定的温度测点测得的温度值大于等于

Ⅲ级电池安全分级评价试验方法》

180℃、小于等于210℃

测试方法规定的温度测点测得的温度值小于

Ⅳ级

180℃

5.3循环后过充电

电池单体循环后过充电分级方法见表3。

表3电池单体循环后过充电分级方法

5

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电池单体循环后过充电分级分级量值试验方法

在充电至1.7倍充电限制电压后，电池无起火或者爆见《锂离子电池储能安全分

Ⅰ级

炸级评价试验方法第2部分：

在充电至1.5倍充电限制电压后，电池无起火或者爆单体电池安全分级评价试验

Ⅱ级

炸方法》

5.4爆炸极限

电池单体热失控产气爆炸极限分级方法见表3。

表4电池单体热失控产气爆炸极限分级方法

电池单体热失控产气爆炸极

分级量值试验方法

限分级

Ⅰ级产气爆炸极限＞7.5%见《锂离子电池储能安全分

级评价试验方法第2部分：

Ⅱ级产气爆炸极限大于等于6%,但小于7.5%

单体电池安全分级评价试验

Ⅲ级产气爆炸极限＜6%方法》

6电池模组安全分级

6.1模组内电芯一致性

组内电芯一致性分级方法见表4。

表5模组内电芯一致性分级方法

电池模组绝缘阻抗分级分级量值试验方法

模组内电芯内阻极差率<=10%，并且电压极差

Ⅰ级

率<=10%

见《锂离子电池储能安全分级评价试

模组内电芯内阻极差率<=20%，并且电压极差

验方法第3部分：电池模组安全分级

Ⅱ级

率<=20%

评价试验方法》

模组内电芯内阻极差率或电压极差率>20%

Ⅲ级

6.2外部短路

电池模组外部短路分级方法见表5。

表6电池模组外部短路分级方法

电池模组外部短路分级分级量值试验方法

Ⅰ级测试后，电池模组无零部件受损、无碳化、无见《锂离子电池储能安全分级评价试

6

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泄气、起火或者爆炸,允许保护设备作动验方法第3部分：电池模组安全分级

（比如fuse熔断）评价试验方法》

测试后，电池模组无泄气、起火或者爆炸，允

Ⅱ级许保护设备作动（比如fuse熔断），允许零部

件受损或者碳化

测试后，电池模组无起火或者爆炸,允许保护

Ⅲ级设备作动（比如fuse熔断），允许零部件受损

或者碳化,允许电池泄气

6.3单一电芯热失控

电池模组单一电芯热失控分级方法见表6。

表7电池模组单一电芯热失控分级方法

电池模组单一电芯热失控分级分级量值试验方法

电池热失控没有发生蔓延，电池模组外无

Ⅰ级

起火或者爆炸

电池热失控有一定程度的蔓延，蔓延个数

Ⅱ级小于4个或者50%电芯数量（以少的为见《锂离子电池储能安全分级评价试

准），电池模组外无起火或者爆炸验方法第3部分：电池模组安全分级

电池热失控大规模蔓延，蔓延个数大于4评价试验方法》

Ⅲ级个或者50%电芯数量（以少的为准），电

池模组外无起火或者爆炸

Ⅳ级电池模组外发生起火或者爆炸

7电池簇安全分级

7.1功能安全

电池簇功能安全分级方法见表7。

表8电池簇功能安全分级方法

电池簇功能安全分级分级量值试验方法

电池管理系统具备所有保护功能，其中1-3安见《锂离子电池储能安全分级评价试

Ⅰ级全完整性等级达到SIL3，4-6项安全完整性等验方法第4部分：电池簇安全分级评

级达到SIL2价试验方法》

7

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电池管理系统具备所有保护功能，1-6项保护

Ⅱ级

功能安全完整性等级达到SIL2

电池管理系统具备1-5项保护功能且1-5项保

Ⅲ级

护功能安全完整性等级达到SIL2

7.2绝缘阻抗

电池簇绝缘阻抗分级方法见表8。

表9电池簇绝缘阻抗分级方法

电池簇绝缘阻抗分级分级量值试验方法

Ⅰ级电池簇的绝缘值大于等于1GΩ

见《锂离子电池储能安全分级评价试

电池簇的绝缘值大于等于100MΩ但是小于1G

Ⅱ级验方法第4部分：电池簇安全分级评

Ω

价试验方法》

Ⅲ级电池簇的绝缘值小于100MΩ

7.3电池簇内模组一致性

电池簇模组一致性分级方法见表9。

表10电池簇模组一致性分级方法

电池簇模组一致性分级分级量值试验方法

Ⅰ级模组内阻极差≤10%，电压极差百分比≤5%

见《锂离子电池储能安全分级评价

Ⅱ级模组内阻极差≤15%，电压极差百分比≤10%试验方法第4部分：电池簇安全分

级评价试验方法》

Ⅲ级模组内阻极差＞15%，或电压极差百分比＞10%

7.4热失控蔓延

电池簇热失控蔓延分级方法见表10。

表11电池簇热失控蔓延分级方法

电池簇热失控蔓延分级分级量值试验方法

除了被强制热失控的电芯外，触发电池包内不发生

Ⅰ级热失控蔓延；其他目标电池包和电池簇不发生热失

控蔓延；整个测试过程中无起火、爆炸见《锂离子电池储能安全分级评价

试验方法第4部分：电池簇安全分

除了被强制热失控的电芯外，热失控蔓延限制在触级评价试验方法》

Ⅱ级发电池包内；其他目标电池包和电池簇不发生热失

控蔓延；整个测试过程中无起火、爆炸

8

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除了被强制热失控的电芯外，热失控蔓延限制在触

Ⅲ级发电池簇内；其他目标电池簇不发生热失控蔓延；

整个测试过程中无起火、爆炸

AA

8储能系统安全分级

8.1热失控预警时间

储能系统热失控预警时间分级方法见表11。

表12储能系统热失控预警时间分级

热失控预警时间分级分级量值试验方法

Ⅰ级热失控预警时间＞30min

见《锂离子电池储能安全分级评价试

Ⅱ级热失控预警时间>=10min，<=30min验方法第5部分：储能系统安全分级评

价试验方法》

Ⅲ级热失控预警时间＜10min

8.2防爆性能

储能系统防爆性能分级方法见表12。

表13储能系统防爆性能分级

防爆性能分级分级量值试验方法

电池热失控发生后储能舱内可燃气体浓度

Ⅰ级

低于爆炸下限的10%

见《锂离子电池储能安全分级评价试

采用机械通风排烟，并按照NFPA68标准进验方法第5部分：储能系统安全分级评

Ⅱ级

行泄爆设计价试验方法》

Ⅲ级仅采用通风设计或泄爆设计

8.3灭火性能

储能系统灭火性能分级方法见表13。

表14储能系统灭火性能分级

灭火性能分级分级量值试验方法

灭火时间＜30s，降温效能＞20℃，且未

Ⅰ级

发生复燃

见《锂离子电池储能安全分级评价试

灭火时间＜30s，降温效能<=20℃，且未验方法第5部分：储能系统安全分级评

Ⅱ级

发生复燃价试验方法》

Ⅲ级灭火时间<=60s，且会发生复燃

9

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Ⅳ级灭火时间＞60s，且会发生复燃

8.4绝缘强度

储能系统绝缘强度分级方法见表14。

表15储能系统绝缘强度分级

绝缘强度分级分级量值试验方法

电池系统具备在线绝缘监测功能，正负极与外

Ⅰ级部裸露可导电部分之间的绝缘电阻与标称电压

的比值不应小于5000Ω/V

电池系统具备在线绝缘监测功能，正负极与外

Ⅱ级部裸露可导电部分之间的绝缘电阻与标称电压

的比值不应小于3000Ω/V见《锂离子电池储能安全分级评价试

验方法第5部分：储能系统安全分级评

电池系统具备在线绝缘监测功能，正负极与外价试验方法》

Ⅲ级部裸露可导电部分之间的绝缘电阻与标称电压

的比值不应小于2500Ω/V

电池系统具备在线绝缘监测功能，正负极与外

Ⅳ级部裸露可导电部分之间的绝缘电阻与标称电压

的比值不应小于1000Ω/V

8.5簇一致性

储能系统簇一致性分级方法见表15。

表16储能系统簇一致性分级

簇一致性分级分级量值试验方法

Ⅰ级簇间内阻极差率<=10%，并且电压极差率<=10%

见《锂离子电池储能安全分级评价试

Ⅱ级簇间内阻极差率<=20%，并且电压极差率<=20%验方法第5部分：储能系统安全分级评

价试验方法》

Ⅲ级簇间内阻极差率或电压极差率>20%

10

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参考文献

[1]GB/T28164—2011含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组便携式密封蓄电池和蓄电池

组的安全性要求

[2]IEC61959:2004含碱性或其他非酸性电解质的二次电池及电池组-密封便携式电池和电池组机械

测试

11

T/CNESAXXXX—XXXX

目次

前言...........................................................................II

引言..........................................................................III

1范围................................................................................4

2规范性引用文件......................................................................4

3术语和定义..........................................................................4

4安全分级原则........................................................................5

5电池单体安全分级....................................................................5

5.1过充电..........................................................................5

5.2热失控起始温度..................................................................5

5.3循环后过充电....................................................................5

5.4爆炸极限........................................................................6

6电池模组安全分级....................................................................6

6.1模组内电芯一致性................................................................6

6.2外部短路........................................................................6

6.3单一电芯热失控..................................................................7

7电池簇安全分级......................................................................7

7.1功能安全........................................................................7

7.2绝缘阻抗........................................................................8

7.3电池簇内模组一致性..............................................................8

7.4热失控蔓延......................................................................8

8储能系统安全分级....................................................................9

8.1热失控预警时间..................................................................9

8.2防爆性能........................................................................9

8.3灭火性能........................................................................9

8.4绝缘强度.......................................................................10

8.5簇一致性.......................................................................10

参考文献.......................................................................11

I

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锂离子电池储能系统安全评价第1部分：安全分级

1范围

本文件规定了储能用锂离子电池单体、电池模组、电池簇、储能系统锂离子电池储能基本安全要求

和分级要求。

本文件适用于需要确定安全等级的储能用锂离子电池单体、电池模组、电池簇、储能系统。

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。

DL/T2528电力储能基本术语

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

锂离子电池lithiumioncell

依靠锂离子在正极和负极之间移动实现化学能与电能相互转化的装置，并被设计成可充电。

注：该装置包括电极、隔膜、电解质、容器和端子等。

3.2

锂离子电池模组lithiumionbatterymodule

锂离子电池储能系统中可独立安装的装置，由多个锂离子电池串并联组合而成，具有独立的外壳但

通常没有独立的电池管理系统或者保护系统。

3.3

锂离子电池簇lithiumionbatteryrack

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、电气和通讯接口等部件。

3.4

锂离子储能系统lithiumionenergystoragesystems

能够独立实现电能存储、转换及释放功能的系统，至少包括一个或多个锂离子电池模组、电池管理

系统、电源调节系统、设备平衡组件、固定消防系统。

3.5

起火fire

从电池或电池组发出火焰。

[来源：GB/T28164—2011，1.3.13]

注：火焰是由燃烧产生