锂离子电池储能系统安全评价 第4部分：电池簇试验方法

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T/CNESAXXXX—XXXX

锂离子电池储能系统安全评价第4部分：

电池簇试验方法

Safetyevaluationoflithium-ionbatteryenergystoragesystemPart4:Test

methodsforbatterycluster

（征求意见稿）

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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4部分：电池簇试验方法

1范围

本文件规定了电池簇的安全分级评价试验方法。

本文件适用于锂离子电池储能系统中的电池簇。

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。

本文件没有规范性引用文件。

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。

3.2

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

者爆炸的现象。

4试验条件

4.1试验的环境条件

除非另有规定，试验一般在下列条件下进行：

a)温度：25℃±5℃；

b)相对湿度：不大于90%；

c)气压：86kPa～106kPa。

4.2参数测量公差

相对于规定值或实际值，所有控制值或测量值的准确度应在下述公差范围内：

a)电压：±0.1％；

b)电流：所用量程的±1％；

c)温度：±2℃；

d)时间：±0.1％；

e)容量：±1％；

f)能量：±1％。

4.3样品预处理

除非测试中另有说明，测试前，电池簇应先按制造商定义的标准放电电流放电到截止电压，然后按

制造商定义的标准放电电流充电到满电装置。

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5试验方法

5.1功能安全

测试应在25±5℃的环境下进行，电池簇按照制造商宣称的工况正常运行，如果有冷却系统则应视

情况使冷却系统运行或停止。

分别对给电池簇施加电池管理系统预设的电压，电流，温度上限值，观察电池管理系统是否能及时

并准确地判断电池簇荷电或温度状态，对控制盒做出指令，在相关上限值到达时及时将设备启停。

测试过程中的时间，电流，电压和电芯温度应当全程被监控，并在停止充电后再继续监控1小时。

测试过程中，在电池簇内任一电芯到电压，电流或温度上限之前，电池管理系统应当给出指令并实

际断开电路，停止充电。

测试过中不允许起火，爆炸或其他危险现象发生。

5.2绝缘阻抗

电池簇按厂家推荐的充电速率充满电，簇内主电路的开关和控制设备属于闭合状态，根据电池簇的

最大工作电压在表1中选择对应的测试电压。

将绝缘阻抗仪的电压分别施加在电池正极端子与外部裸露的可导电部件之间（或者铝箔覆盖的非金

属表面），以及电池正极端子与外部裸露的可导电部件之间（或者铝箔覆盖的非金属表面）。施加电压

60s后测量绝缘电阻。如电池簇附带绝缘电阻监控系统，应将其关闭。

表1测试电压选择

电池模块的最大工作电压Umax，Vdc测试电压，Vdc

Umax＜500500

500≤Umax＜10001000

Umax≥10002500

5.3电池簇内模组一致性

基于储能电站电池组的运行数据，分析关键参数，容量和电压的一致性。通过提取能够有效反映电

池组一致性的特征，可以对电池组的一致性进行评估。

5.4热失控蔓延

确定初始电池簇位置，所选位置应与两侧仪表墙相邻，且位于热释放速率集烟罩下方。

确定初始电池簇中初始热失控电池模块位置：

a)初始热失控电池模块应位于对相邻电池模块呈现最大热危险性处；

b)采用规定的模块热失控试验方法触发初始电池模块热失控。

在初始电池簇模块布置温度测点：

a)初始热失控模块的每个电池至少布置一个温度测点；

b)每个非初始热失控电池模块至少布置一个温度测点，若模块内部空间结构复杂，可布置额外

温度测点。

在目标电池簇模块布置温度测点：

a)每个模块外壳外部最靠近初始电池簇的位置布置三个温度测点，温度测点应布置在理论最大

热量接收区域；

b)电池簇每个模块内部至少布置两个温度测点，若模块内部空间结构复杂，可布置额外温度测

点。

沿仪表墙高度方向布置温度测点：

a)每个测点间隔15cm，温度测点布置中心线应在理论最大热量接收区域；

b)热电偶测温段应压入石膏板墙体，与墙体外表面保持在一个平面。

至少在每个仪表墙布置两个热流测点：

5

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a)热流测点与9.3.7的温度测点共线；

b)一个位于理论接收初始电池簇中初始热失控模块最大热流密度的高度处；

c)一个位于理论接收初始电池簇中潜在热失控传播或火蔓延期间最大热流密度的高度处。

至少在每个相邻目标电池簇布置两个热流测点：

a)一个位于理论接收初始电池簇中初始热失控模块最大热流密度的高度处；

b)一个位于理论接收初始电池簇热失控的最大热流密度的高度处。

初始电池簇出入口的中心位置布置一个热流测点。

根据测试的实际电池样品，选择按照GB/T25207或GB/T41382标准要求和方法测定电池簇测试期间的

热释放速率、排气管中的速度和温度。

测定电池簇测试期间的排放气体。

a)采用火焰离子化检测器测量排放气体中的碳氢化合物含量。

b)采用氢气传感器测量排放气体中的氢气含量。

c)采用傅里叶变换红外光谱仪或其他等效气体分析技术测量排放气体中的碳氢化合物及其他可

测量气体。

如出现下列情况，应终止试验：

a)初始电池簇中每个电池模块的测点温度降低到环境温度（±5℃）；

b)火蔓延到相邻电池簇或相邻墙壁；

c)试验威胁到设备与人员安全，需要采取应急措施。

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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

[2]GB/T36276-20XX电力储能用锂离子电池

[3]UL1973:2022固定式应用或移动辅助电源应用的电池安全标准

[4]UL9540A:2019评估电池储能系统热失控火灾蔓延的测试方法

7

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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试验条件............................................................................4

4.1试验的环境条件..................................................................4

4.2参数测量公差....................................................................4

4.3样品预处理......................................................................4

5试验方法............................................................................5

5.1功能安全........................................................................5

5.2绝缘阻抗........................................................................5

5.3电池簇内模组一致性..............................................................5

5.4热失控蔓延......................................................................5

参考文献........................................................................7

I

T/CNESAXXXX—XXXX

锂离子电池储能系统安全评价第4部分：电池簇试验方法

1范围

本文件规定了电池簇的安全分级评价试验方法。

本文件适用于锂离子电池储能系统中的电池簇。

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。

本文件没有规范性引用文件。

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。

3.2

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

者爆炸的现象。

4试验条件

4.1试验的环境条件

除非另有规定，试验一般在下列条件下进行：

a)温度：25℃±5℃；

b)相对湿度：不大于90%；

c)气压：86kPa～106kPa。

4.2参数测量公差

相对于规定值或实际值，所有控制值或测量值的准确度应在下述公差范围内：

a)电压：±0.1％；

b)电流：所用量程的±1％；

c)温度：±2℃；

d)时间：±0.1％；

e)容量：±1％；

f)能量：±1％。

4.3样品预处理

除非测试中另有说明，测试前，电池簇应先按制造商定义的标准放电电流放电到截止电压，然后按

制造商定义的标准放电电流充电到满电装置。

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T/CNESAXXXX—XXXX

5试验方法

5.1功能安全

测试应在25±5℃的环境下进行，电池簇按照制造商宣称的工况正常运行，如果有冷却系统则应视

情况使冷却系统运行或停止。

分别对给电池簇施加电池管理系统预设的电压，电流，温度上限值，观察电池管理系统是否能及时

并准确地判断电池簇荷电或温度状态，对控制盒做出指令，在相关上限值到达时及时将设备启停。

测试过程中的时间，电流，电压和电芯温度应当全程被监控，并在停止充电后再继续监控1小时。

测试过程中，在电池簇内任一电芯到电压，电流或温度上限之前，电池管理系统应当给出指令并实

际断开电路，停止充电。

测试过中不允许起火，爆炸或其他危险现象发生。

5.2绝缘阻抗

电池簇按厂家推荐的充电速率充满电，簇内主电路的开关和控制设备属于闭合状态，根据电池簇的

最大工作电压在表1中选择对应的测试电压。

将绝缘阻抗仪的电压分别施加在电池正极端子与外部裸露的可导电部件之间（或者铝箔覆盖的非金

属表面），以及电池正极端子与外部裸露的可导电部件之间（或者铝箔覆盖的非金属表面）。施加电压

60s后测量绝缘电阻。如电池簇附带绝缘电阻监控系统，应将其关闭。

表1测试电压选择

电池模块的最大工作电压Umax，Vdc测试电压，Vdc

U