GB 44240-2024 电能存储系统用锂蓄电池和电池组 安全要求标准立项发展报告

电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SafetyRequirementsforLithiumBatteriesandBatteryPacksforElectricEnergyStorageSystems摘要关键词：电能存储；锂蓄电池；电池组；安全要求；强制性国家标准；储能安全；标准化Keywords:ElectricEnergyStorage;LithiumBattery;BatteryPack;SafetyRequirements;MandatoryNationalStandard;EnergyStorageSafety;Standardization一、引言1.1研究背景在全球应对气候变化、推动能源绿色低碳转型的大背景下，电能存储技术作为可再生能源大规模接入电网的关键纽带，其战略地位日益凸显。根据国家能源局统计数据，截至2023年底，全国已建成投运的新型储能项目累计装机规模已达3139万千瓦/6687万千瓦时，同比增长超过260%。其中，锂离子电池储能技术因其综合性能优势，在新型储能装机中占比超过97%，居于绝对主导地位。然而，快速发展的产业规模也伴随着不容忽视的安全隐患。据不完全统计，2017年至2023年间，国内外公开报道的储能电站火灾爆炸事故超过60起，涉及韩国、美国、澳大利亚、中国等多个国家。2021年4月16日，北京丰台区大红门集美家居广场光储充一体化项目发生火灾爆炸事故，造成1名值班人员遇难、2名消防员牺牲，直接经济损失逾1600万元。2023年以来，韩国、美国等地亦相继发生多起储能电站起火事件。这些事故暴露出当前储能电池产品在安全设计、制造质量、系统集成及运维管理等环节仍存在薄弱之处，亟需通过强制性国家标准加以规范。1.2标准立项的必要性与紧迫性在此前的标准体系中，我国锂离子电池安全要求相关标准主要涉及便携式电子产品用电池（GB31241）、电动汽车用动力电池（GB38031）等应用场景，电能存储系统用锂蓄电池的安全要求长期缺乏独立的强制性国家标准予以明确。已发布实施的《电化学储能电站设计规范》（GB51048）、《电化学储能电站运行维护规程》（GB/T40090）等标准侧重于电站层面设计与运维要求，对电池本体安全性能的约束不足。与此同时，国际上IEC62619、UL1973等标准虽已对储能电池安全提出要求，但不同国家和地区的技术指标体系与测试方法存在差异，难以直接适用于我国产业实际和安全监管需求。二、标准编制原则与依据2.1编制原则GB44240-2024在编制过程中，始终坚持以下基本原则：（1）安全优先原则。以保障人身安全和财产安全为根本出发点，针对电能存储系统用锂蓄电池和电池组的全生命周期安全风险，科学设定最低安全要求，确保产品在预期使用条件和合理可预见的误用条件下均能保持安全状态。（2）协调一致原则。在技术内容上充分对接国际电工委员会IEC62619:2022《含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和蓄电池组—工业设备用二次锂电池和蓄电池组的安全要求》及IEC63056等国际标准最新要求，同时兼顾我国储能产业实际技术水平，做到国际接轨与中国特色相统一。（3）科学适用原则。基于失效模式与影响分析（FMEA）理论，系统识别电能存储系统用锂蓄电池和电池组的主要危险源，科学设计试验方法和评价指标，确保标准技术要求的可操作性和可验证性。（4）产业促进原则。在保障安全底线的前提下，充分考虑标准技术指标对产业创新发展的引导作用，避免不合理的过高指标抑制技术进步，为不同技术路线的产品提供公平竞争的市场环境。2.2编制依据本标准的编制主要依据以下法律法规和政策文件：-《中华人民共和国标准化法》（2017年修订）-《中华人民共和国产品质量法》-《中华人民共和国消防法》-《储能技术发展"十四五"专项规划》-《关于加快推动新型储能发展的指导意见》（发改能源规〔2021〕1051号）-《"十四五"新型储能发展实施方案》（发改能源〔2022〕209号）-国家能源局《新型储能项目管理规范（暂行）》三、标准主要技术内容GB44240-2024《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》共设若干章节，对电能存储系统用锂蓄电池和电池组的通用安全要求、电安全要求、机械安全要求、环境安全要求以及系统功能安全要求等作出了全面规定。3.1适用范围与术语定义本标准适用于电能存储系统用锂蓄电池和电池组，涵盖家用储能、工商业储能、电网侧储能等应用场景。标准首次对"电能存储系统""储能电池组""电池管理系统"等关键术语进行了明确界定，统一了行业认知基础，有利于标准的准确实施。3.2通用安全要求通用安全要求部分对电池和电池组的设计制造提出了基础性安全规范，包括但不限于：原材料的有害物质限量应符合相关法规要求；电池和电池组的标识信息应完整、清晰、耐久；电池管理系统应具备过压保护、欠压保护、过流保护、过温保护等基本保护功能；绝缘电阻和介电强度应满足规定限值等。3.3电安全要求电安全要求是本标准的核心内容之一，主要包括：-过充电试验：在规定充电条件下，电池或电池组在过充电过程中不应发生起火、爆炸等危险事件。-过放电试验：考察电池在深度放电条件下的安全性能，确保在规定的过放电状态下不发生危险失效。-外部短路试验：模拟电池正负极意外短接的场景，要求试验过程中电池不破裂、不起火、不爆炸。-强制放电试验：评估电池在反向电流作用下的耐受能力。-异常充电试验：针对充电管理系统故障等异常工况下的安全性进行验证。3.4机械安全要求机械安全部分旨在验证电池和电池组在运输、安装和使用过程中可能遭遇的机械应力条件下的安全性，主要包括：-振动试验：模拟运输和运行环境中的振动条件，考核电池的结构完整性和电气连接的可靠性。-冲击试验：模拟电池在搬运或安装过程中可能受到的意外冲击。-挤压试验：验证电池在受到外部挤压力时不会发生危险失效，特别关注电池在变形状态下的内部短路风险。-跌落试验：对于便携式或可移动的储能产品，模拟意外跌落场景。3.5环境安全要求环境安全要求考察的是电池在极端环境条件下的安全耐受能力，涵盖：-高温试验：考核电池在高温储存或运行条件下的热稳定性。-低温试验：考察电池在低温环境下的性能表现和安全状态。-温度循环试验：模拟昼夜温差或季节变化导致的温度交变环境。-盐雾试验：针对沿海地区或高湿度环境下使用场景的耐腐蚀性验证。-低气压试验：适用于高海拔地区应用的储能系统。3.6系统功能安全要求鉴于储能系统高度依赖电池管理系统（BMS）进行安全监控与保护控制，本标准专门设置了系统功能安全相关要求，重点包括：电池管理系统的监测精度、保护动作的及时性和可靠性、故障报警与状态诊断能力、以及电池管理系统与上级储能系统控制器之间的通信协调性等。同时，对于电池热管理系统在极端工况下的散热/保温能力也提出明确要求。四、主要技术指标与国际标准对比分析GB44240-2024在技术指标的设定上，充分参考了IEC62619:2022、UL1973:2022等国际先进标准，并结合我国储能产业的实际技术水平和安全监管需求，在部分指标上进行了适应性调整和适当强化。4.1与IEC62619的对比IEC62619主要适用于工业设备用二次锂电池和电池组的安全要求，其安全测试项目涵盖了电气试验、机械试验、环境试验及功能安全等方面。GB44240-2024在整体框架上与国际标准保持一致性，但在以下方面具有差异化特点：-适用场景更明确：GB44240-2024聚焦于电能存储系统这一特定应用领域，针对电网储能、工商业储能和家用储能等场景的安全风险特征进行了更有针对性的指标设定。-系统级安全要求更突出：相比IEC标准侧重于单体电池和电池组层面，GB44240-2024对电池管理系统功能安全和系统集成安全方面的要求更加系统全面。-测试条件更贴近我国实际：在温度范围、振动条件等测试参数的设定上，充分考虑了我国不同气候区域的极端环境条件和实际运输路况。4.2与UL1973的对比UL1973是北美地区广泛采用的储能电池安全标准，其对电池系统的结构设计、电气保护、热管理等方面有着详尽的技术要求。GB44240-2024与UL1973相比，在安全理念和技术指标上总体趋同，但在管理体系上有所差异。UL1973作为认证标准，强调产品通过第三方检测认证获得市场准入资格；而GB44240-2024作为强制性国家标准，其要求将在我国境内生产、销售和进口的相关产品中强制执行，具有更强的法规约束力。五、标准实施的行业影响分析5.1对生产企业的要求与影响GB44240-2024的实施将对储能电池产业链上下游企业产生深远影响。对于电池电芯制造企业，需要对照标准要求全面梳理产品设计、生产工艺和质量控制体系，确保出厂产品满足全部安全指标。对于电池组集成企业，需要重点完善电池管理系统（BMS）的功能安全设计，加强电池组热管理设计验证。对于储能系统集成商，则需要关注从电池组到储能系统级别的安全设计衔接。从成本角度分析，为满足标准要求，企业可能需要增加安全设计冗余、升级检测设备、完善测试流程，这将在一定程度上增加产品的研发和生产成本。但从中长期来看，标准的实施将淘汰一批安全技术能力不足的低端产能，促进行业集中度提升和竞争格局优化，为具有技术优势的企业创造更有利的市场环境。5.2对储能应用市场的引导作用标准的发布实施将强化下游应用端对储能电池安全性的重视程度。在电力储能项目中，业主方和投资方将更加注重选择通过标准符合性验证的产品，安全性能将成为招标采购的核心评价指标之一。对于家用储能和工商业储能市场，标准的实施将提供明确的安全底线指引，有助于增强消费者信心，释放市场潜力，促进储能应用的规模化发展。5.3对国际竞争力的提升我国是全球最大的锂电池生产国和出口国，储能电池出货量占全球比重超过70%。GB44240-2024的发布实施，将推动我国储能电池产品安全水平的整体提升，有助于消除国际贸易壁垒，增强"中国制造"储能产品在国际市场上的竞争力和认可度。同时，该标准的制定也为我国参与国际储能安全标准制修订工作提供了坚实的技术支撑和制度基础。六、主要起草单位介绍GB44240-2024《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》由工业和信息化部提出，全国碱性蓄电池标准化技术委员会（SAC/TC77）归口管理。本标准由中国电子技术标准化研究院（工业和信息化部电子工业标准化研究院）牵头，联合宁德时代新能源科技股份有限公司、比亚迪股份有限公司、中国电力科学研究院有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、国网综合能源服务集团有限公司、华为数字能源技术有限公司、阳光电源股份有限公司等单位共同起草。七、结论与展望7.1结论GB44240-2024《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》作为我国储能电池领域首部强制性国家标准，具有里程碑式的重要意义。本标准的发布实施，填补了我国电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求顶层标准的空白，构建了涵盖电安全、机械安全、环境安全和系统功能安全的全面技术指标体系，为储能产品的设计、制造、检测、验收和运行维护提供了明确的安全底线。7.2展望展望未来，随着储能技术的持续进步和应用场景的不断拓展，储能安全标准体系仍需不断完善。建议在以下几个方面持续发力：第一，加快配套标准建设。围绕GB44240-2024的实施需求，加快推进储能电池管理系统安全要求、储能系统并网安全要求、储能电站消防安全技术要求等配套标准的制修订工作，形成覆盖电池本体-管理系统-系统集成-电站运营全链条的标准体系。第二，深化国际标准合作。积极参与IEC等国际标准化组织的储能安全标准制定工作，推动我国在储能安全领域的先进技术成果和管理经验转化为国际标准，增强我国在全球储能标准化治理中的话语权和影响力。第三，强化标准实施监督。建立健全标准实施监督检查机制，加强储能电池产品安全质量监督抽查力度，确保强制性国家标准落地见效。同时，建立标准实施信息反馈机制，为标准后续修订完善提供依据。第四，促进技术创新引领。密切跟踪固态电池、钠离子电池、液流电池等新型储能技术的发展动态，超前布局相关安全标准的研制工作，以标准化引领和支撑储能产业的技术创新和可持续发展。参考文献[1]国家标准化管理委员会.GB44240-2024电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求[S].北京:中国标准出版社,2024.[2]国家能源局.2023年全国新型储能发展情况[EB/OL].2024.[3]国家发展改革委,国家能源局."十四五"新型储能发展实施方案[Z].2022.[4]国家发展改革委,国家能源局.关于加快推动新型储能发展的指导意见[Z].2021.[5]IEC62619:2022,Secondarycellsandb