2018电力储能系统用二次锂离子单体电池和电池系统性能要求

IIII电力储能系统用二次锂离子单体电池和电池系统性能要求目  次前言 IV范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1符号 3电池性能评价 3要求 3单体电池性能要求 3电池系统性能要求 4试验方法 4试验条件 4单体电池性能试验 5电池系统性能试验 8检验规则 10检验分类、检验项目、要求和样品数量 10型式试验 11III电力储能系统用二次锂离子单体电池和电池系统的性能要求范围本标准规定了电力储能系统用二次锂离子单体电池和电池系统的性能要求和测试方法。规范性引用文件下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T31486-2015电动汽车用动力电池电性能要求及试验方法IEC62620工业应用大容量二次碱性或非酸性电解液电池—性能要求术语和定义GB/T2900.41中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1单体电池cell3.2电池并联模块cellblock电池单体电池通过并联而形成的组合,可以带有或不带电池监控及保护装置。3.3电池模组batterymodule单体电池通过串并联而形成的组合，可以带有或不带电池监控及保护装置。3.4电池系统batterysystem3.5电池管理系统/电池管理单元BMS/BMU3.61标称电压nominalvoltage用于表示单体电池或电池电压的适宜的平均值，单位为伏特（V）注1：单体电池或电池厂家可提供标称电压。注2：n串电池组的标称电压等于单体电池标称电压的n倍。3.7额定容量ratedcapacity3.8充电上限电压upperlimitchargingvoltage基于安全性的角度出发，单体电池或电池系统可以容许的、充电时电压上限。3.9放电下限电压lowerlimitdischargingvoltage基于安全性角度出发，单体电池或电池系统可以容许的放电电压下限。3.10最大充电电流maximumchargingcurrent基于安全性或可靠性的角度出发，单体电池或电池系统可以容许的最大的充电电流。充电过程中，充电电流不允许超过这个值。3.11最大放电电流maximumdischargingcurrent基于安全性或可靠性的角度出发，单体电池或电池系统可以容许的最大的放电电流。放电过程中，放电电流不允许超过这个值。3.12终止电压cut-offvoltage电池放电或充电时，所规定的最低放电电压或最高的充电电压。3.13最高工作温度upperoperatingtemperature电池放电或充电时，所规定的最高的工作温度值。3.14最低工作温度loweroperatingtemperature电池放电或充电时，所规定的最低的工作温度值。3.15放电倍率dischargerate2表示放电快慢的一种量度。电池的容量1小时放电完毕，称为1C放电；5小时放电完毕，则成为C/5或0.2C5(A)放电。3.16荷电保持能力chargeretention完全充电的电池在一定温度下储存一定时间后，剩余容量与初始容量之比。3.17容量恢复能力capacityrecovery完全充电的电池在一定温度下储存一定时间后，再完全充电，其后放电容量与初始容量之比。符号下列符号适用于本文件。Cn——n小时率额定容量（Ah）It——电池充放电电流值，采用公式ItACnAh/1h表达E——最高放电倍率1CH——最高放电倍率>1C注：Cn用是制造商声明的电池额定容量，n是制造商声明的额定容量的放电时间。对于E与H倍率型的单体电池或电池系统，n是5。电池性能评价要求1。表1单体电池性能要求序号检验项目试验方法及条号要求1室温放电容量7.2.2单体电池放出的容量应不少于表1指定的指标2低温放电容量7.2.3单体电池放出的容量应不少于表2指定的指标3室温倍率放电性能7.2.4单体电池放出的容量应不少于表3指定的指标4室温倍率充电性能7.2.5单体电池放出的容量应不少于表4指定的指标5室温循环寿命7.2.6单体电池放出的容量应不少于表5指定的指标36室温荷电保持与容量恢复能力7.2.7单体电池荷电保持容量应不少于初始容量的90%7高温荷电保持与容量恢复能力7.2.8单体电池荷电保持容量不少于85%，单体电池恢复容量不少于初始容量的90%2。表2电池系统性能要求序号检验项目试验方法及条号要求1室温放电容量7.3.2电池系统放出的容量应不少于表6指定的指标2低温放电容量7.3.3电池系统放出的容量应不少于表7指定的指标3室温倍率放电性能7.3.4电池系统放出的容量应不少于表8指定的指标4室温倍率充电性能7.3.5电池系统放出的容量应不少于表9指定的指标5室温循环寿命7.3.6电池系统放出的容量应不少于表10指定的指标6室温荷电保持与容量恢复能力7.3.7电池系统荷电保持容量不少于85%，电池系统恢复容量不少于初始容量的90%7高温荷电保持与容量恢复能力7.3.8电池系统荷电保持容量不少于85%，电池系统恢复容量不少于初始容量的90%试验方法试验条件环境条件25°C±5°C相对温度为15%~90%，大气压力为86kPa~106kPa的环境中进行。本标准所提到的室温，是指25°C±2°C。测量仪器、仪表准确度测量仪器、仪表准确度应满足以下要求：——电压测量装置：± 0.5%；——电流测量装置：± 1%；——温度测量装置：± 0.5°C；——时间测量装置：± 0.1%；——尺寸测量装置：± 0.1%；——质量测量装置：± 0.1%4单体电池充电室温下，单体电池先以0.2C5(A)电流放电至制造商技术条件中规定的放电终止电压，搁置1h（或制造商提供的不大于1h搁置时间），然后按制造商提供的充电方法进行充电。若制造商未提供充电方法，则依据以下方法进行充电：以0.2C5(A)电流充电至制造商技术条件中规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.05C5(A)时停止充电，充电后搁置1h（或制造商提供的不大于1h搁置时间）。电池系统充电室温下，单体电池先以0.2C5(A)电流放电至制造商技术条件中规定的放电终止电压，搁置1h（或制造商提供的不大于1h搁置时间），然后按制造商提供的充电方法进行充电。若制造商未提供充电方法，则依据以下方法进行充电：以0.2C5(A)电流充电至制造商技术条件中规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.05C5(A)时停止充电，若充电过程中有单体电池电压超过充电终止电压时则停止充电。充电后搁置1h（或制造商提供的不大于1h搁置时间）。单体电池性能试验一般条件所有性能试验均在有充分安全保护的环境条件下进行。如果测试对象有附加主动保护线路或装置，应除去。室温放电容量室温放电容量测试按照如下步骤进行：——单体电池按7.1.3方法充电；——将单体电池存放在25±2℃条件下，时间1-4小时，或电池1小时内温度变化小于±2K；——在25±2℃条件下将单体电池以表3指定的方法放电至制造商确定的放电截止电压。表3室温放电性能放电倍率放电倍率类型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah0.5C98%C5Ah1C98%C5Ah低温放电容量低温放电容量测试按照如下步骤进行：7.1.31-4110°C0°C,-10°C20°C。410°C。列如-27°C的测试性能应申报为-20°C5件获得70%的电容在-30°C以0.25 (A放在-20°C以1.C5 (A放电在以5.C5 (A电则温等判为-10C。表4低温放电性能放电倍率放电倍率类型EH0.2C70%C5Ah70%C5Ah0.5C70%C5Ah1C70%C5Ah室温倍率放电性能室温倍率放电性能测试按照如下步骤进行：7.1.325±21~425±25Imax为申请测试的电池充电或放电电流，由电池制造商申请测试时提前确认。表5室温倍率放电放电倍率放电倍率类型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah0.5C98%C5Ah1C98%C5AhImax1C>Imax≥0.5C90%C5AhImax≥1C90%C5Ah室温倍率充电性能室温倍率充电性能测试按照如下步骤进行：7.1.325±21~4在2±0.C525±21~425±25在2±0.250.25Imax为申请测试的电池充电或放电电流，由电池制造商申请测试时提前确认。表6 室温倍率充电充电倍率放电倍率类型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah60.5C90%C5Ah1C90%C5AhImax1C>Imax≥0.5C(85%C5Ah)Imax≥1C(85%C5Ah)室温循环寿命室温循环寿命测试按照如下步骤进行：7.1.325±27表7室温循环寿命充放电倍率充放电倍率类型充放电次数95%C5Ah90%C5Ah80%C5Ah0.5CE500100020001.0CH75015003000室温荷电保持与容量恢复能力室温荷电保持与容量恢复能力测试按照如下步骤进行：7.1.32±2280.2C5按照7.1324小时后以0.2525±21不能超过4小时。最后在2±20.2C5恒流放电或制造商宣称的放电模式进行放电，直至电压降至终止电压。测得容量恢复能力（放电容量/初始容量）。高温荷电保持与容量恢复能力室温荷电保持与容量恢复能力测试按照如下步骤进行：7.1.355±270.2C50.2C525±21425±20.2C5电池系统性能试验一般条件所有性能试验均在有充分安全保护的环境条件下进行。如果测试对象有附加主动保护线路或装置，应除去。7室温放电容量室温放电容量测试按照如下步骤进行：7.1.425±216125±28表8室温放电性能放电倍率放电倍率类型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah0.5C95%C5Ah1C95%C5Ah低温放电容量低温放电容量测试按照如下步骤进行：7.1.416110°C0°C,-10°C20°C；910°C。列如-27°C的测试性能应申报为-20°C件下获得7030°C以0.C(A2°C以1.05(A1°C以5.C(A1°C。表9低温放电性能放电倍率放电倍率类型EH0.2C70%C5Ah70%C5Ah0.5C70%C5Ah1C70%C5Ah室温倍率放电性能室温倍率放电性能测试按照如下步骤进行：7.1.425±28125±210Imax为申请测试的电池充电或放电电流，由电池制造商申请测试时提前确认。表10室温倍率放电8放电倍率放电倍率类型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah0.5C98%C5Ah1C98%C5AhImax1C>Imax≥0.5C90%C5AhImax≥1C90%C5Ah室温倍率充电性能室温倍率充电性能测试按照如下步骤进行：7.1.425±281在2±20.2525±21425±2112±0.C50.C5Imax为申请测试的电池充电或放电电流，由电池制造商申请测试时提前确认。表11室温倍率充电充电倍率放电倍率类型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah0.5C90%C5Ah1C90%C5AhImax1C>Imax≥0.5C(85%C5Ah)Imax≥1C(85%C5Ah)室温循环寿命室温循环寿命测试按照如下步骤进行：7.1.425±212表12室温循环寿命充放电倍率充放电倍率类型充放电次数95%C5Ah90%C5Ah80%C5Ah0.5CE500100020001.0CH75015003000室温荷电保持与容量恢复能力9室温荷电保持与容量恢复能力测试按照如下步骤进行：7.1.42±2280.25按照7..4，将电池系统充满电，24小时后以0.25恒流放电或制造商宣称的放电模式进行25±216或电池在连续1小时内温度变化小于±2K。最后在252℃条件下，将电池系统以0.C5恒流（放电容量/初始容量）。高温荷电保持与容量恢复能力室温荷电保持与容量恢复能力测试按照如下步骤进行：7.1.4将电池系统存储在55±2℃条件下7天，然后以0.C5恒流放电或制造商宣称的放电模式进行放电，直至电压降至终止电压，测得高温荷电保持（放电容量/初始容量）；按照7.14将电池系统充满电，24小时后以0.C5恒流放电或制造商宣称的放电模式进行放25±216电池在连续1小时内温度变化小于±2K。最后在25±2℃条件下，将电池系统以0.25恒流放（放电容量/初始容量）。检验规则检验分类、检验项目、要求和样品数量检验分类检验为型式试验。检验项目、要求和样品数量检验项目、要求和样品数量见表13、表14。表13单体电池试验程序序号检验项目试验方法及条号单体电池编号备注1室温放电容量7.2.23个2低温放电容量7.2.33个3室温倍率放电性能7.2.43个4室温倍率充电性能7.2.53个5室温循环寿命7.2.63个6室温荷电保持与容量恢复能力7.2.73个2选17高温荷电保持与容量恢复能力7.2.