2023梯次利用电池储能双向直流变换器技术要求

梯次利用电池储能双向直流变换器技术要求目 次前言 Ⅰ围 1范引文件 1语定义 1般求 2术求 2验法 6验则 13附录A 15附录B 16PAGEPAGE11PAGEPAGE10梯次利用电池储能双向直流变换器技术要求本文件规定了梯次利用电池储能双向直流变换器的一般要求、技术要求、试验方法、检验规则等。本文件适用于以梯次利用电池作为储能载体，且电池直流侧电压不超过1kV，额定功率不超过100kW的双向直流变换器。下列文件对于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/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.3环境试验第2部分：试验方法试验C：恒定湿热试验GB/T2423.42D（12h+12h）GB/T4208外壳防护等级（IP代码）GB/T7251.1低压成套开关设备和控制设备第1部分:总则GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3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/T17626.6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/T17799.2电磁兼容通用标准工业环境中的抗扰度试验GB/T34105.3车用动力电池回收利用梯次利用第3部分：梯次利用要求GB/T36276电力储能用锂离子电池下列术语和定义适用于本文件。3.1储能双向直流变换器Energystoragebi-directionalDC/DCconverter(DC/DC)电化学储能系统中，连接于电池系统与直流母线（和/或负荷）之间的实现直流电能双向转换的变换器。3.2梯次利用echelonuse车用动力电池退役后，整体或经拆解、分类、检测、重组与装配等工艺，以电池包或模块或单体的形式再次应用到基站备电、储能、低速动力等的过程。[来源:GB/T34105.3，有修改]3.3电池簇batterycluster由电池模块采用串联、并联或串并联连接方式，与储能双向直流变换器及附属设施连接后实现独362763.4电池管理系统batterymanagementsystem36276]梯次利用电池储能双向直流变换器（以下简称“变换器”）24V、48V、110V、220V480V、750V、1000V。40℃±2℃90%RH2000m2000mGB/T7251.1机/机/柜体和结构制造质量、主电路连接、二次线及电气元件安装等应满足下列要求：a）变换器及机架组装有关零部件均应符合产品技术要求；b）设备面板应平整，涂层应牢固、平整，无剥落、锈蚀及裂痕等缺陷；c）标牌、标志、标记、文字和符号应清晰耐久。CAN/RS485变换器应具备响应能量管理系统的充/在额定运行条件下，不含有变压器的变换器充电效率和放电效率均不应低于95%；含有变压器的变换器充电效率和放电效率均不应低于92%。功率控制应符合下列规定：a）201％；b）100ms；c）300ms。具备恒流运行模式的变换器在恒流工作状态下，充放电功率大于20％额定功率时，直流母线侧充放电电流控制误差不应超过±5%；电流纹波不应超过5%。具备恒压运行模式的变换器在恒压工作状态下，充放电功率大于20％额定功率时，直流母线侧充放电电压控制误差不应超过±2%；电压纹波不应超过2%。具备恒压运行模式的变换器在恒压工作状态下，充放电功率大于20％额定功率时，直流母线侧充放电电压控制误差不应超过±2%；电压纹波不应超过2%。在距离变换器水平位置1m处，用声级计测量满载时的噪声，噪声不应大于80dB。（变换器在环境温度-40℃条件下贮存16h后恢复至-20℃，应正常启动运行。（变换器在环境温度70℃条件下贮存16h后恢复至50℃，应正常启动运行。变换器按GB/T2423.4进行交变湿热试验后，绝缘电阻不应低于0.5MΩ。变换器应设置短路保护功能，当直流母线侧短路时，变换器应自动保护并发出告警信号，当故障排除后，可自动或经人为干预后恢复运行。当变换器电池侧极性反接时，变换器应自动保护。故障排除后，可自动或经人为干预后恢复运行。/当变换器电池侧电压不小于过压保护值，或不大于欠压保护值时，应关闭或限制功率运行。故障/当变换器直流母线侧电压不小于过压保护值，或不大于欠压保护值时，应关闭或限制功率运行。故障排除后，可自动或经人为干预后恢复运行。直流母线侧过压保护值和欠压保护值应符合产品技术文件规定。变换器温度采样点温度达到过温保护设定值时，应关闭或限制功率运行。故障排除后，可自动或经人为干预后恢复运行。变换器应设置与监控系统、电池管理系统的通讯故障保护。变换器应设置来自电池管理系统的过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、过温保护、漏电保护等故障、告警信号保护。独立电路与外露可导电部分之间，以及与独立电路之间的绝缘电阻不应小于1MΩ。试验电压等级应按表1确定。表1绝缘电阻试验电压等级单位为伏额定绝缘电压等级UN绝缘电阻表电压UN≤6025060＜UN≤250500250＜UN≤10001000介质强度应符合下列规定：50Hz1min20mA；b）2表2介质强度试验电压等级单位为伏额定电压UN试验电压UN≤60100060＜UN≤3002000300＜UN≤6902500690＜UN≤8003000800＜UN≤10003500注：整机介质强度按上述指标只能试验一次。用户验收产品时如需要进行介质强度试验，应将上列试验电压降低25%进行。GB/T17626.23b）性能判据应符合GB/T17799.2性能判据B的规定。GB/T17626.43b）性能判据应符合GB/T17799.2性能判据B的规定。GB/T17626.380MHz～100MHz31.4GHz～6GHz2b）性能判据应符合GB/T17799.2性能判据A的规定。GB/T17626.63b）性能判据应符合GB/T17799.2性能判据A的规定。防护等级不应低于GB/T4208规定的IP20。无特殊环境规定时，试验应按下列环境条件执行：ａ）环境温度：25℃±5℃；ｂ）环境相对湿度：25%～75%；ｃ）环境气压：86kPa～106kPa。电池侧电压允许偏差应为额定电压的±5%。试验线路示意图可参照图1。电池模电池模拟装置[或直流电源(配合直流负载)]被测设备Q1Q2直流母装置[或直流电源(配合直流负载)]Q4Q3直流负载功率分析仪直流负载图1试验线路示意图/机/柜体和结构质量试验应满足下列要求：a）试验方法：外观可采用目视检查；b）判定标准：设备面板应平整，涂层应牢固、平整，无剥落、锈蚀及裂痕等缺陷；标牌、标志、标记、文字和符号应清晰耐久。效率试验应符合下列规定：试验应按下列步骤执行：1设定为充电模式，将直流母线模拟电源调在额定电压值，电池模拟电源电压调至额定电压；逐步调节功率，使被测设备负载率分别处于5%、15%、25%、35%、50%、80%、100%；记录下电池侧和直流母线侧的电压表上的电压值和电流表上的电流值；根据直流母线电压、电流的乘积计算出被测设备的输入功率，根据电池侧电压、电流的乘积计算出被测设备的输出功率；电源设备效率应按公式（1）计算：η=Po/Pi×100% （1）式中：η——效率；Po——输出功率；Pi——输入功率。设置为放电模式，将直流母线模拟电源调至额定电压值，电池模拟电源电压调至额定电压；3）;根据电池侧电压、电流的乘积计算出被测设备的输入功率，根据直流母线电压、电流的乘积计算出被测设备的输出功率；功率试验应符合下列规定：a)试验应按下列步骤执行：向变换器发出最大功率、恒压工作模式、恒流工作模式以及表征能量双向流动特征的参数或指令等控制信号；20ms；Bb）判定标准：变换器应接收指令并执行，试验结果应符合5.4.2的规定。稳流精度与电流纹波试验应符合下列规定：a）试验应按下列步骤执行：1100%5010%；2010s，𝐼𝑀（2）3（3）（4）𝛿𝐼=[(𝐼𝑀−𝐼𝑍)⁄𝐼𝑍]×100%····························································（2）𝛿𝐼——稳流精度；

𝑋𝐼𝑟𝑚𝑠𝑋𝐼𝑃𝑃

=𝐼𝑟𝑚𝑠×100%····························································（3）𝐼𝐷𝐶=𝐼𝑃𝑃×100%····························································（4）𝐼𝐷𝐶𝐼𝑀——直流母线侧电流波动最大值，单位为安培(A)；𝐼𝑍——直流母线侧电流整定值，单位为安培(A)；𝑋𝐼𝑟𝑚𝑠——电流纹波有效值系数；𝑋𝐼𝑃𝑃——电流纹波峰值系数；𝐼𝑟𝑚𝑠——直流母线侧电流交流分量有效值，单位为安培(A)；𝐼𝑃𝑃——直流母线侧电流交流分量峰-峰值，单位为安培(A)；𝐼𝐷𝐶——直流母线侧电流交流平均值，单位为安培(A)。b）判定标准：试验结果应符合5.4.3的规定。稳压精度与电压纹波应符合下列规定：a）试验应按下列步骤执行：10～1002010s𝑈𝑀（5）±2%；（6）（7）𝛿𝑈=[(𝑈𝑀−𝑈𝑍)⁄𝑈𝑍]×100%····························································（5）𝛿𝑈——稳压精度；

𝑋𝑈𝑟𝑚𝑠

=𝑈𝑟𝑚𝑠×100%····························································（6）𝑈𝐷𝐶=𝑈𝑃𝑃×100%····························································（7）𝑈𝐷𝐶𝑈𝑀——负载电流在0～100%额定电流范围内变化，直流母线侧电压波动最大值，单位为伏特（V）;𝑈𝑍——直流母线侧电压整定值，单位为伏特（V）;𝑋𝑈𝑟𝑚𝑠——电压纹波有效值系数；𝑋𝑈𝑃𝑃——电压纹波峰值系数；𝑈𝑟𝑚𝑠——直流母线侧电压交流分量有效值，单位为伏特（V）；𝑈𝑃𝑃——直流母线侧电压交流分量峰—峰值，单位为伏特（V）；𝑈𝐷𝐶——直流母线侧电压交流平均值，单位为伏特（V）)b）判定标准：试验结果应符合5.4.4的规定。噪声试验应符合下列规定：a)试验应按下列步骤执行：1mA10dB3表3背景噪声修正值单位为dB差值34～56～10修正值-3-2-1b）试验结果应符合5.4.7的规定。低温性能试验应按GB/T2423.1执行。高温性能试验应按GB/T2423.2执行。耐湿热性能试验应按GB/T2423.3执行。短路保护试验应符合下列规定：a）试验方法：充电和放电阶段，应使变换器直流母线侧短路，检查变换器工作状态；b）判定标准：结果应符合5.5.1的规定。极性反接保护试验应符合下列规定：a）试验应按下列步骤执行：5.5.2/电池侧过/欠压保护试验应符合下列规定：a）试验应按下列步骤执行：14）～7）；b）5.5.3/直流母线侧过/欠压保护试验应符合下列规定：a）试验应按下列步骤执行：1刻起到变换器保护动作时间；4）～7）；b）5.5.4过温保护试验应符合下列规定：a）试验方法：应通过模拟过温信号检验过温保护功能;b）判定标准：试验结果应符合5.5.5的规定。通讯故障保护试验应符合下列规定：5.5.6电池管理系统故障信号保护试验应符合下列规定：;5.5.7绝缘电阻试验应按GB/T7251.1执行。介电强度试验应按GB/T7251.1执行。静电放电抗扰度试验应按GB/T17626.2执行。电快速瞬变脉冲群抗扰度试验应按GB/T17626.4执行。射频电磁场辐射抗扰度试验应按GB/T17626.3执行。射频场感应的传导骚扰抗扰度试验应按GB/T17626.6执行。外壳防护等级试验应按GB/T4208执行。有下列情况之一时，应进行型式检验：1d）出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时。出厂检验时，只有一项不合格，允许返修后复试，复试一次仍不合格，应判为不合格。检验合格后，检验项目应符合表4的规定。表4检验项目序号检验项目型式检验出厂检验1机/柜体和结构质量√√2功能要求√√3效率√—表4检验项目(续)序号检