DB51∕T 2191-2016 全钒液流电池通用检测方法.docx

ICS 17.120.01N 12DB51四川省地方标准DB51/T 21912016全钒液流电池通用检测方法2016 - 06 - 24 发布2016 - 07 - 01 实施四川省质量技术监督局发 布DB51/T 21912016目次前 言 . II1  范围 . 12  规范性引用文件 . 13  术语和定义 . 14  检测方法 . 2附录 A（资料性附录）  全钒液流电池检测报告格式 . 7附录 B（资料性附录）  全钒液流电池检测结果参考 . 9IDB51/T 21912016前言本标准按照 GB/T 1.12009 进行编写与表述。本标准由四川省经济和信息化委员会提出并归口。本标准由四川省质量技术监督局批准。本标准起草单位：中国测试技术研究院电子研究所、中国东方电气集团有限公司、西华大学。本标准主要起草人：牛红涛、杨春生、孟令刚、房红琳、高艳、马素德。IIDB51/T 21912016全钒液流电池通用检测方法1  范围本标准规定了全钒液流电池的术语、定义和检测方法。本标准适用于储能用全钒液流电池（以下简称电池）2  规范性引用文件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，仅所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/T 29840-2013 全钒液流电池 术语3  术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1全钒液流电池vanadium flow battery;VFB通过正负极电解液中不同价态钒离子的电化学反应来实现电能和化学能互相转化的储能装置。又称全钒液流电池系统。GB/T 29840-2013，定义 2.13.2额定瓦时容量rated energy capacity充满电的电池以额定电流进行放电直至放电截止条件所放出的瓦时容量。3.3额定安时容量rated capacity充满电的电池以额定电流进行放电直至放电截止条件所放出的安时容量。3.4实际安时容量actual capacity在规定的条件下，充满电的电池实际所能放出的安时容量。3.5库伦效率coulomb efficiency在规定的条件下，电池放电过程所放出安时数占充电过程所消耗安时数的百分比（DC-DC）。GB/T 29840-2013，定义 2.22.81DB51/T 219120163.6电压效率 voltage efficiency在规定的条件下，电池的放电平均电压占充电平均电压的百分比。GB/T 29840-2013，定义 2.22.93.7能量效率 energy efficiency在规定的条件下，电池放电过程所放出瓦时数占充电过程所消耗瓦时数的百分比（DC-DC）。3.8容量保存率 capacity conservation rate在规定的条件下，充满电的电池开路贮存后的放电安时容量占实际安时容量的百分比（DC-DC）。3.9充电截止电压 charge cut-off voltage由制造厂商规定的表征电池充电过程终止的电压值。3.10放电截止电压 discharge cut-off voltage由制造厂商规定的表征电池放电过程终止的电压值。4  检测方法4.1  检测条件4.1.1  环境条件检测环境条件如下：a)环境温度：25±5；b)压力：在正常大气压环境中；c)相对湿度：10%90%。注：除非另有规定，否则检测应在本标准规定的环境下进行。4.1.2  测量仪器测量仪器包括：a)电压表：不低于 0.5 级，其内阻至少为 1000/V；b)电流表：不低于 0.5 级；c)温度测试仪：量程-1060，误差不大于±1；d)绝缘电阻测试仪：额定电压 500V，量程 200k100M，不低于 10.0 级；e)计时器：按时、分、秒分度，误差不大于±1s/hr；f)钢卷尺，量程 5m，2 级；g)称重仪表，1 级。4.2  检测项目2序号检测项目出厂检测使用中检测1外观及外形尺寸+2实际安时容量+-3库伦效率+-4电压效率+-5能量效率+-6充电接受能力+-7大电流放电能力+-8电压一致性+9恒功率放电能力+-10容量保存率+-11安全+注： “+”表示检测，“-”表示不检测。DB51/T 21912016电池检测项目按表1中的规定进行。表1  检测项目表4.3  外观及外形尺寸用目测法检查电池的外观，并用量具对其外形尺寸进行测量，应符合附录B.1。4.4  实际安时容量实际安时容量检测方法如下：a)以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc 时停止充电，然后以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd 时停止放电；b)再次以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc 时停止充电，然后以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd 时停止放电；c)记录第二次充电和放电过程中的电压、电流和时间，每秒采样一次，并按式(1)计算放出的实际安时容量:Ca = I × t(1)式中：I额定电流，单位为安培(A)；t放电持续时间，单位为小时(h)；Ca 电池的实际安时容量，单位为安时(Ah)。实际安时容量检测结果参考附录 B.2.1。4.5  库伦效率根据 4.4 的检测数据，按充电电流乘以充电时间计算充电安时容量 Cc ，再按式(2)计算库伦效率：c = (Ca / Cc ) ×100%(2)式中：c库伦效率；Ca 按 4.4 实验的实际安时容量，单位为安时(Ah)；Cc 按 4.4 实验的充电安时容量，单位为安时(Ah)。3DB51/T 21912016库伦效率检测结果参考附录 B.2.2。4.6  电压效率根据 4.4 的检测数据，按式(3)计算电压效率：v = (V a / V c ) ×100%式中：(3)v电压效率；Ec =  (Uct   ct ) / 3600Ed =  (Udt   dt ) / 3600V a 按 4.4 实验的放电平均电压，单位为伏特(V)；V c 按 4.4 实验的充电平均电压，单位为伏特(V)。电压效率检测结果参考附录 B.2.3。4.7  能量效率根据 4.4 的检测数据，按式(4)、(5)和(6)计算能量效率：tcIt=1tdIt=1e = (Ed / Ec ) ×100%式中：Ec 按 4.4 实验的充电瓦时，单位为瓦时(Wh)；Uct 在 t 时刻充电电压，单位为伏特(V)；Ict在 t 时刻充电电流，单位为安培(A)； (4) (5) (6)tcEdUdtIdttde充电持续时间，单位为秒(s)；按 4.4 实验的放电瓦时，单位为瓦时(Wh)；在 t 时刻放电电压，单位为伏特(V)；在 t 时刻放电电流，单位为安培(A)；放电持续时间，单位为秒(s)；能量效率。能量效率检测结果参考附录 B.2.4。4.8  充电接受能力充电接受能力检测方法如下：a)以 1.2 倍额定电流对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vca 时停止充电；然后以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd 时停止放电；b)再次以 1.2 倍额定电流对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vca 时停止充电；然后以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd 时停止放电；c)记录第二次放电过程的电压、电流和时间，并按放电电流乘以放电时间计算放电安时容量 Cca ，按式(7)计算充电接受能力：Rc = (Cca / Ca ) ×100%(7)式中：Ca 按 4.4 实验的实际安时容量，单位为安时(Ah)；Cca 电池以 1.2 倍额定电流充电后所放出的安时容量，单位为安时(Ah)；4DB51/T 21912016Rc充电接受能力。充电接受能力检测结果参考附录 B.2.5。4.9  大电流放电能力大电流放电能力检测方法如下：a)以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc 时停止充电，然后以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd 时停止放电；b)再次以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc 时停止充电，然后以1.5 倍额定电流对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd 时停止放电；c)记录第二次放电过程中的电压、电流和时间，每秒采样一次，并按式(8)计算放电安时容量：CL = 1.5I × t (8)式中：I额定电流，单位为安培(A)；t放电持续时间，单位为小时(h)；CL 电池以 1.5 倍额定电流放电所放出的安时容量，单位为安时(Ah)。大电流放电能力检测结果参考附录 B.2.6。4.10  电压一致性电压一致性检测方法如下：a)以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc 时停止充电；b)静置 30 分钟后，用电压测量装置测量电池各个单体电池的电压，检测结果参考附录 B.2.7。4.11  恒功率放电能力恒功率放电能力检测方法如下：a)以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc 时停止充电；然后以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd 时停止放电；b)再次以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc 时停止充电；然后以额定功率 P 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd 时停止放电；c)记录第二次放电过程的电压、电流和时间，每秒采样一次，并按式(9)计算放电安时容量:Cw =  It / 3600tdt=1(9)式中：Ittd在 t 时刻放电电流，单位为安培(A)；放电持续时间，单位为秒(s)；Cw 恒功率放电所放出的安时容量，单位为安时(Ah)。恒功率放电能力检测结果参考附录 B.2.8。4.12  容量保存率容量保存率检测方法如下：a)以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc 时停止充电，在 25±5环境中将电池开路静置 8d；5DB51/T 21912016b)以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压Vd 时停止放电，记录放电过程的电压、电流和时间，每秒采样一次，按放电电流乘以放电时间计算放电安时容量 Ck ，按式(10)计算容量保存率：R = (Ck / Ca ) ×100%(10)式中：R容量保存率；Ca 按 4.4 实验的实际安时容量，单位为安时(Ah)；Ck静置后的放电安时容量，单位为安时(Ah)。容量保存率检测结果参考附录 B.2.9。4.13安全4.13.1过放电过放电检测方法如下：a)以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc 时停止充电；b)以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到 0.6 倍额定电压时停止放电，检测结果参考附录B.2.10 a)。4.13.2过充电以额定电流 I 对电池充电至其中一个单体电池电压达到1.8V时停止充电，检测结果参考附录B.2.10b)。4.13.3  绝缘电阻测量用绝缘电阻测试仪测量电池正和负极端钮对外壳的绝缘电阻，检测结果参考附录B.2.10 c)。4.13.4  防爆能力防爆能力检测方法如下：a)检测应在确认安全措施得以保证后进行；b)  以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压Vc 后继续充电；c)用 24V 直流电源在储液罐附近熔断 1A3A 的保险丝，反复检测 2 次，检测结果参考附录 B.2.10d)。6检测项目检测结果1. 外观及外形尺寸合格 / 不合格2. 实际安时容量(Ah)充电截止电压Vc (V)放电截止电压Vd (V)3. 库伦效率(%)4. 电压效率(%)5. 能量效率(%)6. 充电接受能力(%)充电截止电压Vca (V)放电安时容量 Cca (Ah)7. 大电流放电能力放电安时容量 CL (Ah)放电持续时间(s)8. 电压一致性各个单体电池电压(V)9. 恒功率放电能力恒功率放电安时容量 Cw (Ah)10. 容量保存率(%)11. 过放电合格 / 不合格12. 过充电合格 / 不合格13. 绝缘电阻测量合格 / 不合格DB51/T 21912016AA附录A（资料性附录）全钒液流电池检测报告格式报告编号检测证书号制造商名称制造时间年月日型号出厂编号额定电压(V)额定电流(A)额定功率(W)额定安时容量(Ah)环境温度()相对湿度(%)表A.1  检测数据714. 防爆能力合格 / 不合格综合评判DB51/T 219120168DB51/T 21912016BB附录B（资料性附录）全钒液流电池检测结果参考B.1  外观及外形尺寸电池外观不得有裂纹，应清洁无酸液，且标志清晰、正确，电池外形尺寸应符合制造厂商的规定。B.2  检测数据参考B.2.1  实际安时容量电池实际所能放出的安时容量不低于额定安时容量的95%。B.2.2  库伦效率库伦效率不低于制造厂商规定值的90%。B.2.3  电压效率电压效率不低于制造厂商规定值的90%。B.2.4  能量效率能量效率不低于制造厂商规定值的90%。B.2.5  充电接受能力在充电接受能力检测中，电池所能放出的安时容量不低于制造厂商规定值的95%。B.2.6  大电流放电能力在大电流放电能力检测中，放电持续时间不低于制造厂商规定值的95%。B.2.7  电压一致性充满电后，每个单体电池电压与制造厂商规定的对应单体电池电压之间的差值均小于该规定值的10%。B.2.8  恒功率放电能力充满电后，电池以额定功率放电至规定的放电截止条件时所能放出的安时容量不低于制造厂商规定值的95%。B.2.9  容量保存率电池容量保存率不低于制造厂商规定值的95%。B.2.10安全9DB51/T 21912016安全性能检测包括以下内容：a)过放电检测中，不应有爆炸、起火及漏液现象；b)过充电检测中，不应有爆炸、起火及漏液现象；c)绝缘电阻应不小于 10M；d)防爆能力检测中，不应有爆炸、起火及漏液现象。_10DB51/T21912016