2022年钒液流电池管理系统技术标准 .pdf

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1、全钒液流电池管理系统技术标准编制部门：生效日期：编制：审核：核准：本文件为乐山华易能源有限公司专有之财产，非经许可, 不得复制、翻印或转变成其它形式使用。一经打印，即为非受控文件，除非附有文件控制中心的相关印章。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页会签部门及意见部门名称同意发放部门名称同意发放总经理研发中心生产部人力资源部质量部营销中心采购部财务部修订履历版次修订日期修订页变更内容编定者1 范围精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 13 页本标准规定

2、了储能电站 ( 包括风电储能电站、光伏储能电站、风光储电站、电网储能电站等) 用全钒液流电池管理系统 ( 以下简称电池管理系统) 产品的技术要求、实验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存。本标准适用于储能电站用全钒液流电池管理系统。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单( 不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 2900.11 电工术语原电池和蓄电池egv IEC 60050( 482 )：

3、2003 GB/T 191-2008 包装储运图示标志GB/T 2423.4 电工电子产品基本环境实验规程实验 Db ：交变湿热实验方法GB/T 2423.17 电工电子产品基本环境实验规程实验 Ka ：盐雾实验方法GB/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限制和测量方法3 术语、定义GB/T 2900.11 确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1 电池 ( 堆) battery pack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。3.2 电解液 electrolyte具有离子导电性的含不同价态钒离子的溶液。3.3 电解液循环

4、系统 electrolyte circulation system电解液存储及循环装置，包括储液罐、管路、支架、循环泵、冷却装置以及机械总成。3.4 电池电子部件 battery electronics采集和检测电池(堆) 或管路的与热、电和流体相关的数据，并将这些数据提供给电池控制单元的电子装置。3.5 电池控制单元 battery control unit控制或管理电池系统电、热或流体性能，并可以与储能电站相关其他控制器进行通讯的电子装置。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页3.6 电池管理系统 battery

5、management system由电池电子部件和电池控制单元组成的电子装置。3.7 电池系统 battery system能量存储及转化装置，包括电池(堆) 、电解液、电解液循环系统、电池管理系统以及机械总成。4 技术要求4. 1 一般要求4.1.1 电池管理系统应具有对电池堆或者电解液循环系统的数据采集、信息传递和安全管理的功能。4. 1.2电池管理系统应能检测电池堆与热、电和流体相关的数据，相关数据至少包括电池堆的电压、电池堆回路电流和管路内温度、压力、流量及储液罐内的液位等参数。4.1.3电池管理系统应能对电池系统的荷电状态(SOC) 进行实时估算。4.1.4 电池管理系统应能对电池系

6、统进行故障诊断，并可以根据具体故障内容启动相应的故障机制，比如故障代码上报、实时警示和故障保护等。4.1.5 电池管理系统应有与储能电站及其相关设备基于通讯的信息交互功能。4.1.6 电池管理系统应能通过与储能电站内能量转化系统的实时通讯或者其他信号交互方式实现对充放电过程的控制和管理。4.2 技术要求4.2.1 绝缘电阻电池管理系统的带电部件和壳体之间的绝缘电阻值应不小于2M 。4.2.2 绝缘耐压性能电池管理系统应能经受5.3 要求的绝缘耐压性能实验，在实验过程中应无击穿或闪络等破快性放电现象。4.2.3 电池系统状态监测电池管理系统监测的状态参数精度要求见表1。表 1 电池系统状态参数精

7、度要求参数总电压值模块电压值电流值精度要求1% FSR0.5% FSR0 .3A （30A ）， 1% （30A ）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 13 页参数温度值压力值流量值液位值精度要求2 2% FSR2% FSR2% FSR4.2.4 SOC估算SOC 估算精度要求见表2。按照 5.5进行实验后，比较电池管理系统上报的SOC 值与 SOC 测试值的偏差。表 2 SOC估算精度要求SOC 范围SOC 80%80% SOC 30%SOC 30%精度要求6%10% 6%4.2.5 电池故障诊断电池管理系统对于电池系统进

8、行故障诊断的基本工程和可扩展工程分别见表3 和表 4。表 3 中所列的故障诊断工程是基本要求。根据储能电站功能设计和电池系统的具体需要，电池管理系统的具体诊断内容可以不限于表 3 和表 4 所列工程。表 3 电池系统故障诊断基本要求工程序号故障状态电池管理系统的故障诊断工程及分级1 电池堆电压设定值1 级故障：电池堆电压高2 电池堆电压设定值1 级故障：电池堆电压低3 充电电流设定值1 级故障：充电电流高4 放电电流设定值1 级故障：放电电流高5 电池温度设定值1 级故障：电池温度高6 电池温度设定值1 级故障：电池温度低7 管路流量设定值1 级故障：管路流量高8 管路流量设定值1 级故障：管

9、路流量低9 管路压力设定值1 级故障：管路压力高10 管路压力设定值1 级故障：管路压力低11 储液罐液位设定值1 级故障：储液罐液位高12 储液罐液位设定值1 级故障：储液罐液位低13 电池电压设定值3 级故障：电池堆电压极高14 电池电压设定值3 级故障：电池堆电压极低15 电池温度设定值3 级故障：电池温度极高16 电池温度设定值3 级故障：电池温度极低17 管路流量设定值3 级故障：管路流量极高18 管路流量设定值3 级故障：管路流量极低19 管路压力设定值3 级故障：管路压力极高20 管路压力设定值3 级故障：管路压力极低21 储液罐液位设定值3 级故障：储液罐液位极高22 储液罐液

10、位设定值3 级故障：储液罐液位极低表 4 电池系统可扩展的故障诊断工程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 13 页序号故障状态电池管理系统的故障诊断工程及分级1 SOC 设定值1 级故障： SOC 高2 SOC 设定值1 级故障： SOC 低3 总电压设定值1 级故障：总电压高4 总电压设定值1 级故障：总电压低5 总电压设定值3 级故障：总电压极高6 外部通讯接口初始化故障2 级故障：外部通讯接口初始化故障7 内部通讯接口初始化故障2 级故障：内部通讯接口初始化故障8 电池堆一致性偏差设定值1 级故障：电池堆一致性偏差大9

11、 电池堆一致性偏差设定值3 级故障：电池堆一致性偏差极大10 充电电流设定值3 级故障：充电电流极高11 放电电流设定值3 级故障：放电电流极高12 绝缘电阻设定值1 级故障：绝缘薄弱13 绝缘电阻设定值3 级故障：严重绝缘薄弱4.2.6 安全保护电池管理系统对于可能造成危险事故或者系统损坏的严重故障应有安全保护的功能，安全保护功能的基本要求见表5。电池管理系统上报故障码后，储能电站其他控制单元可以根据具体故障内容启动相应的故障处理机制。故障类别保护方式1 级故障无2 级故障无3 级故障：电池堆电压极高不允许继续充电，如连续报警一定时间后（如：1s ），控制关断直流控制回路。3 级故障：电池堆

12、电压极低不允许继续放电，如连续报警一定时间后（如：1s ），控制关断直流控制回路。3 级故障：电池温度极高持续报警一定时间后（如：5s），控制关断直流控制回路。3 级故障：电池温度极低持续报警3 级故障：管路流量极高持续报警一定时间后（如：10s ），控制关断直流控制回路。3 级故障：管路流量极低持续报警一定时间后（如：10s ），控制关断直流控制回路。3 级故障：管路压力极高持续报警一定时间后（如：10s ），控制关断直流控制回路。3 级故障：管路压力极低持续报警一定时间后（如：10s ），控制关断直流控制回路。3 级故障：储液罐液位极高持续报警一定时间后（如：10s ），控制关断直流控制回

13、路。3 级故障：储液罐液位极低持续报警一定时间后（如：10s ），控制关断直流控制回路。4.2.7 高温运行电池管理系统应能接受5.8 规定的高温运行实验，在实验过程中及实验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。4.2.8 低温运行电池管理系统应能接受5.9 规定的低温运行实验，在实验过程中及实验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 13 页4.2.9 耐高温性能电池管理系统应能接受5.10规定的耐高温实验，在实验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统

14、状态检测的要求。4.2.10 耐低温性能电池管理系统应能接受5.11规定的耐低温实验，在实验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。4.2.11 耐盐雾性能电池管理系统应能接受5.12规定的盐雾实验，在实验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。4.2.12 耐湿热性能电池管理系统应能接受5.13规定的湿热实验，在实验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。4.2.13 耐电源极性反接性能电池管理系统应能接受5.14规定的电源极性反接实验，在实验过程中及实验后应能正常工作，且满足4.2.3 电池系统状态检测的要求。4.2.14 电磁辐射抗扰性电池

15、管理系统按5.15进行电磁辐射抗扰性实验，在实验过程中及实验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。5 实验方法5.1 实验条件5.1.1 环境条件除另有规定外，实验应在温度为 10oC 35oC 、相对湿度为 10% 90% ，大气压力为通常的环境大气的压力。5.1.2 测量仪器、仪表准确度所有测试仪表，精度应高于被测指标精度的一个数量级或误差小于被测参数允许误差的三分之一。5.2 绝缘电阻精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 13 页在电池管理系统的带电部件和壳体之间施加500V DC的电压进行绝缘电阻测量

16、。5.3 绝缘耐压性能在电池管理系统的电量参数采样回路对壳体之间施加频率为5060Hz的正弦波形交流实验，实验电压为(2U+1000V)，历时 1min ，其中 U 为电池系统的额定电压。5.4 电池系统状态监测5.4.1将电池系统按正常工作要求装配、连接或者通过模拟系统提供电池管理系统需要监测的电气、温度和流体环境，正确安装布置检测设备的电压、电流、温度、压力、流量、液位传感器，接通电池管理系统工作电源。5.4.2 将电池管理系统采集的数据与检测设备检测的对应数据进行比较，确认其测试误差的大小。5.5 SOC估算5.5.1 按正常工作要求装配被测电池系统(可选择电池管理系统适用的最小电池系统

17、)。5.5.2 在 5.1.1规定的环境条件下进行预处理，并在该温度条件下进行5.5.4 、5.5.5和 5.5.6规定的实验内容。5.5.3为保证受试对象的实际工作温度在指定温度范围内，如果对于特定电池系统产品有特殊要求，可以在测试过程中增加静置时间。除预处理外，测试过程中静置时，可以根据特定产品的技术规范确定电池管理是否处于工作状态。5.5.4 预处理当测试的目标环境改变时，受试对象需在新的实验环境温度下至少静置6h ，直到电池系统的表面温度与环境温度的差值小于2，则可认为完成电池系统的静置处理。5.5.5 可用容量测试5.5.5.1以额定放电电流(I01)A放电至电池系统的电池堆电压极低

18、保护、总电压极低保护或者受试对象技术规范中规定的其它放电终止条件。5.5.5.2静置 10min。5.5.5.3以额定充电电流(I02)A充电至者受试对象技术规范中规定的其它充电终止电压。5.5.5.4 再改用恒压充电方式充电直到充电电流减小到1/3I02A终止，此时电池系统处于满电状态。5.5.5.5静置 10min。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页5.5.5.6 以(I01)A电流放电至5.5.5.1同样的放电终止条件，记录放电过程总的放电量Q01 。5.5.5.7 静置 10min。5.5.5.8重复 5.

19、5.5.35.5.5.7，放电量分别为Q02 和 Q03 ，则三次放电量的算术平均值为Q0。如果Q01 、 Q02 和 Q03 与 Q0 的偏差均小于2% ，则 Q0 为该电池系统的可用容量。如果Q01 、Q02 和 Q03 与Q0 的偏差有不小于2% 的情况，则需要重复进行可用容量测试过程，直到连续三次的放电量满足可用容量确认的条件。注：如果受试对象有推荐的充电和放电规范，在可用容量测试中可以直接采用，并且在实验报告中说明。5.5.6 SOC测试及 SOC 估算偏差比较受试对象应根据电池系统自身技术规范及所应用的具体环境，采用特定充放电制度进行测试。在测试过程中，对于因满足整体储能电站设计要

20、求而出现的电池管理系统故障报警或者安全保护的情况，应根据具体情况，提前确定保证实验正常进行的处理方案。实验条件的差异性内容需在实验报告中说明。具体步骤如下：a) 以可用容量测试时所采用的充电规范将电池系统充电至满电状态，静置10min 。b) 以额定放电电流(I01)A放电至某SOC(SOC80%)，静置 10min。c) 记录电池管理系统上报SOC 值。d) 以可用容量测试时所采用的放电规范将电池系统放电至5.5.5.1同样的放电终止条件，记录放电电量Q1。e) 标准放电前SOC 真值按 (Q1/Q0 100)%计。f) 比价上报SOC 和 SOC 真值，计算得SOC80%时， SOC 估算

21、偏差。g) 重复 a 到 f，分别在b 步骤使 80%SOC30%、SOC30%，得此两种条件下SOC 估算偏差。5.6 电池故障诊断通过模拟系统，改变电压、电流、温度等输入信号，使其满足表3 所列故障工程的触发条件，监测电池管理系统通讯接口上报的数据，记录相应故障工程及其触发条件。根据受试对象技术规范的要求，对于其他故障诊断工程进行功能确认。5.7 安全保护精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页通过模拟系统，改变电压、电流、温度等输入信号，使其满足表5 所列故障工程的触发条件，监测电池管理系统的软件和硬件响应。5.8

22、 高温运行将电池管理系统放入从室温开始的高温箱中，使其处于工作状态，达到65 2后保持 2h 。实验过程中记录电池系统状态监测参数，并进行测试误差比较。5.9 低温运行将电池管理系统放入从室温开始的低温箱中，使其处于工作状态，达到-25 2后保持 2h 。实验过程中记录电池系统状态监测参数，并进行测试误差比较。5.10 耐高温性能将电池管理系统放入从室温开始的高温箱中，达到85 2后保持 4h 。电池管理系统恢复常温后，进行电池系统状态参数测试误差比较。5.11 耐低温性能将电池管理系统放入从室温开始的低温箱中，达到-40 2后保持 4h 。电池管理系统恢复常温后，进行电池系统状态参数测试误差

23、比较。5.12 耐盐雾性能按 GB/T 2423.17的规定进行。电池管理系统在实验箱内按储能电站实际安装状态或其基本等同条件安装，接插件处于正常接插状态。实验持续时间为16h 。实验结束后，将电池管理系统置于常温条件下12h ，待电池管理系统恢复常温后，进行电池系统状态参数测试误差比较。5.13 耐湿热性能按 GB/T 2423.4的规定进行。实验时间为2 个循环。实验结束后，将电池管理系统置于常温条件下12h ，待电池管理系统恢复常温后，进行电池系统状态参数测试误差比较。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页5.

24、14 耐电源极性反接性能将输入供电电源为反接电压值时，电池管理系统接通供电电源，持续1min 。实验结束后，电池管理系统正常供电，判断其是否正常工作，如正常，监测蒂娜吃系统状态参数，并进行测试误差比较。5.15 电磁辐射抗扰性按 GB/T 17619-1998 规定进行，测试频率为4001000MHz。实验过程中记录电池系统状态监测参数，并进行测试误差比较。6 检验规则6.1 检验分类检验分出厂检验和型式检验。6.2 出厂检验6.2.1 电池管理系统应经质量检验部门检验合格后方可出厂，并附产品质量检验合格证。6.2.2 组批：按每天生产的产品进行组批。6.2.3 检验工程：出厂检验工程按表6

25、规定。6.2.4 在出厂检验中，若有一项或一项以上不合格时，应将该产品退回生产部门返工普检，然后再次提交验收。若再次仍有一项或一项以上不合格，则判定该产品为不合格。6.3 型式检验6.3.1 有下列情况之一必须进行型式检验：a) 新产品投产和老产品转产。b) 转厂。c) 产品停产一年以上，恢复生产时。d) 结构、工艺或材料有重大改变。e) 合同规定。f) 出厂检验结果与上一次型式检验的结果又较大差异时。g) 正式生产后每两年不少于1 次。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页h) 上级质量监督检验机构提出型式检验要求

26、时。6.3.2电池管理系统检验工程的分组及顺序见表6，型式检验时，同一样品不同检验工程的检验顺序可以按照送检部门( 机构 )和检验部门 ( 机构 ) 协商决定。6.3.3 判定规则在型式检验中，若有不合格工程时，则应从该批次电池管理系统中加倍抽样对不合格的工程进行复检，复检再不合格则该次型式检验为不合格。应停止生产，查明原因后，重新提交型式检验，待合格后方可恢复生产。表 6 电池管理系统检验工程的分组及顺序序号检验工程要求条文号检验方法条文号出厂检验型式检验样品分组及数量1 绝缘电阻4.2.1 5.2 全部2 绝缘耐压性能4.2.2 5.3 3 电池系统状态监测4.2.3 5.4 4 SOC

27、监测4.2.4 5.5 1 5 电池故障诊断4.2.5 5.6 6 安全保护4.2.6 5.7 7 高温运行4.2.7 5.8 8 低温运行4.2.8 5.9 9 耐高温性能4.2.9 5.10 10 耐低温性能4.2.10 5.11 11 耐盐雾性能4.2.11 5.12 12 耐湿热性能4.2.12 5.13 13 耐电源极性反接性能4.2.13 5.14 14 电磁辐射抗扰性4.2.14 5.15 7 标志、包装、运输和储存7.1 标志7.1.1 电池管理系统产品上应有下列标志：a) 制造厂名及产品名。b) 产品型号或规格。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

28、- - - - - - -第 12 页，共 13 页c) 制造日期。d) 商标。e) 电池管理系统安全注意事项及警示。7.1.2 包装箱外部应有下列标志：a) 产品名称、型号规格、数量、制造厂名、厂址、邮编。b) 产品标准编号。c) 每箱的净重和毛重。d) 标明符合GB/T 191-2008规定的 “ 防潮 ” 、“ 防振 ” 等标志。7.2 包装7.2.1 电池管理系统的包装应符合GB/T 191-2008规定的 “ 防潮 ” 、 “ 防振 ” 要求。7.2.2 包装箱内应装人随同产品提供的文件：a) 装箱单 ( 指多只包装 ) 。b) 产品合格证。c) 产品使用说明书。7.3 运输7.3.1 成品电池管理系统在运输中不得受剧烈机械冲撞、暴晒、雨淋，不得倒置。7.3.2 电池管理系统在装卸过程中，应轻搬轻放，严防摔掷、翻滚和重压。7.4 储存7.4.1电池管理系统应储存在温度为 5 40 ，干燥、清洁及通风良好的仓库内。7.4.2 电池管理系统应不受阳光直射，距离热源不得少于 2m 。7.4.3 电池管理系统不得倒置及卧放，并避免机械冲击或重压精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页