5 《储能系统用锂离子电池技术条件》申请备案稿.docx

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5《储能系统用锂离子电池技术条件》申请备案稿

CGC

北京鉴衡认证中心认证技术规范

CGC/GFXXXX：

2013

CNCA/CTSXXXX-2013

储能系统用锂离子电池技术条件

TechnicalRequirementofLithiumBatteriesUsedinEnergyStorageSystem

2013-XX-XX发布2013-XX-XX实施

北京鉴衡认证中心发布

目录

目录I

前言II

1范围1

2参考标准1

3术语、定义1

4要求2

4.1锂电池单元组/单体2

4.2锂电池模块3

4.3加速寿命测试4

4.4发射5

4.5通信接口5

5试验方法5

5.1试验条件5

5.2锂电池单元组/单体试验6

5.3锂电池模块试验7

5.4试验程序10

6检验规则12

6.1检验规则及检验项目12

6.2出厂检验13

6.3型式检验13

7标志、包装、运输、储存13

7.1标志13

7.2包装14

7.3运输14

7.4贮存14

前言

目前我国储能产业发展迅速，能量型锂电池作为储能系统中重要储能部件，具有维护简便、容量高的特点，适合在储能产业应用。

由于目前没有专用标准，导致产品参差不齐，储能行业未能大规模健康发展。

为正确引导我国储能用锂离子电池的技术发展，促进安全、高效、可靠产品的推广应用。

本技术规范综合储能以及锂电池的特点从适用范围、技术条件、试验方法、出厂检验要求以及标志、包装、运输等方面提出了全面的要求。

本技术规范全国能源基础与管理标准化技术委员会新能源与可再生能源分技术委员会提出。

本技术规范由北京鉴衡认证中心归口。

本技术规范主要起草单位：

北京鉴衡认证中心、山东圣阳电源股份有限公司、信息产业化学物理电源产品质量监督检验中心、中国北方车辆研究所、北京寰能天宇科技发展有限公司。

本技术规范主要起草人：

王婷、隋延波、马洪斌、李永、谢汉鹏、石彤、王子冬、王宗、胡道中、李军。

储能系统用锂离子电池技术条件

11　范围

本认证技术规范适用于储能系统用锂离子电池。

本认证技术规范规定了储能系统用锂离子电池（以下简称锂电池）的要求，含适用范围、技术条件、试验方法、出厂检验要求以及标志、包装、运输。

12　参考标准

GB4824-2004工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法

GB/T2900.41-2008电工术语原电池和蓄电池

GB/T17626.2-2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T17626.3-2006电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T17626.4-2008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/T17626.5-2008电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T17626.6-2008电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验

GB/T19596电动汽车术语

JB/T11137-2011锂离子蓄电池总成通用要求

QC/T743-2006电动汽车用锂离子蓄电池

YD/T2344.1-2011通信用磷酸铁锂电池组第1部分：

集成式电池组

UL1642-2009锂电池（安全）

UL2054锂电池安全标准

13　术语、定义

GB/T2900.41-2008《电工术语原电池和蓄电池》、GB/T19596《电动汽车术语》中界定的以及下列术语和定义适用于本认证技术规范。

13.1　

蓄电池单体batterycell

构成蓄电池的最小单元，由正极、负极、隔膜及电解液等组成，其标称电压为电化学偶的标称电压。

13.2　

锂离子蓄电池单元组Lithium-ionbatterypack

将蓄电池单体按照并联方式组合，电压为蓄电池单体标称电压，额定容量为系统标称容量的单元。

13.3　

锂离子蓄电池模块Lithium-ionbatteryassembly

将一个以上蓄电池单元组/单体按照串联、并联或串并混联方式组合，且只有一对正负极输出端子，并作为电源使用的组合体。

该组合体可附带电子控制系统。

13.4　

额定容量ratedcapacity

企业提供的技术文件规定的室温下电池的C5Ah数值。

13.5　

额定能量electricenergy

企业提供的技术条件下放电能量或室温下锂电池以I5（A）电流放电，达到终止电压时所放出的能量（kW.h）。

13.6　

I5（A）电流放电容量dischareenergyatI5

锂电池在室温下，以I5（A）电流放电达到终止电压时所放出的能量（W.h）。

13.7　

能量效率energyefficiency

锂电池的放电能量与充电能量之比。

13.8　

充电终止电流endofchargecurrent

在指定恒压充电时，锂电池终止充电时的电流。

13.9　

爆炸explosion

锂电池外壳猛烈破裂，且有主要成份（固体物质）抛射出来。

13.10　

起火fire

锂电池任何部位发出明火（持续时间长于1s），火花及拉弧不属于明火。

13.11　

漏液weeping

电池内部液体泄露到电池壳体外部。

13.12　

扫频循环sweepcycle

在规定的频率范围内往返扫描一次，例如：

10Hz～55Hz～10Hz。

13.13　

壳体enclosure

指将内部部件封装并为其提供防止直接接触的保护部件。

13.14　

符号mark

C5——5小时率额定容量（Ah）。

I5——5小时率放电电流，其数值等于0.2C5（A）。

14　要求

14.1　锂电池单元组/单体

外观

锂电池单元组/单体按5.2.1检验时，外观不得有变形及裂纹，表面平整、干燥、无外伤、无污物，且标志清晰、正确。

极性

锂电池单元组/单体按5.2.2检验时，端子极性标识应清晰正确。

外形尺寸

锂电池单元组/单体按5.2.3检验时，锂电池外形尺寸应符合企业提供的产品技术条件。

室温放电容量

锂电池单元组/单体按5.2.5试验时，其放电容量应不低于额定容量，并且不超过额定容量的110%，同时所有测试样品初始容量极差不大于初始容量平均值的5%。

注：

极差是所有样本的的最大值和最小值之差。

安全性

锂电池单元组/单体按5.2.6.1进行过放电试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。

锂电池单元组/单体按5.2.6.2进行过充电试验时，应不爆炸、不起火。

锂电池单元组/单体按5.2.6.3进行短路试验时，应不爆炸、不起火。

锂电池单元组/单体按5.2.6.4进行跌落试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。

锂电池单元组/单体按5.2.6.5进行加热试验时，应不爆炸、不起火。

环境

锂电池单元组/单体按5.2.7.1进行抗低压试验时，应不漏液、不冒烟、不起火、不爆炸。

锂电池单元组/单体按5.2.7.2进行恒定湿热试验时，其外观应无明显变形、锈蚀、不冒烟、不爆炸，其容量应不低于额定值的90%。

锂电池单元组/单体按5.2.7.3进行冷热冲击试验时，应无质量损失、不漏液、不排气、不解体、不开裂、不起火，测试后开路电压不低于测试前的90%。

14.2　锂电池模块

外观

锂电池模块按5.3.1检验时，外观不得有变形及裂纹，表面干燥、无外伤，且排列整齐、连接可靠、标志清晰等。

极性

锂电池模块按5.3.2检验时，端子极性标识应正确。

外形尺寸

锂电池模块按5.3.3检验时，外形尺寸应符合企业提供的产品技术条件。

室温放电容量

锂电池模块按5.3.4试验时，其放电容量应不低于额定容量的95%，并且不超过额定容量的110%，同时所有测试样品初始容量极差不大于初始容量平均值的7%。

室温倍率放电容量

锂电池模块按5.3.6试验时，其放电容量应不低于初始容量的90％。

低温放电容量

锂电池模块按5.3.7试验时，其放电容量应不低于初始容量的70％。

高温放电容量

锂电池模块按5.3.8试验时，其放电容量应不低于初始容量的95％。

荷电保持与容量恢复能力

锂电池模块按5.3.9试验时，其室温荷电保持率应不低于初始容量的85%，容量恢复应不低于初始容量的95％。

能量效率

锂电池模块按5.3.10试验时，能量效率不低于90%。

耐振动性

锂电池模块按5.3.11试验时，不允许出现放电电流锐变、电压异常、锂电池壳变形、电解液溢出等现象，并保持连接可靠、结构完好。

循环寿命

锂电池模块按照5.3.12进行试验时，其循环寿命应不少于3500次。

一致性

锂电池模块按照5.3.13进行试验时，各锂电池单元组/单体之间的的静态开路电压最大值与最小值的差值应不大于0.05V。

绝缘电阻

锂电池模块按5.3.14进行绝缘电阻试验时，对于金属外壳的电池组，电池组正负极接口分别对电池组金属外壳的绝缘电阻不小于2MΩ。

安全性

锂电池模块应具有过充电、过放电、过流、短路告警功能。

锂电池模块按5.3.15.1进行抗碰撞试验时，其外观应无明显损伤、不漏液、不冒烟、不爆炸，并能正常工作。

锂电池模块按5.3.15.2进行加热试验时，应不爆炸、不起火。

加速寿命测试

锂电池模块按照5.3.16进行试验时，其循环寿命应不少于750次。

抗扰度

执行标准

抗扰度执行标准有：

a）标准A：

当按要求使用该设备时，除了允许的规定以外，没有性能的退化，见表1。

b）标准B：

不允许实际操作状态或存储数据的变化。

在测试期间允许性能的退化。

测试完成后，在按要求使用该设备时，除了允许的指定限度以外，不允许性能的退化或功能的损坏。

抗扰度执行标准见表1。

表1抗扰度执行标准

功能类型

标准A

标准B

组成锂离子电池总成的所有产品

程序丢失

存储器故障

I/O复位

数据表破坏

出现不期望的操作

锁死

操作员干涉

损坏

程序丢失

存储器故障

I/O复位

数据表破坏

出现意外操作

锁死

操作员干涉

损坏

外部通信

节点离线

节点离线

内部通信

——辐射，传导

——快速瞬态群

——ESD

——浪涌

＞1个出错位置位/10次传送

＞1个出错位置位/10次传送锁死

静电放电（ESD）抗扰度

锂电池模块按GB/T17626.2—2006的要求，每个极应施加10次放电，方法如下：

a）对于非金属外壳用空气隙放电方法施加±8kV；

b）对金属设备外壳用空气隙放电方法施加±4kV。

射频电磁场辐射抗扰度

锂电池模块按GB/T17626.3—2006的要求：

频率范围80MHz～1000MHz强度为10V/m的调幅波。

执行标准A（见5.5.2.1）。

电快速瞬变/脉冲群抗扰度

锂电池模块按GB/T17626.4—2008的要求：

a）5kHz的±1000V最大测试电压施加在包含CDI通信介质的电缆；

b）5kHz的±2000V最大测试电压施加在其他所有电缆和端口。

执行标准B（见5.5.2.1）。

浪涌抗扰度

锂电池模块按GB/T17626.5—2008的要求：

a）在AC电源和DC控制电源与电底盘之间施加5次最大电压为±2000V浪涌；

b）在AC电源之间和DC控制电源之间施加5次最大电压为±1000V浪涌。

执行标准B（见5.5.2.1）。

射频场感应的传导骚扰的抗扰度

锂电池模块按GB/T17626.6—2008的要求：

a）在150kHz～80MHz频率范围内10V（rms）调幅波；

b）在AC电源之间和DC控制电源之间施加5次最大电压为±1000V浪涌。

执行标准A（见5.5.2.1）。

14.3　发射

无线发射

按GB4824—2004中1组A类的规定进行。

传导发射

按GB4824—2004中1组A类的规定进行。

14.4　通信接口

锂电池模块应具备CAN、RS485/RS232、以太网等通信接口中的一种，支持下述通信协议中的一种或多种：

IEC60870-5-104—2003、IEC61850、GB/T19582.1—2008。

15　试验方法

15.1　试验条件

环境条件

实验环境

除另有规定外，试验应在温度为25℃±5℃，相对湿度为25％～85％，大气压力86kPa～106kPa的环境中进行。

使用环境

-10～50℃。

储存环境

-20～60℃。

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：

a）电压测量装置：

准确度不低于0.5级，其内阻至少为10kΩ/V；

b）电流测量装置：

准确度不低于0.5级；

c）温度测量装置：

具有适当的量程，其分度值不大于l℃，标定准确度不低于0.5℃；

d）计时器：

按时、分、秒分度，准确度为±0.l％；

e）测量尺寸的量具：

分度值不大于lmm。

15.2　锂电池单元组/单体试验

外观

在良好的光线条件下，用目测法检查锂电池单体的外观。

极性

用电压表检测锂电池单元组/单体极性。

外形尺寸

用量具测量锂电池单元组/单体的外形尺寸。

锂电池单元组/单体充电

室温下，锂电池先以1I5（A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，搁置60min（或企业提供的不大于60min的搁置时间），然后按企业提供的充电方法进行充电。

若企业未提供充电方法，则以1I5（A）电流恒流充电至锂电池电压达企业技术条件中规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电终止电流降至一定电流0.1I5（A）时停止充电,充电后搁置60min或企业提供的不高于60min的搁置时间。

室温放电容量（初始容量）

按照如下步骤测试室温放电容量：

a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；

b）室温下，锂电池以1I5（A）电流放电，直到放电至企业技术条件中规定的放电终止电压；

c）计算放电容量（以Ah计）；

d）重复步骤a）～c）5次，当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%，可提前结束试验，取最后3次试验结果平均值。

安全性

所有安全试验均在有充分环境保护的条件下进行，如果有主动保护线路，应除去。

过放电

过放电试验按照如下步骤进行：

a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；

b）锂电池单元组/单体以1I5（A）电流放电直至电压0V后继续强制放电30min；

c）观察1h。

过充电

过充电试验按照如下步骤进行：

a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；

b）以1I5（A）电流恒流充电至任一锂电池单体电压达到企业技术条件中规定的充电终止电压的2倍或者过充量达到初始容量的100%停止充电；

c）观察1h。

短路

短路试验按照如下步骤进行：

a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；

b）将锂电池单元组/单体经外部短路10min，外部线路电阻100mΩ；

c）观察1h。

跌落

跌落试验按照如下步骤进行：

a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；

b）锂电池单元组/单体端子向下从1.5m高度处自由跌落到水泥地面上；

c）观察1h。

加热

加热试验按照如下步骤进行：

a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；

b）将锂电池单元组/单体放入温度箱,温度箱按照5℃/min的速率升温至130℃±2℃，并保持此温度30min；

c）观察1h。

环境

抗低压

锂电池单元组/单体放置于真空箱室，抽真空至11.6kPa或更低，在室温下保持360min，电池组应符合4.1.6.1的规定。

恒定湿热

锂电池单元组/单体按5.3.4方法充满电后，将其放入60℃±2℃、相对湿度为90%～95%的恒温恒湿箱中静置12h后，再将其取出在室温下静置2h，目测其外观，再以1.0I5A电流放电至终止电压，应符合4.1.6.2的规定。

冷热冲击

锂电池单元组/单体按5.3.4方法充电后，放入温度为75±2℃的环境中存储至少6小时，接着在温度为-40±2℃的环境中存储6小时。

极端温度变化的时间间隔最长为30分钟。

重复上述过程10次，然后将样品在温度为25±5℃的环境中放置24小时。

应符合4.1.6.3的规定。

15.3　锂电池模块试验

测试用锂电池模块样品应满足如下条件：

——总电压不低于锂电池单体电压的5倍；

——额定容量应为储能用锂离子锂电池系统标称容量。

外观

在良好的光线条件下，用目测法检查锂电池模块的外观。

极性

用电压表检测锂电池模块的极性。

外形尺寸

用量具测量锂电池模块的外形尺寸。

锂电池模块充电

室温下，锂电池模块先以1I5（A）电流放电至任一锂电池单体电压低于放电终止电压。

搁置60min（或企业提供的不高于60min的搁置时间），然后按企业提供的充电方法进行充电。

若企业未提供充电方法，则依据以下方法充电：

以1I5（A）电流恒流充电至锂电池模块电压达企业技术条件中规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电终止电流降至一定电流0.1I5（A）时停止充电,若充电过程中有锂电池单体电压超过充电终止电压0.1V时停止充电。

充电后搁置60min（或企业提供的不高于60min的搁置时间）。

室温放电容量

按照如下步骤测试室温放电容量：

a）锂电池模块按5.3.4方法充电；

b）室温下，锂电池模块以1I5（A）电流放电至任一锂电池单体电压或模块整体电压低于放电终止电压；

c）计算放电容量（以Ah计）；

d）重复步骤a）-c）5次，当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%，可提前结束试验，取最后3次试验结果平均值。

室温倍率放电性能

室温倍率放电性能按照如下步骤进行：

a）锂电池模块按5.3.4方法充电；

b）室温下,锂电池模块以15I5（A）电流放电，直至任意一个单体电压或模块整体电压达到放电终止电压时停止放电；

c）计算放电容量（以Ah计）

低温放电容量

低温放电容量试验按照如下步骤进行：

a）锂电池模块按5.3.4方法充电；

b）锂电池模块在-20℃±2℃下搁置24h；

c）锂电池模块在-20℃±2℃下，以1I5（A）电流放电至任一锂电池单体电压或模块整体电压低于室温放电终止电压或企业提供的放电终止电压（该电压值不低于室温放电终止电压的80%）；

d）计算放电容量（以Ah计）。

高温放电容量

高温放电容量试验按照如下步骤进行：

a）锂电池模块按5.3.4方法充电；

b）锂电池模块在55℃±2℃下搁置5h；

c）锂电池模块在55℃±2℃下，以1I5（A）电流放电至任一锂电池单体电压或模块整体电压低于室温放电终止电压；

d）计算放电容量（以Ah计）。

室温荷电保持及容量恢复能力

室温荷电保持与容量恢复能力试验按照如下步骤进行：

a）锂电池模块按5.3.4方法充电；

b）锂电池模块在25℃±5℃下储存28天；

e）室温下，锂电池模块以1I5（A）电流放电至任一锂电池单体电压或模块整体电压低于放电终止电压时停止试验；

c）计算荷电保持容量（以Ah计）；

d）锂电池模块再按5.3.4方法充电；

f）室温下，锂电池模块以1I5（A）电流放电至任一锂电池单体电压或模块整体电压低于放电终止电压时停止试验；

e）计算恢复容量（以Ah计）。

能量效率

按照如下步骤测试能量效率：

a）锂电池模块按5.2.4方法充电；

b）室温下，锂电池以1I5（A）电流放电，直到放电至企业技术条件中规定的放电终止电压；

c）计算能量效率（以%计）；

d）锂电池模块能量效率不低于90%。

耐振动

耐振动试验按照如下步骤进行：

a）锂电池模块按5.3.4方法充电；

b）将锂电池模块紧固到振动试验台上。

以1Hz/min速度从10Hz扫描振动至55Hz，再从55Hz以1Hz/min速度扫描振动至10Hz按下述方法进行线性扫频振动试验，往复扫描一次。

——振动方向：

三个相互垂直方向各扫频振动一次；

——振动频率：

10～55Hz；

——振幅：

0.8mm；

——最大加速度：

30m/s2；

c）振动试验过程中，观察有无异常现象出现。

循环寿命（80%DOD）

循环寿命试验按照如下步骤进行：

a）锂电池模块按5.3.4方法充电，直到荷电量达到额定容量的90%或者充电终止电压；

b）锂电池模块以I5（A）电流放电，直到荷电量达到额定容量的10%或者放电终止电压；

c）锂电池模块按a）～b）步骤连续重复50次；

d）按5.3.5方法检查容量。

如果锂电池模块容量小于额定容量的80%终止试验；如果锂电池模块容量大于额定容量的80%，按a）～b）步骤连续重复50次；

e）重复步骤d）直至3500次；

一致性

锂电池模块按5.3.4方法充满电后，搁置30min，使用电压表测量电池组内各电池的静态开路电压，记录电压偏差，应符合4.2.11的规定。

绝缘电阻

用绝缘电阻测试仪直流500V的测试电压，对被测电池组正负极端子对电池组金属外壳进行测试，绝缘电阻测试结果应符合4.2.12的要求

安全性

抗碰撞

锂电池模块按5.3.4方法充满电后，承受X、Y、Z三个方向的碰撞试验。

初始3ms内平均加速度应不小于75g，峰值加速度在125g~175g之间，碰撞次数为3次。

加热

加热试验按照如下步骤进行：

a）锂电池模块按5.3.4方法充电；

b）将锂电池模块放入温度箱；温度箱按照5℃/min的速率升温至130℃±2℃，并保持此温度30min；

c）观察1h。

加速寿命测试

加速寿命试验按照如下步骤进行：

a）锂电池模块在40℃±2℃下以5I5（A）充电至充电限制电压转恒压充电，至充电终止电流降至一定电流0.5I5（A）时停止充电,若充电过程中有锂电池单体电压超过充电终止电压0.1V时停止充电。

充电后搁置10min；

b）锂电池模块在40℃±2℃下以5I5（A）放电至任一锂电池单体电压低于室温放电终止电压或企业提供的放电终止电压，放电后搁置10min；

c）如果锂电池模块容量小于额定容量的90%终止试验。

如果锂电池模块容量大于额定容量的90%，按a）~b）步骤连续重复进行直至750次。

注：

加速寿命测试与循环寿命测试可根据需求选择其一进行。

抗扰度

静电放电（ESD）抗扰度

锂电池模块按GB/T17626.2—2006和4.2.16.2进行。

射频电磁场辐射抗扰度

锂电池模块按GB/T17626.3—2006和4.2.16.3进行。

电快速瞬变/脉冲群抗扰度

锂电池模块按GB/T17626.4—2008和4.2.16.4进行。

浪涌抗扰度

锂电池模块按GB/T17626.5—2008和4.2.16.5进行。

射频场感应的传导骚扰的抗扰度

锂电池模块按GB/T17626.6—2008和4.2.16.6进行。

发射

无线发射

锂电池模块按GB4824—2004中1组A类和4.2.17