《T_ZAS 2014-2022 储能用车用动力电池梯次利用技术要求》贯标培训资料-solarbe文库

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T_ZAS 2014-2022 储能用车用动力电池梯次利用技术要求贯标培训资料 ICS 29.220.01 CCS T 47 团体标准 T/ZAS 20142022 储能用车用动力电池梯次利用技术要求 Technical requirements for echelon utilization of vehicle power batteries for energy storage 2022 - 08 - 03 发布 2022 - 09 - 03 实施浙江省标准化协会发布 T/ZAS 20142022 II 目次前言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 基本要求 . 3 5 梯次电池产品要求 . 3 5.1 梯次电池单体 . 3 5.2 梯次电池模板 . 4 5.3 梯次电池簇 . 4 5.4 运输与储存 . 5 6 电池管理系统产品要求 . 5 6.1 基本要求 . 5 6.2 测量功能 . 5 6.3 计算功能 . 5 6.4 故障诊断功能 . 6 6.5 电池的保护功能 . 6 6.6 数据存储功能 . 6 7 运行维护要求 . 6 7.1 远程监控 . 6 7.2 现场巡视 . 6 7.3 异常处理 . 6 附录 A（资料性）梯次电池簇一致性安全评估表 . 7 附录 B（资料性）现场巡检项目 . 9 1 T/ZAS 20142022 储能用车用动力电池梯次利用技术要求 1 范围本文件规定了储能用车用动力电池梯次利用的基本要求、梯次电池产品要求、电池管理系统产品要求以及运行维护要求。本文件适用于储能用车用动力电池中磷酸铁锂离子电池的梯次利用。 2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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 195962017 电动汽车术语 GB/T 34015.32021 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/T 341312017 电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范 GB/T 362762018 电力储能用锂离子电池 GB/T 365582018 电力系统电化学储能系统通用技术条件 3 术语和定义 GB/T 34015.3 2021、 GB/T 365582018 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 梯次利用 echelon use 车用动力电池退役后，整体或经过拆解、分类、检测、重组与装配等相关工艺，能够以电池包或模块或单体的形式再次应用到包括但不限于基站备电、储能、低速动力等相关目标领域的过程。 [来源 GB∕T 34015.32021,3.1] 3.2 梯次电池单体 echelon used battery cell 车用动力电池退役后，拆解成的实现化学能和电能相互转化的基本单元，由正极、负极、隔膜、电解质、壳体和端子等组成。 [来源 GB/T 362762018,3.1.1 ，有修改 ] 3.3 梯次电池模块 echelon used battery module 由梯次电池单体采用串联、并联或串并联连接方式，且只有一对正负极输出端子的电池组合体。梯次电池模块还宜包括外壳、管理与保护装置等部件。 [来源 GB/T 362762018,3.1.2 ，有修改 ] 3.4 梯次电池簇 echelon used battery cluster 由梯次电池模块采用串联、并联或串并联连接方式，且与储能变流器及附属设施连接后实现独立运行的电池组合体。梯次电池簇还宜包括电池管理系统、监测和保护电路、电气和通讯接口等部件。 [来源 GB/T 362762018,3.1.3 ，有修改 ] 3.5 电池管理系统 battery management system 2 T/ZAS 20142022 监测电池的电压、电流、温度等参数信息，并对电池的状态进行管理和控制的装置。 [来源 GB/T 362762018, 3.1.4] 3.6 额定充电能量 rated charging energy 在规定试验条件和试验方法下，初始化放电的电池以额定充电功率充电至充电终止电压时的充电容量。 [来源 GB/T 362762018, 3.1.13] 3.7 额定放电能量 rated discharging energy 在规定试验条件和试验方法下，初始化充电的电池以额定放电功率放电至放电终止电压时的放电容量。 [来源 GB/T 362762018, 3.1.14] 3.8 初始充电能量 initial charging energy 电池在规定试验条件和试验方法下测得的充电能量。 [来源 GB/T 362762018, 3.1.17] 3.9 初始放电能量 initial discharging energy 电池在规定试验条件和试验方法下测得的放电能量。 [来源 GB/T 362762018, 3.1.18] 3.10 能量效率 retention rate of energy 在规定试验条件和试验方法下，电池的放电能量与充电能量的比值，用百分数表示。 [来源 GB/T 362762018, 3.1.21] 3.11 能量保持率 retention rate of energy 在规定试验条件和试验方法下，电池的充电能量、放电能量分别与初始充电能量、初始放电能量的比值，用百分数表示。 [来源 GB/T 362762018, 3.1.23] 3.12 能量恢复率 recovery rate of energy 电池储存后，在规定试验条件和试验方法下测得的充电能量、放电能量分别与初始充电能量、初始放电能量的比值，用百分数表示。 [来源 GB/T 362762018, 3.1.24] 4 基本要求储能用车用动力电池梯次利用应符合以下规定 a 符合 GB/T 34015.32021 中 4.1、 4.2 的要求，基本信息检查与登记见 GB/T 34015.32021 中 4.3； b 配合电池管理系统，且电池管理系统应符合 GB/T 341312017 的要求； c 具备远程监控系统。监控系统应具备实时监控、报警提示、历史数据查询等功能； d 同一储能单元优先选用同厂家、同类型、同容量、同批次的动力电池； e 优先应用于用户侧储能； f 优先应用于额定功率不大于 5 MW 的小型电化学储能系统；应用于额定功率大于 5 MW 的中大型电化学储能系统时，应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估。 3 T/ZAS 20142022 5 梯次电池产品要求 1. 梯次电池单体 1. 类型要求储能用车用动力电池梯次利用应选用磷酸铁锂离子电池。 2. 文件要求储能用车用动力电池梯次利用的原电池单体型号应具有符合 GB/T 362762018 要求的型式试验报告。 3. 外观要求电池单体正负极无锈蚀，极性正确、清晰，其外观不应有泄漏、破损、腐蚀，表面应平整，无外伤、无污物。 4. 能量保持与能量效率要求按 GB/T 362762018 中 A.2.4试验方法，电池单体的能量保持率不应小于 70，且能量效率不小于 90。 5. 循环性能按 GB/T 362762018 中 A.2.11.1试验方法，电池单体进行循环寿命试验，循环次数达到 500次时，电池单体的能量保持率不小于 60。 6. 安全要求 1. 过充电将电池单体充电池电压达到充电终止电压的 1.5倍或时间达到 1 h，不应起火、爆炸。 2. 过放电将电池单体放电至时间达到 90 mins或任一电池单体电压达到 0 V,不应起火、爆炸。 3. 短路将电池单体正、负极经外部短路 10 mins，不应起火、爆炸。 4. 挤压将电池单体挤压至变形量达到 30或挤压力达到（ 13±0.78 ） kN，不应起火、爆炸。 2. 梯次电池模块 1. 外观要求梯次电池模块正负极无锈蚀，极性正确、清晰，外壳应完好 ,不应有开裂、漏液、火烧、水浸、腐蚀等痕迹，表面应平整、干燥、无外伤。 2. 标识要求在梯次电池模块的醒目部位应有下列标志 a 制造厂名或商标； b 产品名称与型号； c 标称电压与当前的额定容量； d 正负极性标志； e 制造日期及批号； 4 T/ZAS 20142022 f 最大工作电流； g 梯次利用电池标志。 3. 能量保持与能量效率要求按 GB/T 362762018 中 A.3.4试验方法，梯次电池模块的能量保持率不应小于 70，且能量效率不小于 93。 4. 循环性能按 GB/T 362762018 中 A.3.12.1试验方法，梯次电池模块循环性能符合下列要求 a 在 0.5 C 倍率的充电条件下，循环次数达到 500 次时，充电能量保持率不小于 60； b 在 0.5 C 倍率的放电条件下，循环次数达到 500 次时，放电能量保持率不小于 60。 5. 能量恢复要求按 GB/T 362762018 中 A.3.8.1试验方法，梯次电池模块能量恢复能力符合下列要求 a 充电能量恢复率不应小于 92； b 放电能量恢复率不应小于 92。 6. 绝缘阻抗按照标称电压计算，梯次电池模块正极与外部裸露可导电部分之间，梯次电池模块负极与外部裸露可导电部分之间，绝缘电阻均不应小于 1000 Ω/V 。 7. 安全要求 1. 跌落将梯次电池模块的正极或负极端子朝下，从 1.2 m高处自由跌落到水泥地面上 1次 ,不应起火、爆炸。 2. 盐雾与高温高湿 1. 在海洋性气候条件下应用的梯次电池模块应满足盐雾性能的要求，按 GB/T 362762018 中 A.3.18.1 试验方法，在喷雾 -贮存循环条件下，不应起火、爆炸、漏液，外壳应无破裂现象。 2.在非海洋性气候条件下应用的梯次电池模块应满足高温高湿性能的要求，按 GB/T 36276 2018 中 A.3.18.2 试验方法，在高温高湿贮存条件下，不应起火、爆炸、漏液，外壳应无破裂现象。 3. 梯次电池簇 1. 单体电压一致性要求梯次电池簇以额定功率充满后静置 30 mins，簇内单体静态开路电压最大值、最小值与平均值的差值应分别不超过 300 mV。记录最大值、最小值、平均值及计算差值（见附录 A）。 2. 单体内阻一致性要求梯次电池簇成组集成时，簇内单体内阻最大值与内阻最小值的差与内阻平均值的比值应不大于 5。记录最大值、最小值、平均值及计算差值（见附录 A）。 3. 单体能量一致性要求梯次电池簇成组集成时，簇内单体能量最大值与能量最小值的差与能量平均值的比值应不大于 10。记录最大值、最小值、平均值及计算差值（见附录 A）。 4. 电压要求梯次电池簇总电压不宜超过 1000 V。 5. 并联要求 5 T/ZAS 20142022 梯次电池簇电压小于等于 60 V时，单体并联数量小于等于 4；电压大于 60 V时，并联数量小于等于 2。 6. 充放电要求梯次利用电池簇电压小于等于 60 V时，储能系统最大充放电电流小于等于 I4；电压大于 60 V时，并联数量小于等于 2,储能系统最大充放电电流小于等于 I2。注 I4为 4 h率放电电流，单位为安 [培 ]（ A） ; I2为 2 h率放电电流，单位为安 [培 ]（ A）。 7. 绝缘阻抗按照标称电压计算，梯次电池簇正极与外部裸露可导电部分之间，梯次电池簇负极与外部裸露可导电部分之间，绝缘电阻均不应小于 1000 Ω/V 。 5.4 运输与储存产品的运输与储存应按 GB/T 36276中 7.3与 7.4中的规定进行。 6 电池管理系统产品要求 1. 基本要求储能用车用动力电池梯次利用应配置具备完备的测量、计算、故障诊断、保护、数据存储功能的电池管理系统。 2. 测量功能电池管理系统应能实时测量梯次电池簇的电和热相关的数据，应包括梯次电池单体电压、梯次电池模块温度、串联回路电流、绝缘电阻等参数。各状态参数测量精度符合下列规定 a 电流采样分辨率宜结合电池能量和充放电电流确定，测量误差应不大于 ±0.2 ,采样周期应不大于 50 ms； b 单体电压测量误差应不大于 ±0.3 ，采样周期应不大于 200 ms； c 温度采样分辨率应不大于 1 ℃ ，测量误差不大于 ±2 ℃ ，采样周期不大于 5 s。 3. 计算功能电池管理系统应能够估算电池的荷电状态（ SOC），充电、放电能量值（ Wh），最大充电电流，最大放电电流等状态参数。荷电状态的估算误差应不大于 ± 5，电池电量状态（ SOE）估算精度应不大于 ±8 ，更新周期不大于 3 s；电能量计算误差应不大于 3，计算更新周期不应大于 3 s。 4. 故障诊断功能电池管理系统应能够监测梯次电池的运行状态，诊断梯次电池或电池管理系统本体的异常运行状态，上送相关告警信号至监控系统和储能变流器。 5. 电池的保护功能电池管理系统应能就地和远程对梯次电池运行参数、报警、保护定值进行设置，并应具备梯次电池的保护功能，能发出告警信号或跳闸指令，实施就地故障隔离。 6. 数据存储功能 1. 存储功能电池管理系统应能在线存储不少于 180天的信息，在充放电状态下存储周期不大于 30 s，在静置状态下存储周期不大于 60 s，宜采用队列方式储存。 2. 事件记录功能 6 T/ZAS 20142022 电池管理系统应能存储不少于 5000条事件。记录的数据信息包括但不限于运行参数的修改、告警信息、保护动作、充电和放电开始 /结束时间等。 6.6.3 故障录波功能电池管理系统宜有故障录波功能，能够对故障前后的状态量有效记录，电压、电流量记录周期不大于 1s，温度量记录周期不大于 5 s，记录时间不宜少于 3 mins。 7 运行维护要求 1. 远程监控 1.储能用车用动力电池梯次利用的电池管理系统应接入监控系统。监控系统应能接收并显示电池管理系统上传的电压、电流、荷电状态、功率、温度及异常告警等信息。 2.远程监视的数据至少包括电池管理系统数据和环境数据等。监视重点是运行异常、故障报警数据和预警数据。 2. 现场巡视 1.巡视检查分为日常巡视和特殊巡视。特殊日期（节假日前、后等）、特殊天气（极寒、极热等）、特殊工况（突发用户停产、断电等）及发生异常或故障期间进行特殊巡视。 2. 现场运行巡视应形成工作记录归档保存，现场巡检项目记录内容见附录 B。 3. 异常处理异常运行应及时对故障进行处理 a 当运行人员发现设备异常运行时应及时上报运维管理方，联系相关人员解决； b 当运行人员发现设备故障时，应立即停运故障设备并上报运维管理方，联系相关人员解决； c 当梯次电池簇发生冒烟、起火等严重故障时，运行人员应立即联系消防部门，停机储能系统，应立即切断全部电气连接，疏散周边人员并启动灭火系统。 7 T/ZAS 20142022 附录 A （资料性）梯次电池簇一致性安全评估表梯次电池簇一致性安全评估表见表 A.1。表 A.1 梯次电池簇一致性安全评估表原电池信息电池类型原电池单体型号原电池单体规格标称电压 V 额定充电功率 kW 额定放电功率 kW 额定充电能量 kWh 额定放电能量 kWh 梯次电池产品信息梯次电池单体规格标称电压 V 额定充电功率 W 额定放电功率 W 额定充电能量 Wh 额定放电能量 Wh 充电截止电压 V 放电截止电压 V 梯次电池模块内单体串并联方式并串梯次电池模块规格标称电压 V 额定充电功率 kW 额定放电功率 kW 额定充电能量 kWh 额定放电能量 kWh 梯次电池簇内模块串并联方式并串梯次电池簇规格标称电压 V 额定充电功率 kW 额定放电功率 kW 额定充电能量 kWh 额定放电能量 kWh T/ZAS 20142022 表 A.1 梯次电池簇一致性安全评估表（续）一致性评估项目在 25℃±5℃ 环境中，梯次电池簇以额定功率充满后静置 30 min，测量电池簇内各单体静态开路电压，进行单体电压一致性计算单体电压一致性单体电压最大值（ mV）单体电压最小值（ mV）单体电压平均值（ mV）单体电压最大值 -单体电压平均值（ mV）单体电压平均值 -单体电压最小值（ mV）在 25 ℃±5 ℃ 环境中，梯次电池簇成组集成时，使用内阻仪测量电池簇内各单体的内阻，根据同簇内梯次电池单体内阻最大值与最小值的差和内阻平均值的比值，进行一致性计算单体内阻一致性单体内阻最大值（ mΩ ）单体内阻最小值（ mΩ ）单体内阻平均值（ mΩ ）单体内阻一致性（）在 25℃±5℃ 环境中，梯次电池簇成组集成时，按 GB/T 362762018 中 A.2.4 试验方法测试电池簇内各单体的能量，根据同簇内梯次电池单体能量最大值与最小值的差和能量平均值的比值，进行一致性计算单体充电能量一致性单体充电能量最大值（ Wh）单体充电能量最小值（ Wh）单体充电能量平均值（ Wh）单体充电能量一致性（）单体放电能量一致性单体放电能量最大值（ Wh）单体放电能量最小值（ Wh）单体放电能量平均值（ Wh）单体放电能量一致性（） 8 T/ZAS 20142022 附录 B （资料性）现场巡检项目现场巡检项目见表 B.1。表 B.1 现场巡检项目序号项目要求 1 电池 1 设备运行编号标识、铭牌齐全，清晰可识别； 2 无异常烟雾、振动和声响； 3 电池系统主回路、二次回路各连接处连接可靠，无锈蚀、积灰、凝露等现象； 4 电池外观完好无破损、膨胀、变形、漏液等现象； 5 电池无短路，接地正常。 2 电池管理系统 1 电池电压、温度采集线连接可靠，采集单元运行正常； 2 参数显示正常，电池电压、温度在合格范围内； 3 无告警信号，装置指示灯显示正常； 4 熔断器正常。 3 电池架 1 电池架接地完好，接地点无锈蚀松动现象； 2 电池架外观完好无变形。 4 电池室或电池仓 1 电池室或电池仓外观、结构完好； 2 电池室或电池仓内温度、湿度应在电池正常运行范围内。 5 其他 1 空调、通风等温度调节设备运行正常； 2 照明设备完好，室内无异味； 3 电池室或电池仓防小动物措施完好。 9