2018電力儲(chǔ)能系統(tǒng)用二次鋰離子單體電池和電池系統(tǒng)性能要求

IIII電力儲(chǔ)能系統(tǒng)用二次鋰離子單體電池和電池系統(tǒng)性能要求目??次前言 IV范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語(yǔ)和定義 1符號(hào) 3電池性能評(píng)價(jià) 3要求 3單體電池性能要求 3電池系統(tǒng)性能要求 4試驗(yàn)方法 4試驗(yàn)條件 4單體電池性能試驗(yàn) 5電池系統(tǒng)性能試驗(yàn) 8檢驗(yàn)規(guī)則 10檢驗(yàn)分類、檢驗(yàn)項(xiàng)目、要求和樣品數(shù)量 10型式試驗(yàn) 11III電力儲(chǔ)能系統(tǒng)用二次鋰離子單體電池和電池系統(tǒng)的性能要求范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電力儲(chǔ)能系統(tǒng)用二次鋰離子單體電池和電池系統(tǒng)的性能要求和測(cè)試方法。規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T31486-2015電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池電性能要求及試驗(yàn)方法IEC62620工業(yè)應(yīng)用大容量二次堿性或非酸性電解液電池—性能要求術(shù)語(yǔ)和定義GB/T2900.41中界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1單體電池cell3.2電池并聯(lián)模塊cellblock電池單體電池通過(guò)并聯(lián)而形成的組合,可以帶有或不帶電池監(jiān)控及保護(hù)裝置。3.3電池模組batterymodule單體電池通過(guò)串并聯(lián)而形成的組合，可以帶有或不帶電池監(jiān)控及保護(hù)裝置。3.4電池系統(tǒng)batterysystem3.5電池管理系統(tǒng)/電池管理單元BMS/BMU3.61標(biāo)稱電壓nominalvoltage用于表示單體電池或電池電壓的適宜的平均值，單位為伏特（V）注1：?jiǎn)误w電池或電池廠家可提供標(biāo)稱電壓。注2：n串電池組的標(biāo)稱電壓等于單體電池標(biāo)稱電壓的n倍。3.7額定容量ratedcapacity3.8充電上限電壓upperlimitchargingvoltage基于安全性的角度出發(fā)，單體電池或電池系統(tǒng)可以容許的、充電時(shí)電壓上限。3.9放電下限電壓lowerlimitdischargingvoltage基于安全性角度出發(fā)，單體電池或電池系統(tǒng)可以容許的放電電壓下限。3.10最大充電電流maximumchargingcurrent基于安全性或可靠性的角度出發(fā)，單體電池或電池系統(tǒng)可以容許的最大的充電電流。充電過(guò)程中，充電電流不允許超過(guò)這個(gè)值。3.11最大放電電流maximumdischargingcurrent基于安全性或可靠性的角度出發(fā)，單體電池或電池系統(tǒng)可以容許的最大的放電電流。放電過(guò)程中，放電電流不允許超過(guò)這個(gè)值。3.12終止電壓cut-offvoltage電池放電或充電時(shí)，所規(guī)定的最低放電電壓或最高的充電電壓。3.13最高工作溫度upperoperatingtemperature電池放電或充電時(shí)，所規(guī)定的最高的工作溫度值。3.14最低工作溫度loweroperatingtemperature電池放電或充電時(shí)，所規(guī)定的最低的工作溫度值。3.15放電倍率dischargerate2表示放電快慢的一種量度。電池的容量1小時(shí)放電完畢，稱為1C放電；5小時(shí)放電完畢，則成為C/5或0.2C5(A)放電。3.16荷電保持能力chargeretention完全充電的電池在一定溫度下儲(chǔ)存一定時(shí)間后，剩余容量與初始容量之比。3.17容量恢復(fù)能力capacityrecovery完全充電的電池在一定溫度下儲(chǔ)存一定時(shí)間后，再完全充電，其后放電容量與初始容量之比。符號(hào)下列符號(hào)適用于本文件。Cn——n小時(shí)率額定容量（Ah）It——電池充放電電流值，采用公式ItACnAh/1h表達(dá)E——最高放電倍率1CH——最高放電倍率>1C注：Cn用是制造商聲明的電池額定容量，n是制造商聲明的額定容量的放電時(shí)間。對(duì)于E與H倍率型的單體電池或電池系統(tǒng)，n是5。電池性能評(píng)價(jià)要求1。表1單體電池性能要求序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)方法及條號(hào)要求1室溫放電容量7.2.2單體電池放出的容量應(yīng)不少于表1指定的指標(biāo)2低溫放電容量7.2.3單體電池放出的容量應(yīng)不少于表2指定的指標(biāo)3室溫倍率放電性能7.2.4單體電池放出的容量應(yīng)不少于表3指定的指標(biāo)4室溫倍率充電性能7.2.5單體電池放出的容量應(yīng)不少于表4指定的指標(biāo)5室溫循環(huán)壽命7.2.6單體電池放出的容量應(yīng)不少于表5指定的指標(biāo)36室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力7.2.7單體電池荷電保持容量應(yīng)不少于初始容量的90%7高溫荷電保持與容量恢復(fù)能力7.2.8單體電池荷電保持容量不少于85%，單體電池恢復(fù)容量不少于初始容量的90%2。表2電池系統(tǒng)性能要求序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)方法及條號(hào)要求1室溫放電容量7.3.2電池系統(tǒng)放出的容量應(yīng)不少于表6指定的指標(biāo)2低溫放電容量7.3.3電池系統(tǒng)放出的容量應(yīng)不少于表7指定的指標(biāo)3室溫倍率放電性能7.3.4電池系統(tǒng)放出的容量應(yīng)不少于表8指定的指標(biāo)4室溫倍率充電性能7.3.5電池系統(tǒng)放出的容量應(yīng)不少于表9指定的指標(biāo)5室溫循環(huán)壽命7.3.6電池系統(tǒng)放出的容量應(yīng)不少于表10指定的指標(biāo)6室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力7.3.7電池系統(tǒng)荷電保持容量不少于85%，電池系統(tǒng)恢復(fù)容量不少于初始容量的90%7高溫荷電保持與容量恢復(fù)能力7.3.8電池系統(tǒng)荷電保持容量不少于85%，電池系統(tǒng)恢復(fù)容量不少于初始容量的90%試驗(yàn)方法試驗(yàn)條件環(huán)境條件25°C±5°C相對(duì)溫度為15%~90%，大氣壓力為86kPa~106kPa的環(huán)境中進(jìn)行。本標(biāo)準(zhǔn)所提到的室溫，是指25°C±2°C。測(cè)量?jī)x器、儀表準(zhǔn)確度測(cè)量?jī)x器、儀表準(zhǔn)確度應(yīng)滿足以下要求：——電壓測(cè)量裝置：± 0.5%；——電流測(cè)量裝置：± 1%；——溫度測(cè)量裝置：± 0.5°C；——時(shí)間測(cè)量裝置：± 0.1%；——尺寸測(cè)量裝置：± 0.1%；——質(zhì)量測(cè)量裝置：± 0.1%4單體電池充電室溫下，單體電池先以0.2C5(A)電流放電至制造商技術(shù)條件中規(guī)定的放電終止電壓，擱置1h（或制造商提供的不大于1h擱置時(shí)間），然后按制造商提供的充電方法進(jìn)行充電。若制造商未提供充電方法，則依據(jù)以下方法進(jìn)行充電：以0.2C5(A)電流充電至制造商技術(shù)條件中規(guī)定的充電終止電壓時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.05C5(A)時(shí)停止充電，充電后擱置1h（或制造商提供的不大于1h擱置時(shí)間）。電池系統(tǒng)充電室溫下，單體電池先以0.2C5(A)電流放電至制造商技術(shù)條件中規(guī)定的放電終止電壓，擱置1h（或制造商提供的不大于1h擱置時(shí)間），然后按制造商提供的充電方法進(jìn)行充電。若制造商未提供充電方法，則依據(jù)以下方法進(jìn)行充電：以0.2C5(A)電流充電至制造商技術(shù)條件中規(guī)定的充電終止電壓時(shí)轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.05C5(A)時(shí)停止充電，若充電過(guò)程中有單體電池電壓超過(guò)充電終止電壓時(shí)則停止充電。充電后擱置1h（或制造商提供的不大于1h擱置時(shí)間）。單體電池性能試驗(yàn)一般條件所有性能試驗(yàn)均在有充分安全保護(hù)的環(huán)境條件下進(jìn)行。如果測(cè)試對(duì)象有附加主動(dòng)保護(hù)線路或裝置，應(yīng)除去。室溫放電容量室溫放電容量測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：——單體電池按7.1.3方法充電；——將單體電池存放在25±2℃條件下，時(shí)間1-4小時(shí)，或電池1小時(shí)內(nèi)溫度變化小于±2K；——在25±2℃條件下將單體電池以表3指定的方法放電至制造商確定的放電截止電壓。表3室溫放電性能放電倍率放電倍率類型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah0.5C98%C5Ah1C98%C5Ah低溫放電容量低溫放電容量測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.31-4110°C0°C,-10°C20°C。410°C。列如-27°C的測(cè)試性能應(yīng)申報(bào)為-20°C5件獲得70%的電容在-30°C以0.25 (A放在-20°C以1.C5 (A放電在以5.C5 (A電則溫等判為-10C。表4低溫放電性能放電倍率放電倍率類型EH0.2C70%C5Ah70%C5Ah0.5C70%C5Ah1C70%C5Ah室溫倍率放電性能室溫倍率放電性能測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.325±21~425±25Imax為申請(qǐng)測(cè)試的電池充電或放電電流，由電池制造商申請(qǐng)測(cè)試時(shí)提前確認(rèn)。表5室溫倍率放電放電倍率放電倍率類型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah0.5C98%C5Ah1C98%C5AhImax1C>Imax≥0.5C90%C5AhImax≥1C90%C5Ah室溫倍率充電性能室溫倍率充電性能測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.325±21~4在2±0.C525±21~425±25在2±0.250.25Imax為申請(qǐng)測(cè)試的電池充電或放電電流，由電池制造商申請(qǐng)測(cè)試時(shí)提前確認(rèn)。表6 室溫倍率充電充電倍率放電倍率類型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah60.5C90%C5Ah1C90%C5AhImax1C>Imax≥0.5C(85%C5Ah)Imax≥1C(85%C5Ah)室溫循環(huán)壽命室溫循環(huán)壽命測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.325±27表7室溫循環(huán)壽命充放電倍率充放電倍率類型充放電次數(shù)95%C5Ah90%C5Ah80%C5Ah0.5CE500100020001.0CH75015003000室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.32±2280.2C5按照7.1324小時(shí)后以0.2525±21不能超過(guò)4小時(shí)。最后在2±20.2C5恒流放電或制造商宣稱的放電模式進(jìn)行放電，直至電壓降至終止電壓。測(cè)得容量恢復(fù)能力（放電容量/初始容量）。高溫荷電保持與容量恢復(fù)能力室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.355±270.2C50.2C525±21425±20.2C5電池系統(tǒng)性能試驗(yàn)一般條件所有性能試驗(yàn)均在有充分安全保護(hù)的環(huán)境條件下進(jìn)行。如果測(cè)試對(duì)象有附加主動(dòng)保護(hù)線路或裝置，應(yīng)除去。7室溫放電容量室溫放電容量測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.425±216125±28表8室溫放電性能放電倍率放電倍率類型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah0.5C95%C5Ah1C95%C5Ah低溫放電容量低溫放電容量測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.416110°C0°C,-10°C20°C；910°C。列如-27°C的測(cè)試性能應(yīng)申報(bào)為-20°C件下獲得7030°C以0.C(A2°C以1.05(A1°C以5.C(A1°C。表9低溫放電性能放電倍率放電倍率類型EH0.2C70%C5Ah70%C5Ah0.5C70%C5Ah1C70%C5Ah室溫倍率放電性能室溫倍率放電性能測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.425±28125±210Imax為申請(qǐng)測(cè)試的電池充電或放電電流，由電池制造商申請(qǐng)測(cè)試時(shí)提前確認(rèn)。表10室溫倍率放電8放電倍率放電倍率類型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah0.5C98%C5Ah1C98%C5AhImax1C>Imax≥0.5C90%C5AhImax≥1C90%C5Ah室溫倍率充電性能室溫倍率充電性能測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.425±281在2±20.2525±21425±2112±0.C50.C5Imax為申請(qǐng)測(cè)試的電池充電或放電電流，由電池制造商申請(qǐng)測(cè)試時(shí)提前確認(rèn)。表11室溫倍率充電充電倍率放電倍率類型EH0.2C100%C5Ah100%C5Ah0.5C90%C5Ah1C90%C5AhImax1C>Imax≥0.5C(85%C5Ah)Imax≥1C(85%C5Ah)室溫循環(huán)壽命室溫循環(huán)壽命測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.425±212表12室溫循環(huán)壽命充放電倍率充放電倍率類型充放電次數(shù)95%C5Ah90%C5Ah80%C5Ah0.5CE500100020001.0CH75015003000室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力9室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.42±2280.25按照7..4，將電池系統(tǒng)充滿電，24小時(shí)后以0.25恒流放電或制造商宣稱的放電模式進(jìn)行25±216或電池在連續(xù)1小時(shí)內(nèi)溫度變化小于±2K。最后在252℃條件下，將電池系統(tǒng)以0.C5恒流（放電容量/初始容量）。高溫荷電保持與容量恢復(fù)能力室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力測(cè)試按照如下步驟進(jìn)行：7.1.4將電池系統(tǒng)存儲(chǔ)在55±2℃條件下7天，然后以0.C5恒流放電或制造商宣稱的放電模式進(jìn)行放電，直至電壓降至終止電壓，測(cè)得高溫荷電保持（放電容量/初始容量）；按照7.14將電池系統(tǒng)充滿電，24小時(shí)后以0.C5恒流放電或制造商宣稱的放電模式進(jìn)行放25±216電池在連續(xù)1小時(shí)內(nèi)溫度變化小于±2K。最后在25±2℃條件下，將電池系統(tǒng)以0.25恒流放（放電容量/初始容量）。檢驗(yàn)規(guī)則檢驗(yàn)分類、檢驗(yàn)項(xiàng)目、要求和樣品數(shù)量檢驗(yàn)分類檢驗(yàn)為型式試驗(yàn)。檢驗(yàn)項(xiàng)目、要求和樣品數(shù)量檢驗(yàn)項(xiàng)目、要求和樣品數(shù)量見(jiàn)表13、表14。表13單體電池試驗(yàn)程序序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)方法及條號(hào)單體電池編號(hào)備注1室溫放電容量7.2.23個(gè)2低溫放電容量7.2.33個(gè)3室溫倍率放電性能7.2.43個(gè)4室溫倍率充電性能7.2.53個(gè)5室溫循環(huán)壽命7.2.63個(gè)6室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力7.2.73個(gè)2選17高溫荷電保持與容量恢復(fù)能力7.2.