2024風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)鈦酸鋰電池組技術(shù)規(guī)范

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)鈦酸鋰電池組技術(shù)規(guī)范II目 次前 言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1縮略語和符號 2縮略語 2符號 2技術(shù)要求 3環(huán)境條件 3外觀及標(biāo)識 3電池組選型設(shè)計要求 3電氣性能要求 4BMS要求 4試驗方法 5試驗條件 5測量儀表要求 5外觀及標(biāo)識 6充放電方法 6容量性能 6容量保持與容量恢復(fù)能力 7循環(huán)壽命 7電安全性 7電磁兼容性 8機(jī)械安全性能 8BMS測試方法 8檢驗規(guī)則 9檢驗分類 9出廠檢驗 9型式檢驗 10包裝、運(yùn)輸和儲存 108.1包裝 108.2運(yùn)輸 108.3儲存 10PAGEPAGE1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)鈦酸鋰電池組技術(shù)規(guī)范范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)鈦酸鋰電池組的技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)范、包裝、運(yùn)輸和貯存等要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)鈦酸鋰電池組（以下簡稱電池組），該電池組作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)儲備電源使用。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB38031-2020電動汽車用動力蓄電池安全要求GB/T38661-2020電動汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件GB/T17626.2-2018電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.5-2019電磁兼容試驗和測量技術(shù)浪涌（沖擊）抗擾度試驗GB/T36276-2023 電力儲能用鋰離子電池GB/T19596-2017 電動汽車術(shù)語GB/T2900.41 電工術(shù)語原電池和蓄電池GB/T20626.1-2017特殊環(huán)境條件高原電工電子產(chǎn)品第1部分：通用技術(shù)要求GB/T34131-2023 電力儲能用電池管理系統(tǒng)GB/T18451.1-2022風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計要求GB/T191-2008 包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志NB/T10439-2020 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不間斷電源應(yīng)用要求NB/T31018-2018 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電動變槳控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范YD/T3895-2021 通信用鈦酸鋰電池組術(shù)語和定義GB/T19596-2017與GB/T2900.41中的術(shù)語和定義適用于本文件。為便于使用以下重復(fù)列出GB/T19596-2017中的部分術(shù)語和定義。鈦酸鋰電池lithiumtitanatebattery以鈦酸鋰材料作為負(fù)極材料，可與正極材料錳酸鋰、三元材料分別組成錳系鈦酸鋰電池和三元系鈦酸鋰電池。電池模塊batterymodule由電池單體采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)連接方式，且只有一對正負(fù)極輸出端子的電池組合體，還宜包括外殼、管理與保護(hù)裝置等部件。電池管理系統(tǒng)batterymanagementsystem監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)信息，并對電池的狀態(tài)進(jìn)行管理和控制的裝置。鈦酸鋰電池組lithiumtitanatebatterypack由若干個電池模塊和電池管理系統(tǒng)組成。標(biāo)稱電壓nominalvoltage用于表示鈦酸鋰電池組電壓平均值的近似值，單位為伏特（V)。[GB/T19596-2017，定義3.3.3.8.1，有修改]終止電壓cut-offvoltage鈦酸鋰電池/電池組要求停止充電或放電的電壓。額定容量ratedcapacity在規(guī)定條件下測得的并由制造商標(biāo)明的電池容量值。注：額定容量通常由安時（Ah）或毫安時（mAh）來表示。[GB/T19596-2017，定義3.3.3.4.2]倍率放電ratedischarging電池以1h放電率電流值的倍數(shù)進(jìn)行放電。[GB/T19596-2017，定義3.3.3.1.6]容量保持率saverateofcapacity完全充滿電狀態(tài)下的電池組，存儲一定的時間后，在規(guī)定充放電條件下，電池組放出的可用容量與額定容量的比值，用百分?jǐn)?shù)表示。循環(huán)壽命c(diǎn)yclelife在規(guī)定條件下，鈦酸鋰電池組在特定性能失效之前所能完成的充放電循環(huán)次數(shù)。[GB/T19596-2017，定義3.3.3.12.1.1，有修改]過放電overdischarge電池完全放電后繼續(xù)放電。[GB/T19596-2017，定義3.3.3.1.8]過充電overcharge電池完全充電后繼續(xù)充電。[GB/T19596-2017，定義3.3.3.2.4]縮略語和符號縮略語下列縮略語適用于本文件。BMS：電池管理系統(tǒng)（BatteryManagementSystem）。符號下列符號適用于本文件：C1：1h率額定容量，單位Ah。I1h1C。PAGEPAGE3技術(shù)要求電池組在滿足《電力儲能用鋰離子電池》（GB/T36276）的基礎(chǔ)上，還應(yīng)符合本文件的以下要求。環(huán)境條件一般要求電池組的工作環(huán)境應(yīng)無腐蝕性、爆炸性和破壞絕緣的氣體及導(dǎo)電塵埃，并遠(yuǎn)離高熱源。溫度范圍工作溫度范圍：-30℃～55℃；生存溫度范圍：-40℃～60℃。相對濕度范圍工作相對濕度范圍：≤90%(25℃±2℃)；生存濕度范圍：≤95%(45℃±2℃)。大氣壓強(qiáng)大氣壓強(qiáng)范圍為：70kPa～106kPa。大氣壓強(qiáng)小于70kPa時，建議依據(jù)GB/T20626.1-2017中的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計、生產(chǎn)。外觀及標(biāo)識外觀電池組外觀應(yīng)符合以下要求：電池組表面應(yīng)清潔，無明顯變形，無機(jī)械損傷，接口觸點(diǎn)無銹蝕；電池組表面應(yīng)有必需的產(chǎn)品標(biāo)識，且標(biāo)識清楚；電池組的正、負(fù)極端子及極性應(yīng)有明顯標(biāo)記，便于連接；電池組的電源接口、通訊（或告警）接口、按鍵應(yīng)有明確標(biāo)識。標(biāo)識電池組中文標(biāo)志內(nèi)容應(yīng)包括且不限于：產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品型號（包含標(biāo)稱容量、標(biāo)稱電壓等）、產(chǎn)品工作條件、電池編號、出廠時間、制造廠名等。電池組選型設(shè)計要求容量選取電池組的容量應(yīng)滿足槳葉在規(guī)定載荷情況下完成3次緊急順槳動作要求。規(guī)定載荷符合GB/T18451.1-2022中7.4的相關(guān)規(guī)定。按式（1）計算緊急順槳時間：緊急順槳時間（s）=90°/最大變槳速率[（°）/s] （1）電池組電壓電池組標(biāo)稱電壓應(yīng)符合所安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)的電壓要求。符合NB/T31018-2018中4.1.3的要求。充電要求在滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)要求以及不超過電池組最大充電電流的前提下，應(yīng)盡量使充電時間減小，通常充電時間應(yīng)為6h～10h。電氣性能要求容量要求倍率放電容量1I(A1001104I(A）906(A85高溫放電容量電池組在55℃高溫環(huán)境中放電容量應(yīng)不低于額定容量的100%。低溫放電容量電池組在0℃低溫環(huán)境中放電容量應(yīng)不低于額定容量的90%，在-20℃低溫環(huán)境中放電容量應(yīng)不低于額定容量的80%，在-30℃低溫環(huán)境中放電容量應(yīng)不低于額定容量的70%。容量保持與容量恢復(fù)能力電池組容量保持率應(yīng)不低于額定容量的90%，容量恢復(fù)應(yīng)不低于額定容量的92%。壽命循環(huán)壽命（1）25℃,100%深度放電：在帶電池管理系統(tǒng)的狀態(tài)下，電池組的循環(huán)壽命應(yīng)不少于8000次。（2）55℃,100%深度放電：在帶電池管理系統(tǒng)的狀態(tài)下，電池組的循環(huán)壽命應(yīng)不少于3500次。設(shè)計壽命在環(huán)境溫度25℃±2℃的條件下，電池組浮充狀況下的壽命不宜小于10年。電安全性能過充電電池組進(jìn)行過充電試驗，應(yīng)不起火、不爆炸。過放電電池組進(jìn)行過放電試驗，應(yīng)不起火、不爆炸。電磁兼容性電池組的電磁兼容性應(yīng)滿足NB/T31018-2018中4.4.5的要求。機(jī)械安全性能機(jī)械性能電池組的機(jī)械性能應(yīng)滿足NB/T31018-2018中4.4.4的要求。針刺電池組進(jìn)行針刺試驗，應(yīng)不起火，不爆炸。BMSBMS在滿足GB/T34131-2023的基礎(chǔ)上，還應(yīng)符合本文件的以下要求?；疽笸庥^BMS外觀應(yīng)符合以下要求：PAGEPAGE5BMSBMS管理數(shù)量BMS應(yīng)能管理不少于電池組所需的總電池單體數(shù)量，按式（2）計算電池組總電池單體數(shù)量：總單體數(shù)量=電池組標(biāo)稱電壓÷鈦酸鋰單體標(biāo)稱電壓 2BMS功耗正常工作且非充放電狀態(tài)下BMS功耗不大于1W。BMS功能要求均衡BMS應(yīng)具有電池單體電壓均衡功能。充電過壓保護(hù)及恢復(fù)包含以下要求：具有電池單體電壓過高和電池組總電壓過高保護(hù)功能；對電池組進(jìn)行充電，當(dāng)電池組充電總電壓或單體充電電壓達(dá)到保護(hù)點(diǎn)時BMS充電過壓保護(hù)功能應(yīng)啟動，切斷電池組充電電路，保護(hù)點(diǎn)電壓值可設(shè)置；當(dāng)電池組總電壓或單體電壓下降到恢復(fù)點(diǎn)時，BMS充電過壓保護(hù)功能應(yīng)退出，恢復(fù)電池組充電電路，恢復(fù)點(diǎn)電壓值可設(shè)置；電池組處于充電過壓保護(hù)狀態(tài)時，應(yīng)保證電池組放電回路處于正常狀態(tài)。放電欠壓保護(hù)及恢復(fù)包含以下要求：具有電池單體電壓過低和電池組總電壓過低保護(hù)功能；對電池組進(jìn)行放電，當(dāng)電池組放電總電壓或單體放電電壓達(dá)到保護(hù)點(diǎn)時，BMS應(yīng)能夠切斷放電電路，當(dāng)電池組總電壓或電池單體電壓上升至恢復(fù)點(diǎn)時，BMS放電欠壓保護(hù)功能應(yīng)退出，恢復(fù)電池組放電電路。保護(hù)點(diǎn)電壓值和恢復(fù)點(diǎn)電壓應(yīng)可設(shè)置。輸出短路保護(hù)電池組輸出端出現(xiàn)短路時，BMS應(yīng)能在2s內(nèi)切斷電路，保證電池組不漏液、不冒煙、不起火、不爆炸，且在故障排除后，對電池組進(jìn)行瞬時充電，電池組電壓應(yīng)不小于其標(biāo)稱電壓。試驗方法試驗條件除特殊說明，各項試驗應(yīng)在以下條件下進(jìn)行：a）溫度：25℃±2℃；b）相對濕度：45%～85%；c）大氣壓力：70kPa～106kPa。測量儀表要求測量儀表的要求如表1所示。表1測量儀表要求項目要求電壓表精度應(yīng)不低于0.5級，內(nèi)阻應(yīng)不小于10kΩ/V電流表精度應(yīng)不低于0.5級測量時間的儀表精度應(yīng)不低于±0.1%恒流源電流連續(xù)可調(diào)，在充電或放電過程中，其電流變化應(yīng)在±1%范圍內(nèi)恒壓源電壓連續(xù)可調(diào)，其電壓變化應(yīng)在±0.5%范圍內(nèi)電池內(nèi)阻測試儀精度應(yīng)不低于0.1mΩ點(diǎn)溫計或者溫度計精度應(yīng)不低于±1℃電池充放電測試儀電壓電流連續(xù)可調(diào)，電壓輸出和檢測精度不低于±0.5%，電流輸出和檢測精度不低于±0.1%外觀及標(biāo)識目測被測電池組的表面、端子、接口、標(biāo)識等，應(yīng)符合5.2的要求。充放電方法標(biāo)準(zhǔn)充電標(biāo)準(zhǔn)充電要求如下：電池組標(biāo)準(zhǔn)充電限制電壓值為單體充電終止電壓值×串聯(lián)電池數(shù)量；以1I1(A）充電，當(dāng)電池組電壓達(dá)到充電限制電壓時，改為恒壓充電，直到充電電流小于或等于0.02I1(A)時停止充電。標(biāo)準(zhǔn)放電標(biāo)準(zhǔn)放電要求如下：電池組標(biāo)準(zhǔn)放電限制電壓值為單體放電終止電壓值×串聯(lián)電池數(shù)量；以1I1(A）放電，當(dāng)電池組電壓達(dá)到放電限制電壓或電池單體達(dá)到放電終止電壓時，放電終止。補(bǔ)充充電補(bǔ)充充電要求如下：電池組補(bǔ)充充電限制電壓值為電池組標(biāo)稱電壓值；以1I(容量性能倍率放電容量電池組按.4.1規(guī)定充滿電后，在環(huán)境溫度25℃±2℃的條件下，分別以1I(A）、4I(A）和6I(5.41.1高溫放電容量電池組按6.4.1規(guī)定充滿電后，將其放入55℃±2℃的高溫箱中擱置5h后，以6.4.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行放電至終止，其放電容量應(yīng)符合5.4.1.2的要求，外觀應(yīng)符合5.2的要求。低溫放電容量PAGEPAGE76.5.3.10℃放電電池組按6.4.1規(guī)定充滿電后，在溫度為0℃±2℃的條件下擱置24h，按6.4.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行放電至終止，其放電容量應(yīng)符合5.4.1.3的要求。6.5.3.2-20℃放電電池組按6.4.1規(guī)定充滿電后，將其放入-20℃±2℃的低溫箱中靜置24h后，按6.4.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行放電至終止，其放電容量應(yīng)符合5.4.1.3的要求，外觀應(yīng)符合5.2的要求。6.5.3.3-30℃放電電池組按6.4.1規(guī)定充滿電后，將其放入-30℃±2℃的低溫箱中靜置24h后，按6.4.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行放電至終止，其放電容量應(yīng)符合5.4.1.3的要求，外觀應(yīng)符合5.2的要求。容量保持與容量恢復(fù)能力常溫容量保持與容量恢復(fù)能力電池組按6.4.1規(guī)定充滿電后，在室溫下存儲28天，按6.4.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行放電至終止，計量保持容量；再次按6.4.1規(guī)定進(jìn)行充電，按6.4.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行放電至終止，計量恢復(fù)容量。高溫容量保持與容量恢復(fù)能力電池組按6.4.1規(guī)定充滿電后，在55℃±2℃環(huán)境下存儲7天，然后在室溫下擱置5h后，按6.4.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行放電至終止，計量保持容量；再次按6.4.1規(guī)定進(jìn)行充電，按6.4.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行放電至終止，計量恢復(fù)容量。循環(huán)壽命6.7.125℃100%深度放電試驗步驟如下：在環(huán)境溫度為25℃±2℃，且BMS工作的條件下，電池組按6.4.1規(guī)定充滿電后靜置2h，然后按6.4.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行放電至終止，此為一個循環(huán)壽命。重復(fù)以上步驟，直至電池組出現(xiàn)連續(xù)3次放電容量小于其額定值80%的現(xiàn)象時，則認(rèn)為電池組壽命終止。電池組容量小于80%的放電循環(huán)不計入循環(huán)次數(shù)，電池組的循環(huán)壽命應(yīng)符合5.4.3.1.1的要求。6.7.255℃100%深度放電試驗步驟如下：在環(huán)境溫度為55℃±2℃，且BMS工作的條件下，電池組按6.4.1規(guī)定充滿電后靜置2h，然后按6.4.2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行放電至終止，此為一個循環(huán)壽命。重復(fù)以上步驟，直至電池組出現(xiàn)連續(xù)3次放電容量小于其額定值80%的現(xiàn)象時，則認(rèn)為電池組壽命終止。電池組容量小于80%的放電循環(huán)不計入循環(huán)次數(shù)，鈦酸鋰電池組的循環(huán)壽命應(yīng)符合5.4.3.1.2的要求。電安全性過充電電池組過充電試驗按照下列步驟進(jìn)行：a）6.4.1b）.5倍或恒流充電時間達(dá)到1h時，停止充電。充電電流值取1I(A）與最大持續(xù)充電電流兩者中的最小值；c）試驗后觀察1h，電池組應(yīng)符合5.4.4.1的要求。過放電電池組過放電試驗按照下列步驟進(jìn)行：a）6.4.1充電完成后，以恒流方式放電，當(dāng)放電時間達(dá)到90min0V1I1(A）與最大持續(xù)放電電流兩者中的最小值；1h5.4.4.2電磁兼容性電磁兼容性試驗按照NB/T31018-2018中5.3.17規(guī)定方法進(jìn)行。機(jī)械安全性能機(jī)械性能機(jī)械性能試驗按照NB/T31018-2018中5.3.16規(guī)定方法進(jìn)行。針刺本項試驗應(yīng)在無保護(hù)單元線路的狀態(tài)下進(jìn)行。電池組按6.4.1規(guī)定充滿電后，將直徑3mm～8mm的鎢鋼針，以10mm/s～40mm/s的速度，從垂直于電池組極板的方向貫穿電池組（鋼針停留在電池組中），電池組應(yīng)符合5.4.6.2的要求。BMSBMS外觀要求目視檢查BMS元件、線纜及電路板，檢查結(jié)果應(yīng)符合5.5.1.1要求。BMS管理單體數(shù)目視檢查BMS所能管理鈦酸鋰電池單體數(shù)量，檢查結(jié)果應(yīng)符合5.5.1.2要求。BMS功耗使BMS處于在線非充放電工作狀態(tài)，測試BMS功耗，測試結(jié)果應(yīng)符合5.5.1.3要求。均衡功能電池組按6.4.1規(guī)定充電至額定容量的90%時停止充電，選取電池組中電壓最高的電池單體單獨(dú)以1I1(A）電流進(jìn)行充電，直至電池單體容量再次增加其額定容量的3%時停止充電，實現(xiàn)電池組電池單體間的電壓不均衡。此狀態(tài)下BMS應(yīng)能正常啟動電壓均衡功能，均衡電流應(yīng)不小于10mA。對BMS進(jìn)行斷電重啟，BMS應(yīng)能準(zhǔn)確識別出電池單體間的電壓不均衡狀態(tài)，并且正常啟動電壓均衡功能，均衡電流不小于10mA。BMS電壓均衡功能啟動后，檢測并記錄電池單體最高電壓與電池單體最低電壓的差值小于50mV所用時間，此時間應(yīng)小于24h。充電過壓保護(hù)及恢復(fù)電池組按6.4.1規(guī)定完成充電后，逐步增大充電電壓，記錄電池組充電過壓保護(hù)功能啟動時的電池組電壓值。BMS對電池組的充電過壓保護(hù)及恢復(fù)功能應(yīng)符合5.5.2.2的要求。PAGEPAGE9放電欠壓保護(hù)及恢復(fù)電池組按6.4.1規(guī)定完成充電后，以0.33I1(A）電流放電，記錄電池組欠壓保護(hù)功能啟動時的電池組電壓值。BMS對電池組的放電欠壓保護(hù)及恢復(fù)功能應(yīng)符合5.5.2.3的要求。輸出短路保護(hù)電池組按6.4.1規(guī)定完成充電后，將電池組的正負(fù)極輸出端進(jìn)行短路（短路測試線路電阻應(yīng)小于5mΩ），BMS對電池組的輸出短路保護(hù)功能應(yīng)正常啟動，斷開短路測試線路，再以0.1I1(A）電流對電池組進(jìn)行瞬時充電5s，用電壓表測量電池組電壓，該電壓值應(yīng)符合5.5.2.4的要求。檢驗規(guī)則檢驗分類檢驗分為出廠檢驗和型式檢驗。表2電池組檢驗項目及判定序號檢驗項目出廠檢驗型式檢驗要求試驗方法1外觀√√5.2.1/2標(biāo)識√√5.2.2/3容量特性25℃1C1(A）放電√√5.4.1.16.5.14C1(A）放電（倍率放電）√6C1(A）放電（倍率放電）√4溫度特性55℃1C1(A）放電√5.4.1.26.5.20℃1C1(A）放電√5.4.1.36.5.3.1-20℃1C1(A）放電√6.5.3.2-30℃1C1(A）放電√6.5.3.35容量保持與容量恢復(fù)能力√5.4.26.66