T-DZJN 61-2021 基于梯次利用電池的移動儲能系統(tǒng)技術(shù)與安全規(guī)范

CCSZ05IT/DZJN61-2021 I 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 24符號 35技術(shù)要求 35.1外觀 35.2接口 45.3廂體結(jié)構(gòu) 45.4輔助系統(tǒng) 45.5性能 45.6梯次利用電池系統(tǒng) 55.7監(jiān)控系統(tǒng) 66安全要求 76.1電氣安全 76.2保護措施 86.3防護安全 86.4機械安全 96.5消防安全 96.6安全標識與安全設(shè)計 9附錄A（資料性）梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)示意圖 T/DZJN61-2021本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由動力電池回收與梯次利用聯(lián)盟提出。本文件由中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會歸口。本文件起草單位：銀隆新能源股份有限公司、格林美（武漢）動力電池回收有限公司、安徽綠沃循環(huán)能源科技有限公司、貝特瑞新材料集團股份有限公司、東莞新能安科技有限公司、寶星能源服務(wù)集團有限公司、地上鐵租車（深圳）有限公司、浙江新時代中能循環(huán)科技有限公司、中車時代電動汽車股份有限公司等單位。本文件主要起草人：蔣世用、張宇平、胡天文、李子坤、羅成、周峰、李文普、楊思蔚、黃河、何意、杜光潮。1T/DZJN61-2021基于梯次利用電池的移動儲能系統(tǒng)技術(shù)與安全規(guī)范本文件規(guī)定了梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)的術(shù)語、定義和符號，技術(shù)要求和安全要求。本文件適用于以梯次利用電池作為電能存儲載體，額定電壓為交流380-420V、額定頻率50Hz、額定輸出功率低于500kW的移動儲能系統(tǒng)。本文件適用于磷酸鐵鋰，鈦酸鋰，錳酸鋰等梯次利用電池，其他類型電池可參考本文件執(zhí)行。2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。GB/T1413系列1集裝箱分類、尺寸和額定質(zhì)量GB2894安全標志及其使用導(dǎo)則GB/T4208外殼防護等級（IP代碼）GB/T18384.1電動汽車安全要求第1部分：車載可充電儲能系統(tǒng)GB/T34015-2017車用動力電池回收利用余能檢測GB/T34120電化學(xué)儲能電站用鋰離子電池管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范GB/T34131電化學(xué)儲能電站用鋰離子電池管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范GB/T36276-2018電力儲能用鋰離子電池GB/T36545-2018移動式電化學(xué)儲能系統(tǒng)技術(shù)要求GB/T36547電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定GB/T36548-2018電化學(xué)儲系統(tǒng)接入電網(wǎng)測試規(guī)范GB50016建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50370氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB50065交流電氣裝置的接地設(shè)計規(guī)范GA406車身反光標識QC/T911-2013電源車NB/T42091-2016電化學(xué)儲能電站用鋰離子電池技術(shù)規(guī)范T/CSEE0036-2017低壓電力應(yīng)急電源車通用技術(shù)要求T/CNESA1002電化學(xué)儲能系統(tǒng)用電池管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范2T/DZJN61-20213術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。GB/T36276界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)echelon-usedbatterymobileenergystoragesystem以梯次利用電池作為儲能載體，通過能量轉(zhuǎn)換設(shè)備進行可循環(huán)電能存儲、釋放的具備可移動特性的系統(tǒng)。[來源：GB/T36545-2018，3.1，有修改]3.2電池單體cell電池系統(tǒng)的基本單元，由正極、負極、隔膜、電解質(zhì)、殼體和端子等組成。[來源：GB/T36276-2018，3.1.1]3.3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，且只有一對正負極輸出端子的電池組合體，還宜包括外殼、管理和保護裝置等部件。[來源：GB/T36276-2018，3.1.2]3.4電池簇batterycluster由電池模塊采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)連接方式，且與功率轉(zhuǎn)換設(shè)備連接后實現(xiàn)獨立運行的電池組合體，還宜包括電池管理系統(tǒng)、檢測和保護電路、電氣和通訊接口等部件。[來源：GB/T36276-2018，3.1.3]3.5電池堆batterystack由一個或多個電池簇并聯(lián)組成，連接同一功率變換系統(tǒng)，可整體控制功率輸入、輸出的電池集合體。[來源：NB/T42091-2016，3.5，有修改]3.6剩余能量residualenergy動力電池從電動車輛上退役后的實際可用能量。[來源：GB/T34015-2017，3.1，有修改]3.7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)進行管理和控制的裝置。[來源：GB/T36276-2018，3.1.4]3T/DZJN61-20213.8廂體compartment移動儲能系統(tǒng)中用于保護電池系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的箱體。[來源：QC/T911-2013，3.2，有修改]4符號n：電池額定充電小時率，其數(shù)值等于電池的額定充電能量/額定充電功率。n′：電池額定放電小時率，其數(shù)值等于電池的額定放電能量/額定放電功率。Prdn：新電池出廠時n小時率額定充電功率，電池單體的單位為W，電池模塊的單位kW，電池簇的單位為kW或MW。Prdn′：新電池出廠時n′小時率額定放電功率，電池單體的單位為W，電池模塊的單位kW，電池簇的單位為kW或MW。P′rdn：梯次利用電池n小時率額定充電功率，電池單體的單位為W，電池模塊的單位kW，電池簇的單位為kW或MW。P′rdn′：梯次利用電池n′小時率額定放電功率，電池單體的單位為W，電池模塊的單位kW，電池簇的單位為kW或MW。Erdn：新電池出廠時n小時率額定充電能量，電池單體的單位為Wh，電池模塊的單位kWh，電池簇的單位為kWh或MWh。Erdn′：新電池出廠時n′小時率額定放電能量，電池單體的單位為Wh，電池模塊的單位kWh，電池簇的單位為kWh或MWh。E′rdn：梯次利用電池n小時率額定充電能量，電池單體的單位為Wh，電池模塊的單位kWh，電池簇的單位為kWh或MWh。E′rdn′：梯次利用電池n′小時率額定放電能量，電池單體的單位為Wh，電池模塊的單位kWh，電池簇的單位為kWh或MWh。[來源：GB/T36276-2018，3.2，有修改]5技術(shù)要求5.1外觀5.1.1梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)電池系統(tǒng)外觀應(yīng)滿足GB/T36276的要求。5.1.2梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)廂體外觀應(yīng)滿足GB/T36545的要求。5.1.3梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)廂體外觀應(yīng)有明顯的“梯次利用電池”字樣標志。4T/DZJN61-20215.2接口5.2.1梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)輸出端應(yīng)至少包含交流380V（400V）和交流220V兩種類型接口。5.2.2梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)具備多個接口時，不工作的接口應(yīng)不帶電。5.3廂體結(jié)構(gòu)5.3.1梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)廂體結(jié)構(gòu)強度和剛度應(yīng)符合GB/T1413的要求。5.3.2梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)廂體與底盤的連接應(yīng)牢固可靠，廂體的縱向中心平面與底盤的縱向中心平面應(yīng)重合，其偏移量在廂體全長范圍內(nèi)應(yīng)不大于5mm。5.3.3梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)內(nèi)部過道應(yīng)鋪設(shè)具有防滑功能的絕緣墊，寬度與過道一致，厚度不低于5mm。5.3.4梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)廂體宜設(shè)置排氣裝置，異常情況，能夠?qū)w內(nèi)可燃、有毒有害氣體及時排出廂外。5.3.5梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)廂體宜設(shè)置泄壓口，避免異常情況下廂體內(nèi)部壓力過大導(dǎo)致爆炸造成二次傷害。5.3.6梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)廂體隔層應(yīng)填充隔熱、阻燃材料。5.3.7梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)廂體內(nèi)應(yīng)預(yù)留維護空間，便于電池模塊更換和維護保養(yǎng)。5.4輔助系統(tǒng)5.4.1梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)應(yīng)隨車配置配套使用的動力電纜及電纜絞盤，線纜應(yīng)選用阻燃柔性電纜，線纜長度應(yīng)不超過50m，動力電纜宜采用單相分盤布放，電纜絞盤宜采用動力驅(qū)動。5.4.2梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)配置熱管理系統(tǒng)確保電池系統(tǒng)處于最佳工作環(huán)境。5.4.3梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)安裝照明系統(tǒng)，并能夠通過手動開關(guān)控制開閉，照明燈需滿足防爆要求。5.5性能5.5.1并網(wǎng)電能質(zhì)量梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)并網(wǎng)電能質(zhì)量應(yīng)滿足GB/T36545的要求。5.5.2功率控制梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)功率控制應(yīng)滿足GB/T36547的要求。5.5.3電網(wǎng)適應(yīng)性梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)電網(wǎng)適應(yīng)性應(yīng)滿足GB/T36547的要求。5.5.4離網(wǎng)電能質(zhì)量5T/DZJN61-2021梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)離網(wǎng)電能質(zhì)量應(yīng)滿足GB/T36545的要求。5.5.5并離網(wǎng)切換梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)并離網(wǎng)切換應(yīng)滿足GB/T36545的要求。5.5.6額定功率能量轉(zhuǎn)換效率梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)按照GB/T36548-2018中7.12的試驗方法，能量轉(zhuǎn)換效率不應(yīng)低于85%。5.6梯次利用電池系統(tǒng)5.6.1總體要求a）梯次利用電池系統(tǒng)，在其生命周期的各個環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴格遵守安全、環(huán)保和資源循環(huán)利用原則，各個環(huán)節(jié)應(yīng)制定嚴格的安全應(yīng)急預(yù)案和安全防護措施，并定期對電池系統(tǒng)進行安全檢查。b）梯次利用電池企業(yè)應(yīng)對梯次利用電池系統(tǒng)能量、功率、電壓、溫度及輔助設(shè)備等進行24h監(jiān)控，監(jiān)測和評估電池系統(tǒng)運行健康狀況。c）梯次利用電池系統(tǒng)運行和保護參數(shù)應(yīng)設(shè)置在制造商規(guī)定的合理范圍內(nèi)，當運行參數(shù)異常時，電池系統(tǒng)應(yīng)立即自動停止運行。d）梯次利用電池系統(tǒng)出口應(yīng)配置直流保護開關(guān)。e）梯次利用電池系統(tǒng)應(yīng)滿足GB/T36276和GB/T18384.1相關(guān)要求。f）梯次利用電池系統(tǒng)應(yīng)滿足《新能源動力蓄電池梯次利用管理辦法》。5.6.2篩選要求a）梯次利用電池企業(yè)應(yīng)對不同型號、不同類型梯次利用電池進行分類，同一梯次利用電池堆組合應(yīng)使用同一型號、同一廠家、同一配方的電池。b）符合梯次利用要求的電池或電池模塊應(yīng)按照一定的規(guī)范進行分檔。c）梯次利用電池或電池模塊應(yīng)保留原有電池的標簽，且標簽信息應(yīng)至少包括容量、電壓、能量、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家等信息。c）容量一致性按照廠家規(guī)定的配組要求，同一梯次利用電池堆不同電池單體容量最大值和最小值之差應(yīng)不大于平均值的3%。d）電壓一致性要求在規(guī)定的配組狀態(tài)下，同一梯次利用電池堆不同電池單體開路電壓的最大值和最小值之差應(yīng)不大于50mV。5.6.3剩余能量a）在室溫條件下，梯次利用電池單體應(yīng)以新電池的出廠額定功率Prdn′按照GB/T36276-2018中6T/DZJN61-2021A2.4試驗方法進行充放電，鈦酸鋰電池單體放電能量應(yīng)不低于該電池出廠時額定放電能量Erdn′的80%；磷酸鐵鋰電池單體放電能量應(yīng)不低于該電池出廠時額定放電能量Erdn′的70%。b）在室溫條件下，梯次利用電池模塊應(yīng)以新電池模塊出廠額定功率Prdn′按照GB/T36276-2018中A3.4試驗方法進行充放電，鈦酸鋰電池模塊放電能量應(yīng)不低于該電池出廠時額定放電能量Erdn′的80%；磷酸鐵鋰電池模塊放電能量應(yīng)不低于該電池出廠時額定放電能量Erdn′的70%。注2：以電池模塊進行梯次利用時，應(yīng)按照b5.6.4額定功率a）梯次利用電池單體或電池模塊當前額定充電功率為P′rdn=×100%。b）梯次利用電池單體或電池模塊當前額定放電功率為P′rdn′=×100%。5.6.5內(nèi)阻要求梯次利用電池單體或電池模塊，同等測試條件下，其內(nèi)阻應(yīng)不超過其出廠規(guī)格的1.5倍。5.6.6電池管理系統(tǒng)5.6.6.1梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)應(yīng)采用主動均衡，拓撲配置應(yīng)與功率轉(zhuǎn)換設(shè)備拓撲、電池的成組方式相匹配，并應(yīng)對電池運行狀態(tài)進行管理，宜具備對電池安全狀況進行綜合評估的能力，可根據(jù)電池狀態(tài)、內(nèi)阻、一致性等情況對電池系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)測和預(yù)警，提高系統(tǒng)安全性。5.6.6.2梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)信息采集模塊宜安裝在電池模塊外部，采用統(tǒng)一接口，便于梯次利用電池模塊更換。5.6.6.3梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)應(yīng)能夠提供電池溫度信息及控制信息，協(xié)助熱管理系統(tǒng)控制不同電池單體間的溫差。5.6.6.4兩簇及以上電池簇直流側(cè)并聯(lián)的電池系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)宜具備簇間環(huán)流控制功能。5.6.6.5梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)應(yīng)滿足GB/T34131和T/CNESA1002的相關(guān)要求。5.7監(jiān)控系統(tǒng)5.7.1通信梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備RS485或RS232通信接口，還宜具備以太網(wǎng)通訊接口，宜采用MODBUS通信規(guī)約或TCP/IP通信協(xié)議等，宜具備協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。5.7.2操作權(quán)限管理7T/DZJN61-2021梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有操作權(quán)限密碼管理功能，任何改變運行方式和運行參數(shù)的調(diào)整均需要權(quán)限確認。5.7.3參數(shù)設(shè)置梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能對單體電壓、總壓、溫度、電流等系統(tǒng)運行保護參數(shù)進行設(shè)置。5.7.4顯示和存儲梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能查詢保護定值、開關(guān)量記錄和告警記錄，開關(guān)量記錄和告警記錄等信息存儲能力均不小于2000條。5.7.5數(shù)據(jù)采集梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)采集功能，采集數(shù)據(jù)包括但不限于：a）模擬量包括：交流輸入線電壓、相電壓；交流頻率；電池簇電壓；電池系統(tǒng)溫度；電池簇電流（充電∕放電）、可用電量等。b）開關(guān)量包括：變流器運行狀態(tài)、電池簇運行狀態(tài)等。5.7.6告警功能梯次利用電池儲能系統(tǒng)運行告警或故障時，監(jiān)控單元應(yīng)能發(fā)出聲光報警。6安全要求6.1電氣安全6.1.1絕緣電阻梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)絕緣電阻應(yīng)滿足T/CSEE0036-2017中5.3.1的要求。6.1.2介質(zhì)強度梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)介質(zhì)強度應(yīng)滿足T/CSEE0036-2017中5.3.2的要求。6.1.3防雷梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)應(yīng)具備防雷措施，保障人身、設(shè)備安全。6.1.4接地6.1.4.1梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)應(yīng)配有專用的接地裝置，接地裝置標有規(guī)定的圖形符號。接地裝置包括長度不小于10m，截面積不小于25mm2的帶絕緣護套接地線和長度不小于900mm，直徑不小于16mm的接地棒。接地棒有效深度不小于600mm，接地線與接地棒的連接應(yīng)可靠。8T/DZJN61-20216.1.4.2梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)車輛底盤、電池系統(tǒng)、廂體、配電柜等應(yīng)通過專用接地電纜進行可靠連接。6.1.4.3梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)交流側(cè)端口相連的電網(wǎng)或負載側(cè)有接地點時，應(yīng)與電網(wǎng)或負載接地點可靠連接。6.1.4.4梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)內(nèi)交流電氣設(shè)備接地設(shè)計應(yīng)符合GB50065的要求。6.2保護措施6.2.1過載保護梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)不宜過載運行，且儲能系統(tǒng)應(yīng)具備過載保護措施，當輸入或輸出超過功率保護值時，電池系統(tǒng)主回路應(yīng)斷開，設(shè)備停機并發(fā)出告警。6.2.2短路保護梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)供電系統(tǒng)應(yīng)具備短路保護措施，當電源輸出端發(fā)生短路時，電池系統(tǒng)主回路應(yīng)斷開，設(shè)備停機并發(fā)出告警。6.2.3電壓保護梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)供電系統(tǒng)應(yīng)具有過壓和欠壓保護措施，供電系統(tǒng)達到過壓或欠壓保護值時，電池系統(tǒng)主回路應(yīng)斷開，設(shè)備停機并發(fā)出告警。6.2.4超溫保護梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)應(yīng)具有超溫保護措施，變流器或電池系統(tǒng)超過高溫保護值時，電池系統(tǒng)主回路應(yīng)斷開，設(shè)備停機并發(fā)出告警。6.2.5相序錯誤保護梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)應(yīng)輸入相序錯誤時，應(yīng)禁止啟動。6.2.6急停梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)操作面板附近應(yīng)配置急停開關(guān)，異常情況下，按下急停按鈕，移動儲能系統(tǒng)應(yīng)停止運行，主回路應(yīng)斷開。6.3防護安全6.3.1梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)廂體防護等級應(yīng)符合GB/T4208中的IP54的要求。6.3.2梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)在淋雨強度5-7mm/min，噴頭方向鉛錘成30-45°,淋雨時間不小于30min條件下，儲能系統(tǒng)應(yīng)無雨水及水霧滲入，設(shè)備可正常運行。9T/DZJN61-20216.4機械安全梯次利用電池移動儲能系統(tǒng)各部結(jié)構(gòu)應(yīng)具備減震措施，能承受按下列要求行駛或運輸?shù)恼駝雍蜎_擊：（1）里程：鑒定試驗和型式試驗行駛1500km，出廠試驗行駛50km。（2）路面：不平整的土路及坎坷不平的碎石路面為試驗里程的60%，柏油（或水泥）路面