钒液流电池管理系统技术标准.docx

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钒液流电池管理系统技术标准

全钒液流电池管理系统技术标准

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编定者

1范围

本标准规定了储能电站（包括风电储能电站、光伏储能电站、风光储电站、电网储能电站等）用全钒液流电池管理系统（以下简称电池管理系统）产品的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存。

本标准适用于储能电站用全钒液流电池管理系统。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T2900.11电工术语原电池和蓄电池[egvIEC60050（482）：

2003]

GB/T191-2008包装储运图示标志

GB/T2423.4电工电子产品基本环境试验规程试验Db：

交变湿热试验方法

GB/T2423.17电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：

盐雾试验方法

GB/T17619-1998机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限制和测量方法

3术语、定义

GB/T2900.11确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1电池（堆）batterypack

通过正负极电解液中不同价态钒离子的电化学反应来实现电能和化学能互相转化的储能装置。

3.2电解液electrolyte

具有离子导电性的含不同价态钒离子的溶液。

3.3电解液循环系统electrolytecirculationsystem

电解液存储及循环装置，包括储液罐、管路、支架、循环泵、冷却装置以及机械总成。

3.4电池电子部件batteryelectronics

采集和检测电池（堆）或管路的与热、电和流体相关的数据，并将这些数据提供给电池控制单元的电子装置。

3.5电池控制单元batterycontrolunit

控制或管理电池系统电、热或流体性能，并可以与储能电站相关其他控制器进行通讯的电子装置。

3.6电池管理系统batterymanagementsystem

由电池电子部件和电池控制单元组成的电子装置。

3.7电池系统batterysystem

能量存储及转化装置，包括电池（堆）、电解液、电解液循环系统、电池管理系统以及机械总成。

4技术要求

4.1一般要求

4.1.1 电池管理系统应具有对电池堆或者电解液循环系统的数据采集、信息传递和安全管理的功能。

4.1.2 电池管理系统应能检测电池堆与热、电和流体相关的数据，相关数据至少包括电池堆的电压、电池堆回路电流和管路内温度、压力、流量及储液罐内的液位等参数。

4.1.3 电池管理系统应能对电池系统的荷电状态（SOC）进行实时估算。

4.1.4 电池管理系统应能对电池系统进行故障诊断，并可以根据具体故障内容启动相应的故障机制，比如故障代码上报、实时警示和故障保护等。

4.1.5 电池管理系统应有与储能电站及其相关设备基于通讯的信息交互功能。

4.1.6 电池管理系统应能通过与储能电站内能量转化系统的实时通讯或者其他信号交互方式实现对充放电过程的控制和管理。

4.2技术要求

4.2.1绝缘电阻

电池管理系统的带电部件和壳体之间的绝缘电阻值应不小于2MΩ。

4.2.2绝缘耐压性能

电池管理系统应能经受5.3要求的绝缘耐压性能试验，在试验过程中应无击穿或闪络等破快性放电现象。

4.2.3电池系统状态监测

电池管理系统监测的状态参数精度要求见表1。

表1电池系统状态参数精度要求

参数

总电压值

模块电压值

电流值

精度要求

≤±1%FSR

≤±0.5%FSR

≤±0.3A（≤30A），≤±1%（≥30A）

参数

温度值

压力值

流量值

液位值

精度要求

≤±2℃

≤±2%FSR

≤±2%FSR

≤±2%FSR

4.2.4SOC估算

SOC估算精度要求见表2。

按照5.5进行试验后，比较电池管理系统上报的SOC值与SOC测试值的偏差。

表2SOC估算精度要求

SOC范围

SOC≥80%

80%＞SOC≥30%

SOC≤30%

精度要求

≤6%

10%

≤6%

4.2.5电池故障诊断

电池管理系统对于电池系统进行故障诊断的基本项目和可扩展项目分别见表3和表4。

表3中所列的故障诊断项目是基本要求。

根据储能电站功能设计和电池系统的具体需要，电池管理系统的具体诊断内容可以不限于表3和表4所列项目。

表3电池系统故障诊断基本要求项目

序号

故障状态

电池管理系统的故障诊断项目及分级

1

电池堆电压＞设定值

1级故障：

电池堆电压高

2

电池堆电压＜设定值

1级故障：

电池堆电压低

3

充电电流＞设定值

1级故障：

充电电流高

4

放电电流＞设定值

1级故障：

放电电流高

5

电池温度＞设定值

1级故障：

电池温度高

6

电池温度＜设定值

1级故障：

电池温度低

7

管路流量＞设定值

1级故障：

管路流量高

8

管路流量＜设定值

1级故障：

管路流量低

9

管路压力＞设定值

1级故障：

管路压力高

10

管路压力＜设定值

1级故障：

管路压力低

11

储液罐液位＞设定值

1级故障：

储液罐液位高

12

储液罐液位＜设定值

1级故障：

储液罐液位低

13

电池电压＞设定值

3级故障：

电池堆电压极高

14

电池电压＜设定值

3级故障：

电池堆电压极低

15

电池温度＞设定值

3级故障：

电池温度极高

16

电池温度＜设定值

3级故障：

电池温度极低

17

管路流量＞设定值

3级故障：

管路流量极高

18

管路流量＜设定值

3级故障：

管路流量极低

19

管路压力＞设定值

3级故障：

管路压力极高

20

管路压力＜设定值

3级故障：

管路压力极低

21

储液罐液位＞设定值

3级故障：

储液罐液位极高

22

储液罐液位＜设定值

3级故障：

储液罐液位极低

表4电池系统可扩展的故障诊断项目

序号

故障状态

电池管理系统的故障诊断项目及分级

1

SOC＞设定值

1级故障：

SOC高

2

SOC＜设定值

1级故障：

SOC低

3

总电压＞设定值

1级故障：

总电压高

4

总电压＜设定值

1级故障：

总电压低

5

总电压＞设定值

3级故障：

总电压极高

6

外部通讯接口初始化故障

2级故障：

外部通讯接口初始化故障

7

内部通讯接口初始化故障

2级故障：

内部通讯接口初始化故障

8

电池堆一致性偏差＞设定值

1级故障：

电池堆一致性偏差大

9

电池堆一致性偏差＞设定值

3级故障：

电池堆一致性偏差极大

10

充电电流＞设定值

3级故障：

充电电流极高

11

放电电流＞设定值

3级故障：

放电电流极高

12

绝缘电阻＜设定值

1级故障：

绝缘薄弱

13

绝缘电阻＜设定值

3级故障：

严重绝缘薄弱

4.2.6安全保护

电池管理系统对于可能造成危险事故或者系统损坏的严重故障应有安全保护的功能，安全保护功能的基本要求见表5。

电池管理系统上报故障码后，储能电站其他控制单元可以根据具体故障内容启动相应的故障处理机制。

故障类别

保护方式

1级故障

无

2级故障

无

3级故障：

电池堆电压极高

不允许继续充电，如连续报警一定时间后（如：

1s），控制关断直流控制回路。

3级故障：

电池堆电压极低

不允许继续放电，如连续报警一定时间后（如：

1s），控制关断直流控制回路。

3级故障：

电池温度极高

持续报警一定时间后（如：

5s），控制关断直流控制回路。

3级故障：

电池温度极低

持续报警

3级故障：

管路流量极高

持续报警一定时间后（如：

10s），控制关断直流控制回路。

3级故障：

管路流量极低

持续报警一定时间后（如：

10s），控制关断直流控制回路。

3级故障：

管路压力极高

持续报警一定时间后（如：

10s），控制关断直流控制回路。

3级故障：

管路压力极低

持续报警一定时间后（如：

10s），控制关断直流控制回路。

3级故障：

储液罐液位极高

持续报警一定时间后（如：

10s），控制关断直流控制回路。

3级故障：

储液罐液位极低

持续报警一定时间后（如：

10s），控制关断直流控制回路。

4.2.7高温运行

电池管理系统应能接受5.8规定的高温运行试验，在试验过程中及试验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。

4.2.8低温运行

电池管理系统应能接受5.9规定的低温运行试验，在试验过程中及试验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。

4.2.9耐高温性能

电池管理系统应能接受5.10规定的耐高温试验，在试验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。

4.2.10耐低温性能

电池管理系统应能接受5.11规定的耐低温试验，在试验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。

4.2.11耐盐雾性能

电池管理系统应能接受5.12规定的盐雾试验，在试验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。

4.2.12耐湿热性能

电池管理系统应能接受5.13规定的湿热试验，在试验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。

4.2.13耐电源极性反接性能

电池管理系统应能接受5.14规定的电源极性反接试验，在试验过程中及试验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。

4.2.14电磁辐射抗扰性

电池管理系统按5.15进行电磁辐射抗扰性试验，在试验过程中及试验后应能正常工作，且满足4.2.3电池系统状态检测的要求。

5试验方法

5.1试验条件

5.1.1环境条件

除另有规定外，试验应在温度为10oC～35oC、相对湿度为10%～90%，大气压力为通常的环境大气的压力。

5.1.2测量仪器、仪表准确度

所有测试仪表，精度应高于被测指标精度的一个数量级或误差小于被测参数允许误差的三分之一。

5.2绝缘电阻

在电池管理系统的带电部件和壳体之间施加500VDC的电压进行绝缘电阻测量。

5.3绝缘耐压性能

在电池管理系统的电量参数采样回路对壳体之间施加频率为50~60Hz的正弦波形交流试验，试验电压为（2U+1000V），历时1min，其中U为电池系统的额定电压。

5.4电池系统状态监测

5.4.1 将电池系统按正常工作要求装配、连接或者通过模拟系统提供电池管理系统需要监测的电气、温度和流体环境，正确安装布置检测设备的电压、电流、温度、压力、流量、液位传感器，接通电池管理系统工作电源。

5.4.2 将电池管理系统采集的数据与检测设备检测的对应数据进行比较，确认其测试误差的大小。

5.5SOC估算

5.5.1 按正常工作要求装配被测电池系统（可选择电池管理系统适用的最小电