T-CIAPS 0016-2022 儲能用鋰離子電池系統(tǒng)安全評測 技術規(guī)范

CCSK82Requirementsforthesafetyevaluationoflithium-ionbatterysystemforenergyT/CIAPS0016-2022IT/CIAPS0016-2022 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4縮略語及符號 4.1縮略語 4.2符號 5安全等級描述 5.1電池系統(tǒng)安全測試結果等級描述 5.2電池系統(tǒng)安全預警等級描述 6通用安全設計要求 6.1通用安全設計 6.2絕緣和線束 6.3泄氣設計 6.4溫度/電壓/電流管理 6.5電池單體、電池模塊、電池包集成為電池系統(tǒng) 6.6電池系統(tǒng)中電池安全運行范圍 6.7電池包/電池系統(tǒng)端子 7試驗條件 7.1通用要求 7.2試驗環(huán)境條件 7.3測量儀器儀表精度 7.4標準充放電條件 8試驗方法 8.1環(huán)境及可靠性試驗方法 8.2安全試驗方法 8.3故障診斷及安全預警試驗方法 8.4異常保護功能試驗方法 9抽樣及檢測規(guī)則 9.1測試環(huán)境安全要求概述 9.2型式試驗 10標志、包裝、運輸與貯存 10.1標志 10.2包裝 T/CIAPS0016-202210.3運輸 10.4貯存 附錄A（資料性）儲能用鋰離子電池系統(tǒng)范圍 20附錄B（資料性）典型鋰離子電池系統(tǒng)結構 附錄C（資料性）電池安全運行范圍 附錄D（資料性）發(fā)煙速率測試方法 附錄E（資料性）電池系統(tǒng)故障診斷功能測試方法 附錄F（資料性）SOC估算精度測試方法 附錄G（資料性）電池系統(tǒng)安全評估計分表 T/CIAPS0016-2022本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起本標準由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會提出并歸口。本標準牽頭起草單位：華為數(shù)字能源技術有限公司。本標準參與起草單位：平高集團儲能科技有限公司、華中科技大學、浙江正泰新能源開發(fā)有限公司、清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、北京低碳清潔能源研究院、江蘇海四達電源股份有限公司、江蘇?；履茉垂煞萦邢薰?、中汽研汽車檢驗中心（廣州）有限公司、東莞新能安科技有限公司、廣州鵬輝能源科技股份有限公司、通標標準技術服務有限公司、廣州邦禾檢測技術有限公司、富能寶能源科技集團有限公司、上海采日能源科技有限公司、浙江藍盾電工新材料科技有限公司、武漢瑞科美新能源有限責任公司、武漢云偵科技有限公司、江蘇天合儲能有限公司、浙江華云信息科技有限公司、合肥國軒高科動力能源有限公司、中天儲能科技有限公司、湖南立方新能源科技有限責任公司、福建星云電子股份有限公司、深圳庫博能源科技有限公司、北京慕成防火絕熱特種材料有限公司、上海玫克生儲能科技有限公司、浙江金鳳凰儲能科技有限責任公司、廣東振興消防設備有限公司、科華數(shù)據(jù)股份有限公司、上海派能能源科技股份有限公司、深圳市欣旺達綜合能源服務有限公司、國家電投集團科學技術研究院有限公司、浙江高泰昊能科技有限公司、易事特集團股份有限公司、瑞浦能源有限公司、北京前沿之錘儲能技術有限公司、上海電巴新能源科技有限公司、三河同飛制冷股份有限公司、哲弗智能系統(tǒng)（上海）有限公司、珠海冠宇動力電池有限公司、固德威技術股份有限公司、遠景能源有限公司、深圳碩日新能源科技有限公司、深圳市嘉名科技有限公司、國網(wǎng)電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司、中節(jié)能太陽能科技有限公司、惠州市豪鵬科技有限公司、力容新能源技術(天津)有限公司、華能天成融資租賃有限公司、四川贛盛新能源工程設計有限公司、杭州格致檢測科技有限公司、東方醒獅儲能電池有限公司、深圳市德蘭明海科技有公司、中國電建集團江西省電力建設有限公司、江蘇林洋億緯儲能科技有限公司、浙江南都能源互聯(lián)網(wǎng)有限公司、吉林省金冠電氣股份有限公司、蕭縣鑫輝源電池有限公司、格力鈦新能源股份有限公司、中國質量認證中心、新風光電子科技股份有限公司、湖北億緯動力有限公司、國網(wǎng)天津市電力公司電力科學研究院、比亞迪汽車工業(yè)有限公司、天津瑞能電氣有限公司、杭州協(xié)能科技股份有限公司、維龍（鎮(zhèn)江）機電科學研究院有限公司、江西安馳新能源科技有限公司、上海樂駕科技有限公司、廈門海辰新能源科技有限公司、廣州智光儲能科技有限公司、中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會。本標準主要起草人：朱靜、田剛領、支菡倩、方煜、苗靈芬、曹元成、江偉、梁惠施、楊文強、茅海忠、葛科、羅運俊、肖質文、范克峰、宿斌、苗春茂、楊豐藝、李峰、鐘允暉、李首頂、劉倫、肖斌、許君杰、何振宇、繆永華、涂健、劉震、鐘麗偉、慕雷、殷琪琪、杜宏、歐陽慧安、曾春保、蔡雪峰、康志華、白寧、張偉峰、熊焰、劉思、陳雷、劉炳、陳振國、王亮、鄒序平、楊洪遷、錢振華、楊桂賢、張毅鴻、張愛芳、姜利凱、唐石平、劉萍、林佳荔、馮中號、陳磊侃、鐘旭航、雷健華、吳昌垣、曾繁鵬、譚建國、于洪衛(wèi)、王一軍、蔣世用、李海鵬、任其廣、魏澤席、李謙、李善鵬、趙家欣、李志強、王洪旗、謝愛亮、潘多昭、孫逸遠、石本星、江衛(wèi)良、劉勇。本標準為首次發(fā)布。T/CIAPS0016-2022本引言旨在介紹本文件要求所依據(jù)的原則，本文件范圍規(guī)定的儲能用電池系統(tǒng)的安全與電池材料、電池及電池系統(tǒng)結構設計及使用條件有關。其中使用條件包括正常使用條件、合理的可預見濫用條件和可預見的故障狀態(tài)、危害等。1T/CIAPS0016-2022儲能用鋰離子電池系統(tǒng)安全評測技術規(guī)范本文件規(guī)定了儲能用鋰離子電池系統(tǒng)產(chǎn)品安全測試條件及安全量化分級方案。本文件適用于儲能用鋰離子電池系統(tǒng)，包含電源側儲能、電網(wǎng)側儲能和用戶側儲能應用場景，如風/光電站儲能、一次/二次調頻儲能、調峰儲能、數(shù)據(jù)中心儲能、通信用儲能、充電設施儲能、工商業(yè)儲能、戶用儲能場景等。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。GB3836.4-2010爆炸性環(huán)境第4部分：由本質安全型“i”保護的設備GB38031-2020電動汽車用動力蓄電池安全要求GB40165-2021固定式電子設備用鋰離子電池和電池包安全技術規(guī)范GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T2423.4-2008電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗Db：交變濕熱（12h+12h循環(huán)）GB/T13384機電產(chǎn)品包裝通用技術條件GB/T36276-2018電力儲能用鋰離子電池IEC60664-1：2020低壓供電系統(tǒng)內(nèi)設備的絕緣配合-第1部分：原則、要求和試驗（Insulationcoordinationforequipmentwithinlow-voltagesupplysystems-Part1：Principles,requirementsandtests）IEC61882：2016危險與可操作性分析（HAZOP分析）應用指南（Hazardandoperabilitystudies（HAZOPstudies）-Applicationguide）IEC62619：2017含堿性或其它非酸性電解質的蓄電池和蓄電池組-工業(yè)設備用鋰蓄電池和電池組安全要求（Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon-acidelectrolytes-Safetyrequirementsforsecondarylithiumcellsandbatteries,foruseinindustrialapplications）UL9540A：2019評估電池儲能系統(tǒng)中熱失控火災傳播的測試方法（TestMethodforEvaluatingThermalRunawayFirePropagationinBatteryEnergyStorageSystems）3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1電池單體cell2T/CIAPS0016-2022實現(xiàn)化學能和電能相互轉化的基本單元，由正極、負極、隔膜、電解質、殼體和端子等組成。[來源：GB/T36276-2018，定義3.1.1]3.2電池模塊batterymodule多個電池單體采用串聯(lián)或并聯(lián)的連接方式組合在一起的裝置，可能有也可能沒有外殼、保護裝置（如熔斷器或正溫度系數(shù)熱敏電阻）、消防模塊和監(jiān)控電路。[來源：IEC62619：2017，定義3.9,有修改]3.3電池包batterypack由一個或多個電池單體或電池模塊電氣聯(lián)接的能量存儲裝置。[來源：IEC62619：2017，定義3.10，有修改]3.4電池系統(tǒng)batterysystem由一個或多個電池單體或電池模塊或電池包組成的系統(tǒng)。電池系統(tǒng)可以包含功率轉換、電池管理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電池均衡系統(tǒng)等部件。[來源：IEC62619：2017，定義3.11，有修改]3.5電池管理系統(tǒng)batterymanagementsystem（BMS）與電池模塊或電池包相連的監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)信息，為電池提供通信接口、并具保護等功能的本地或云端裝置。包括電池監(jiān)控單元（BMU）、電池控制單元（BCU）、溫度管理、均衡等裝置，也可以監(jiān)控和（或）管理電池的狀態(tài)，計算二次數(shù)據(jù)、報告數(shù)據(jù)和（或）控制環(huán)境以影響電池包的安全、性能和（或）使用壽命。BMS的功能可能分配給電池包或使用電池包的設備。[來源：IEC62619：2017，定義3.12，有修改]3.6安全safety無不可接受的風險。[來源：IEC62619：2017，定義3.1]3.7風險risk發(fā)生危害的可能性和危害嚴重性的結合。[來源：IEC62619：2017，定義3.2]3.83T/CIAPS0016-2022傷害harm對人體健康、資產(chǎn)、或環(huán)境造成物理損壞或傷害。[來源：IEC62619：2017，定義3.3]3.9危害hazard潛在的傷害根源，包括短時間對人身和財物的傷害（如著火和爆炸），以及那些對人身健康長時間的損害（如有毒物質釋放）。[來源：IEC62619：2017，定義3.4，有修改]3.10漏液leakage可見的液體電解質漏出。[來源：GB40165-2021，定義3.21]3.11泄氣venting從預設的破裂或爆炸泄壓結構釋放電池單體、電池模塊、電池包或電池系統(tǒng)中過大的內(nèi)部壓力。[來源：IEC62619：2017，定義3.14，有修改]3.12熱失控thermalrunaway電池單體放熱連鎖反應引起的電池溫度不可控上升的現(xiàn)象。[來源：GB38031-2020，定義3.14]3.13破裂rupture由于內(nèi)部或外部因素引起電池包或電池系統(tǒng)外殼的機械損傷，導致內(nèi)部物質暴露或少量固體物質溢出，但沒有劇烈噴出。[來源：GB40165-2021，定義3.22，有修改]3.14起火fire電池單體、電池模塊、電池包或系統(tǒng)任何部位發(fā)生持續(xù)燃燒（單次火焰持續(xù)時間＞1s），火花及拉弧不屬于燃燒。[來源：GB38031-2020，定義3.11]3.15爆炸explosion突然釋放足量的能量產(chǎn)生壓力波或者噴射物，可能會對周圍區(qū)域造成結構或物理上的破壞。[來源：GB38031-2020,定義3.10]4T/CIAPS0016-20223.16預期應用intendeduse根據(jù)供應商提供的規(guī)范、說明和信息使用產(chǎn)品、過程或服務。[來源：IEC62619：2017，定義3.5]3.17合理的可預見濫用reasonablyforeseeablemisuse沒有按照供應商預期使用產(chǎn)品、過程或服務，但可能確實由于人類預期行為引起的。[來源：IEC62619：2017，定義3.6]3.18熱擴散thermalpropagation電池包或電池系統(tǒng)內(nèi)由一個電池單體熱失控引發(fā)的其余電池單體接連發(fā)生熱失控的現(xiàn)象。[來源：GB38031-2020，定義3.15]3.19本質安全intrinsicsafety優(yōu)化設計、制造等方案，達到電池單體不需要依靠外部措施即可保證安全的狀態(tài)。[來源：GB3836.4-2010，定義3.1.1，有修改]4縮略語及符號4.1縮略語下列縮略語適用于本文件。CAN：控制器局域網(wǎng)（ControllerAreaNetwork）EMS：能量管理系統(tǒng)（EnergyManagementSystem）FS：滿量程（FullScale）HSL：危害等級（HazardSeverityLevel）PCS：電能轉換系統(tǒng)（PowerConversionSystem）PTC：正溫度系數(shù)（PositiveTemperatureCoefficient）RS-485：485推薦標準（RecommendedStandard485）SOC：荷電狀態(tài)（StateOfCharge）WL：預警等級（WarningLevel）4.2符號下列符號適用于本文件。E：能量In：n小時率放電電流（A），其數(shù)值等于額定容量值的1/nTmax：電池監(jiān)測最高溫度Tuplimit：電池工作溫度上限5T/CIAPS0016-2022Umax：電池最大工作電壓δT：溫度變化5安全等級描述5.1電池系統(tǒng)安全測試結果等級描述按照第8章進行測試，測試過程中及結束后觀察1h內(nèi)現(xiàn)象符合表1危害分級條件，則判定為該危害等表1電池系統(tǒng)安全測試結果等級描述04.被測單元監(jiān)測最高溫度Tmax≤工作溫度上限Tuplimit（熱失控擴散測試除外）。1可逆功能失效或可逆性保護4.被測單元監(jiān)測最高溫度Tmax≤工作溫度上限Tuplimit（熱失控擴散測試除外）。2不可逆功能失2.熱擴散測試除觸發(fā)對象單體被觸發(fā)熱失控外，未擴散到其它相鄰4.被測單元監(jiān)測最高溫度Tmax＞工作溫度上限Tuplimit（熱失控擴散測試除外5.被測單元中電池包無變形、無起火/無碳32.熱擴散測試除觸發(fā)對象單體被觸發(fā)熱失控外，電池包內(nèi)部分擴散d到相鄰電42.熱擴散測試，除被測電池單體熱失控外，52.熱擴散測試，除被測電池單體熱失控外，被測電池包熱失控g，但未擴散到相鄰6a輕微漏液：被測單元測試前后質量損失≤總注液量50%；6T/CIAPS0016-2022c嚴重漏液：被測單元測試前后質量損失＞總注液量50%；e輕微變形：被測電池包或電池系統(tǒng)外觀尺寸任意方向最大形變量＜15%或輕微結構損壞；f嚴重變形：被測電池包或電池系統(tǒng)外觀尺寸任意方向最大形變量≥15%或外殼結構開裂；5.2電池系統(tǒng)安全預警等級描述電池系統(tǒng)熱失控預警能力根據(jù)8.3.2測試結果判定，具體定義如表2：表2電池系統(tǒng)熱失控預警等級能力Ⅱ被測電池系統(tǒng)觸發(fā)熱失控，0.5h≤提前告警Ⅲ被測電池系統(tǒng)觸發(fā)熱失控，5min≤提前告ⅣⅠ6通用安全設計要求6.1通用安全設計電池系統(tǒng)的安全測試應考慮以下兩個場景：a)預期應用；b)合理的可預見濫用。電池模塊、電池包和電池系統(tǒng)的設計和制造需同時確保在預期應用及合理的可預見濫用兩個情形下的安全性。建議在預期應用的情形下電池不僅要保證安全，也要確保各方面的功能性不受損壞；電池在合理的可預見濫用情形下可失去其功能性，但不能造成任何嚴重危害或災害。6.2絕緣和線束絕緣和線束應可承受最大預期電壓、電流、溫度、濕度和海拔的要求。電氣設計應確保導電體之間保持足夠的電氣間隙和爬電距離符合IEC60664-1低壓電氣安全設計規(guī)范。電池系統(tǒng)（電池單體/電池模塊/電池包/BMS）及其連接的機械完整性應充分考慮合理的可預見濫用情況。6.3泄氣設計電池模塊、電池包和電池系統(tǒng)的外殼宜具備壓力釋放能力或泄氣裝置，防止電池外殼破裂或爆炸。電池模塊、電池包或電池系統(tǒng)封裝和密封方法不應導致電池系統(tǒng)在正常運行期間出現(xiàn)過熱，結構也不應阻擋壓力的泄放。6.4溫度/電壓/電流管理7T/CIAPS0016-20226.4.1通用要求電池系統(tǒng)的設計應防止電池溫度異常升高，需確保系統(tǒng)中電池在制造商規(guī)定的電壓、電流和溫度范圍內(nèi)工作。注：必要時，需提供在充電和放電過程將電流限制6.4.2功能要求6.4.2.1采集功能電池系統(tǒng)應能監(jiān)測或者通過其他方式獲取電池的狀態(tài)數(shù)據(jù)，應包含但不限于電池系統(tǒng)總電壓、電池包電壓、電池模塊電壓、電池單體電壓、電池系統(tǒng)電流、電池包電流、電池模塊電流、電池系統(tǒng)及電池包內(nèi)部溫度等參數(shù)。6.4.2.2自檢功能電池系統(tǒng)應具有自檢功能，對主要功能進行初步篩查和識別，對嚴重影響使用和安全的功能異常給出告警。6.4.2.3信息交互功能電池系統(tǒng)宜具有與PCS、EMS、消防系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、電池等不同級別監(jiān)控單元之間信息交互的功能，通信協(xié)議應遵循相關規(guī)范。電池系統(tǒng)宜具備RS-485/CAN、硬接點等通信接口。6.4.2.4均衡功能電池系統(tǒng)應具有均衡功能，宜具有電池單體、電池模塊、電池包多級均衡功能。電池模塊完成均衡后，要求內(nèi)部不同電池單體間的動態(tài)壓差在充電時不大于10mV。6.4.3狀態(tài)參數(shù)精度6.4.3.1總電壓總電壓檢測精度應滿足±1%FS。6.4.3.2總電流總電流檢測精度應滿足±0.5%FS。6.4.3.3電池單體電壓電池單體電壓檢測精度應滿足±0.2%FS，且最大誤差的絕對值應不大于5mV。6.4.3.4溫度~對于電池系統(tǒng)，在-20℃~65℃（包含-20℃和65℃)范圍內(nèi)溫度檢測精度應滿足±1℃;在-40℃~20℃以及65℃~125℃（或電池管理系統(tǒng)標定的最高測量溫度）范圍內(nèi)，溫度檢測精度應滿足±3℃,采樣周期應不大于1s。6.4.3.5SOC估算電池系統(tǒng)SOC估算的累積誤差應不大于5%。6.4.3.6絕緣電阻8T/CIAPS0016-2022針對標稱總電壓400V及以上的電池系統(tǒng)，絕緣電阻檢測相對誤差應不大于±20%；而針對標稱總電壓400V以下的電池系統(tǒng)，絕緣電阻檢測相對誤差不大于±30%。若絕緣電阻不大于50kΩ,檢測精度應滿足±10kΩ。注：如電池系統(tǒng)在低絕緣狀態(tài)下僅具備絕緣報警功能，可不6.4.4故障診斷電池系統(tǒng)應具有故障診斷、故障信息記錄以及故障處理功能，如故障上報、實時警示和故障保護等。故障診斷的基本項目不限于表3所列項目，可由BMS或其他安全管理系統(tǒng)共同完成。表3電池系統(tǒng)故障診斷試驗項目123456放電電流（功率）大于最大放電電流（功率）值789b制造商可以自行規(guī)定故障項目的具體名稱、故障等級劃分以及相關故障條件的設定值。6.5電池單體、電池模塊、電池包集成為電池系統(tǒng)為充分減少電池系統(tǒng)集成時的風險，電池單體、電池模塊或電池包集成為電池系統(tǒng)時應遵守以下規(guī)a)每一個電池系統(tǒng)應具有獨立的控制和保護策略；b)電池制造商應提供有關電流、電壓和溫度使用范圍的建議，以便電池系統(tǒng)制造商/設計人員可以確保適當?shù)脑O計和集成；c)電池單體串聯(lián)連接的電池模塊，或電池模塊串聯(lián)連接的電池包，應具備電池單體或電池模塊的檢測電路，防止電池單體或電池模塊異常放電；d)應適當添加保護電路器件，并應充分考慮到終端設備的應用場景。6.6電池系統(tǒng)中電池安全運行范圍電池制造商應標明電池安全運行范圍，電池系統(tǒng)制造商設計電池系統(tǒng)時應符合電池安全運行范圍。電池安全運行范圍在附錄C中有詳細說明。6.7電池包/電池系統(tǒng)端子9T/CIAPS0016-2022端子需在電池包或電池系統(tǒng)外表面有清晰的極性標記。端子的大小及形狀設計應確保其最大載流能力需求，外端子表面應采用具備良好機械強度及防腐的導電材料，端子位置的選擇應盡可能減小短路的風險，例如減小金屬工具會導致短路的風險。注：對于需要連接特定終端產(chǎn)品的特配外部連接器設計，如果已有防極性反接的防呆設7試驗條件7.1通用要求電池的工作環(huán)境應無腐蝕性、爆炸性和破壞絕緣的氣體及導電塵埃，并遠離高熱源。7.2試驗環(huán)境條件除非另有規(guī)定，試驗一般在下列條件下進行：a)溫度：25℃±5℃;b)相對濕度：15%~90%；c)氣壓：80kPa~106kPa。7.3測量儀器儀表精度測量儀器儀表應符合下列要求：a)測試儀器儀表應校準合格，并在有效期內(nèi)；b)測試過程中使用的電池模擬系統(tǒng)，需滿足以下條件：1)電池電壓模擬設備穩(wěn)壓精度小于1mV，工頻紋波電壓小于0.5mV，響應時間小于50ms；2)電池電壓模擬設備能輸入和輸出電流不小于被測試設備均衡電流；3)總電流模擬設備穩(wěn)流精度小于0.5%FS，響應時間小于10ms；4)總電壓模擬設備穩(wěn)壓精度小于0.5%FS，工頻紋波系數(shù)小于0.05%，響應時間小于100ms。b)所用儀器、儀表、測量設備精度參數(shù)應符合下列要求：1)電壓測量裝置±0.5%FS；2)電流測量裝置±0.5%FS；3)溫度測量裝置±0.5℃;4)時間測量裝置±0.1%FS；5)質量測量裝置±0.1%FS；6)尺寸測量裝置±0.1%FS。7.4標準充放電條件7.4.1電池包標準充電方法電池包標準充電步驟如下：a)被測單元在25℃±5℃下擱置5h或表面溫度在30min內(nèi)變化≤2℃;b)以制造商規(guī)定的放電電流或恒定功率放電至電池包的放電終止電壓或任一電池單體的放電終止電壓，擱置30min；c)以制造商規(guī)定的充電電流恒流充電至總壓或電池單體電壓達到制造商規(guī)定的終止電壓或跳轉電壓，轉恒壓充電至電流降至制造商規(guī)定的截止電流或達到100%SOC。7.4.2電池系統(tǒng)標準充電方法T/CIAPS0016-2022電池系統(tǒng)標準充電步驟如下：a)被測單元在25℃±5℃下擱置5h或表面溫度在30min內(nèi)變化≤2℃;b)以制造商規(guī)定的放電電流或恒定功率放電至任一電池單體或電池包的放電終止電壓或BMS停止放電，擱置30min；c)以制造商規(guī)定的充電電流恒流充電至制造商規(guī)定的終止電壓或跳轉電壓，轉恒壓充電至電流降至制造商規(guī)定的截止電流或直至電池系統(tǒng)達到100%SOC時BMS停止充電。7.4.3電池包標準放電方法電池包標準放電步驟如下：a)在25℃±5℃下擱置5h或被測單元表面溫度在30min內(nèi)變化≤2℃;b)以制造商規(guī)定的放電電流或恒定功率放電至電池包的放電終止電壓或任一電池單體的放電終止電壓。7.4.4電池系統(tǒng)標準放電方法電池系統(tǒng)標準放電步驟如下：a)在25℃±5℃下擱置5h或被測單元表面溫度在30min內(nèi)變化≤2℃;b)以制造商規(guī)定的放電電流或恒定功率放電至任一電池單體或電池包的放電終止電壓或BMS停止放電。8試驗方法8.1環(huán)境及可靠性試驗方法8.1.1耐壓性能試驗耐壓性能試驗步驟如下：a)被測單元按照7.4.2中的充電方法充電至100%SOC；b)將被測單元的電源斷開，主電路的開關和控制設備閉合或旁路，半導體器件和不能承受規(guī)定電壓的元件斷開或旁路；安裝在帶電部件和裸露導電部件之間的抗擾性電容器不應斷開；c)在被測單元正極與外部裸露可導電部分之間和被測單元負極與外部裸露可導電部分之間施加試驗電壓，試驗開始時施加的電壓不應大于規(guī)定值的50%，然后在幾秒之內(nèi)將試驗電壓平穩(wěn)增加至規(guī)定的最大值并保持5s；試驗電壓可采用交流電壓或等于規(guī)定交流電壓峰值的直流電壓，交流或直流試驗電壓有效值不應大于規(guī)定值的5%，規(guī)定值參考GB/T36276、IEC60664-1選取，不由主電路直接供電的輔助電路如表4所示，由主電路直接供電的輔助電路如表5所示；其中，交流電壓應為頻率為45Hz~62Hz的正弦波，交流電源應具有足夠的功率以維持試驗電壓，可不考慮漏電流；d)被測單元開機功能自檢，如功能正常則按照7.4.2和7.4.4中的充放電方法進行一次標準充放表4不由主電路直接供電的輔助電路試驗電壓值VVT/CIAPS0016-2022表5由主電路直接供電的輔助電路試驗電壓值VVV8.1.2低氣壓試驗在電池系統(tǒng)所有保護功能正常狀態(tài)下進行如下步驟：a)被測單元按照7.4.4中的放電方法放電至截止電壓；b)將被測單元放入低氣壓箱中，將氣壓調節(jié)至4000m海拔高度或同等高度的氣壓條件，溫度為25℃±5℃,進行不少于一個標準充放電循環(huán)；c)測試結束后觀察1h；8.1.3鹽霧試驗在電池系統(tǒng)所有保護功能正常狀態(tài)下進行如下步驟：a)被測單元按照7.4.2中的充電方法充電至滿電態(tài)；b)采用氯化鈉（化學純或分析純）和蒸餾水（或去離子水）配置鹽溶液，濃度為5%±0.1%（質量分數(shù)），溫度為20℃±2℃時，溶液的pH值應在6.5~7.2范圍內(nèi)；c)將被測單元放入鹽霧箱，在15℃~35℃下噴鹽霧2h；d)噴霧結束后，將被測單元轉移到濕熱箱中貯存20h~22h，完成1次噴霧貯存循環(huán)，濕熱箱溫度設定為40℃±2℃、相對濕度設定為93%±3%；e)重復步驟c）~d）3次，累計執(zhí)行4次循環(huán)；f)將被測單元在溫度為23℃±2℃、相對濕度為45%~55%的條件下貯存3天；g)重復步驟c）~f）3次，累計執(zhí)行4次循環(huán)；h)觀察1h；i)進行絕緣測試，絕緣阻值＞1MΩ,開機功能檢查，如功能正常，進行3次標準循環(huán)；j)測試結束后觀察1h。8.1.4高溫高濕試驗在電池系統(tǒng)所有保護功能正常狀態(tài)下進行如下步驟：a)被測單元按照7.4.2中的充電方法充電至滿電態(tài)；b)將被測單元放入濕熱箱中，在溫度為45℃±2℃、相對濕度為93%±3%的條件下貯存3天；d)開機功能檢查，如功能正常，進行3次標準循環(huán)；T/CIAPS0016-2022e)測試結束后觀察1h。8.1.5溫濕度交變試驗在電池系統(tǒng)所有保護功能正常狀態(tài)下進行如下步驟：a)被測單元按照7.4.2中的充電方法充電至滿電態(tài)；b)參考GB/T2423.4-2008執(zhí)行試驗，見圖1。其中最高溫度為80℃,循環(huán)次數(shù)5次。c)觀察1h，并進行功能檢查，如功能正常進行3次標準充放電循環(huán)。d)測試結束后觀察1h。圖1溫濕度循環(huán)8.2安全試驗方法8.2.1試驗樣品要求被測單元可為電池包或電池系統(tǒng)。如果被測單元具有兩重或兩重以上主動保護功能，需在保護功能單一故障條件下進行測試，如僅具備一重主動安全保護功能，需在該保護功能旁路條件下進行測試，被測單元可帶有被動保護裝置。單一故障設置，應參考IEC61882對被測單元進行FMEA分析，確定器件故T/CIAPS0016-2022障的可能對測試結果造成風險，基于可預見的故障模式對保護電路的器件進行單一故障（即開路、短路、旁路或其他故障手段）。8.2.2過充電試驗過充電試驗步驟如下：a)被測單元按照7.4.2中的充電方法充電至100%SOC；b)被測單元以產(chǎn)品的最大持續(xù)充電電流，恒流方式充電至任意一顆電池單體達到最高充電電壓的1.5倍或200%SOC或保護動作或HSL5以上風險，優(yōu)先發(fā)生即停止測試；8.2.3過放電試驗過放電試驗步驟如下：a)被測單元按照7.4.4中的放電方法放電至截止電壓；b)被測單元以產(chǎn)品的最大持續(xù)放電電流，恒流方式放電90min或保護裝置動作或達到HSL5以上風險，優(yōu)先發(fā)生即停止測試；8.2.4過電流試驗過電流試驗步驟如下：a)被測單元按照7.4.4中的放電方法放電至50%SOC；b)被測單元以120%最大持續(xù)電流的恒流充電，直至過流保護將電路切斷或達到HSL5以上風險，優(yōu)先發(fā)生即停止測試；8.2.5短路試驗短路試驗步驟如下：a)被測單元按照7.4.2中的充電方法充電至100%SOC；b)在被測單元的正負極端子之間進行短路，調整短路阻值為30mΩ±10mΩ,短路接通時間<100ms，并持續(xù)6h或被測單元表面溫度恢復到25℃±10℃范圍內(nèi)；8.2.6部分短路試驗部分短路試驗步驟如下：a)被測單元按照7.4.1中的充電方法充電至100%SOC；b)在被測單元中兩個相鄰串聯(lián)電池單體之間進行短路，調整短路阻值為10mΩ±5mΩ或達到2倍最大放電電流，短路接通時間＜100ms，短路持續(xù)6h或電池單體表面溫度恢復到25℃±10℃范圍內(nèi)；8.2.7不均衡充電試驗不均衡充電試驗步驟如下：a)被測單元按照7.4.2中的充電方法充電至50%SOC；b)將其中一個電池包按照7.4.3中的放電方法放電至0%SOC，制造不均衡條件；T/CIAPS0016-2022c)以制造商規(guī)定的最大充電電流對被測單元進行充電至保護裝置動作或滿電態(tài)或達到HSL5以上風險，優(yōu)先發(fā)生即停止測試；8.2.8運輸?shù)湓囼炦\輸?shù)湓囼灢襟E如下：a)被測單元按照7.4.1中的充電方法充電至100%SOC；b)將被測單元升高至離地面垂直高度為1.2m的半空向水泥地面或混凝土地面掉落一次，跌落都在最短的邊或安裝場景最嚴酷的面進行；8.2.9安裝跌落試驗安裝跌落試驗步驟如下：a)被測單元按照7.4.1中的充電方法充電至100%SOC；b)根據(jù)應用場景將被測單元升高至離地面垂直高度為1.5m或2m或2.5m的半空向水泥地面或混凝土地面掉落一次，跌落都在最短的邊或安裝場景最嚴酷的面進行；8.2.10熱失控擴散試驗8.2.10.1電池包級熱失控擴散試驗電池包熱失控擴散試驗中，電池包內(nèi)部電池單體溫度監(jiān)控點參考GB38031-2020附錄C.5.3.5，電池包外部應對六個表面的中心位置進行溫度監(jiān)測，監(jiān)測點溫度定義為六個監(jiān)測點的最高溫度，監(jiān)測點溫升速率定義為六個監(jiān)測點中溫升速率最高點的溫升速率；測試前后被測單元質量、被觸發(fā)電池單體電壓及電池包總壓需要被監(jiān)測和記錄；測試過程中應盡量小的對電池包進行改造，改造不得影響電池包的被動安全保護功能，如改造可能造成電池包無法正常充電，應在改造前將電池包充至滿電態(tài)。電池包熱失控試驗步驟如下：a)可采用如下熱失控觸發(fā)方式：1)加熱觸發(fā)熱失控：滿功率加熱升溫至加熱裝置側達到300℃,并保持直至觸發(fā)電池單體發(fā)生熱失控，停止加熱，或在該溫度下保持4h，觸發(fā)電池單體無熱失控現(xiàn)象發(fā)生，則停止加熱。加熱板或加熱棒等加熱裝置的功率參考GB38031-2020附表C.2，如表6所示。表6加熱器功率表>6002)過充觸發(fā)熱失控：將觸發(fā)電池單體以制造商宣稱的最大充電電流，恒流充電至200%SOC或單一故障狀態(tài)下可能達到的電池單體最大充電電壓停止充電或電池保護裝置動作切斷充電；T/CIAPS0016-20223)針刺觸發(fā)熱失控：采用Φ3mm~8mm的鋼針，針尖角度20°~60°,針刺速度：0.1mm/s~10mm/s針刺被觸發(fā)電池單體，并保持鋼針停留在被觸發(fā)電池單體中1h或被觸發(fā)電池單體發(fā)生熱失控或觸發(fā)電池單體溫度恢復至25℃±10℃范圍內(nèi)，以優(yōu)先到達的為停止測試條件；b)若測試過程中發(fā)生起火、爆炸現(xiàn)象，試驗應終止并依據(jù)現(xiàn)象進行安全危害等級HSL判定；若測試結束時尚未發(fā)生起火、爆炸現(xiàn)象，則觀察1h；c)被觸發(fā)電池采用以上三種方式均不能觸發(fā)熱失控，則判定為該電池本質安全。電池單體/電池包熱失控判定方法如下：測試過程中或測試結束1h內(nèi)，出現(xiàn)a）+c）或b）+c）時，判定被觸發(fā)電池單體/電池包發(fā)生熱失控。a)被監(jiān)測電池單體/電池包產(chǎn)生電壓降，且下降值超過初始電壓的25%；b)監(jiān)測點溫度達到制造商規(guī)定的最高工作溫度；c)監(jiān)測點的溫升速率dT/dt≥1℃/s，且持續(xù)3s以上。8.2.10.2電池系統(tǒng)級熱失控擴散試驗如果電池包級熱失控擴散測試過程中或測試后觀察1h時間內(nèi)，未發(fā)生電池包級熱失控，且距離被測單元100mm距離環(huán)氧板溫度不滿足＞97℃且持續(xù)3s以上，則不需要進行電池系統(tǒng)級熱失控擴散測試；電池系統(tǒng)熱失控試驗步驟如下：a)被測單元按照7.4.1中的充電方法充電至滿電態(tài)，如圖2所示按照電池系統(tǒng)實際安裝位置和安裝距離擺放；監(jiān)測被測單元中所有電池包的電壓、溫度；b)采用8.2.10.1所述的熱失控觸發(fā)方法，觸發(fā)目標電池包熱失控，直至熱失控擴散到相鄰電池包，或熱失控自然終止，并且被測單元溫度降低至50℃以下范圍內(nèi)，停止測試并依據(jù)現(xiàn)象進行安全危害等級HSL判定，過程中不人為滅火和熱失控抑制。圖2電池系統(tǒng)級熱失控被測單元布局圖T/CIAPS0016-2022電池系統(tǒng)熱失控判定方法如下：當a）+c）或b）+c）發(fā)生時，判定電池系統(tǒng)發(fā)生熱失控。a)與觸發(fā)對象相鄰電池包中，電池單體/電池包產(chǎn)生電壓降，且下降值超過初始電壓的25%；b)監(jiān)測點溫度達到制造商規(guī)定的最高工作溫度；c)監(jiān)測點的溫升速率dT/dt≥1℃/s，且持續(xù)3s以上。8.3故障診斷及安全預警試驗方法8.3.1故障診斷試驗通過電池模擬裝置進行如下步驟：a)將BMS接入電池模擬裝置，若有其他安全管理系統(tǒng)參與故障診斷可共同接入；b)依次注入表3所列故障觸發(fā)條件，記錄響應故障及觸發(fā)條件，確認故障診斷功能。8.3.2安全預警試驗在電池系統(tǒng)中BMS及其他安全管理系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下進行如下步驟：a)被測單元按照7.4.2和7.4.4中充放電方法在80%SOC~100%SOC區(qū)間范圍內(nèi)進行充放電循環(huán)；b)被測單元中采用低速加熱的方法觸發(fā)單體熱失控，并監(jiān)測和記錄觸發(fā)對象單體的電壓、溫度及電池系統(tǒng)總壓，作為熱失控的判定依據(jù)；加熱器可以為加熱片或加熱絲等，方形及軟包電池以大面為被加熱面，圓柱電池以圓柱側邊為被加熱面，加熱器面積不大于1/2被加熱面面積，加熱器布置在距離電池邊緣距離≥10mm，如圖3所示，加熱器布置遠離被測單元中NTC。加熱器溫度≥300℃,加熱器功率選擇參考表7，觸發(fā)對象單體溫升速率＜0.5℃/min。c)測試過程中全程開啟BMS，通過BMS采集數(shù)據(jù)，監(jiān)控電池狀態(tài)，進行熱失控故障診斷及預警，根據(jù)BMS安全預警至熱失控提前的時間判定安全預警能力。234≥10mm圖3加熱器及溫度測試布局圖表7低速加熱器功率表8.4異常保護功能試驗方法T/CIAPS0016-20228.4.1過壓保護試驗在電池系統(tǒng)正常運行工況下（BMS控制電池系統(tǒng)的主開關在閉合狀態(tài)；如有冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)需正常運行）進行如下步驟：a)被測單元按照7.4.4中的放電方法放電至截止電壓；b)按照最大電流進行充電直至觸發(fā)BMS保護或達到110%充電截止電壓；c)被測單元的數(shù)據(jù)讀取與監(jiān)控應在充電過程終止后繼續(xù)維持運行1h，被測單元測試過程中應可保持所有設計功能均可正常運行；d)測試過程BMS主動過壓保護切斷充電過程，則測試通過，BMS具備過壓保護功能；如在電壓達到110%充電截止電壓后仍未被BMS主動切斷，則BMS不具備過壓保護功能。8.4.2過流保護試驗在電池系統(tǒng)正常運行工況下（BMS控制電池系統(tǒng)的主開關在閉合狀態(tài)；如有冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)需正常運行）進行如下步驟：a)被測單元按照7.4.4中的放電方法放電至50%SOC；b)被測單元按照120%的最大額定充電電流進行充電直至觸發(fā)BMS保護或充電1h；c)被測單元的數(shù)據(jù)讀取與監(jiān)控應在充電過程終止后繼續(xù)維持運行1h，被測單元測試過程中應可保持所有設計功能均可正常運行；d)測試過程BMS過流保護動作主動控制終止，則測試通過，BMS具備過流保護功能；如在測試方法的要求下進行1h充電仍未被BMS主動控制終止，則BMS不具備過流保護功能。8.4.3過熱保護試驗在電池系統(tǒng)正常運行工況下（BMS控制電池系統(tǒng)的主開關在閉合狀態(tài)；如有冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)需正常運行）進行如下步驟：a)被測單元按照7.4.4中的放電方法放電至50%SOC；b)將被測單元溫度升高至制造商規(guī)定的最高運行溫度+5℃以上，保持5h；c)被測單元持續(xù)充電直到BMS終止充電過程或充至滿電態(tài)；d)被測單元的數(shù)據(jù)讀取與監(jiān)控應在充電過程終止后繼續(xù)維持運行1h；e)測試過程中BMS過溫保護動作主動控制終止，則測試通過，BMS具備過溫保護功能；如在被測單元充電至滿電態(tài)前充電過程仍未被BMS主動控制終止，則BMS不具備過溫保護功能。9抽樣及檢測規(guī)則9.1測試環(huán)境安全要求概述在其工作區(qū)域之外使用電池系統(tǒng)可能會表現(xiàn)出電池造成的危險。為了制定安全的測試計劃，必須考慮到這些風險。試驗設施應具備足夠防爆保護設置和消防滅火系統(tǒng)，以維持試驗可能發(fā)生的超壓、爆炸和火災條件。設施應具有通風、換氣系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)，以清除和捕獲測試期間可能產(chǎn)生的氣體。執(zhí)行高壓電池系統(tǒng)測試應考慮高壓危險，操作人員應接受高壓安全培訓，并配備絕緣防護用品。警告：如果在沒有采取充分預防措施情況下進行測試可能會導致傷害。測試應由合格和經(jīng)驗豐富的技術人員進行，并采取充分的保護措施。為防止燒傷，應小心測試結果外殼可能超過75℃的電池單體或電池包。T/CIAPS0016-20229.2型式試驗9.2.1需進行型式試驗的情形有下列情況之一應進行型式試驗：a)新產(chǎn)品投產(chǎn)；b)廠址變更；c)停產(chǎn)超過一年復產(chǎn)；d)正式生產(chǎn)后，結構、工藝或材料有重大改變；e)合同約定。9.2.2試驗要求樣品數(shù)量試驗樣品要求如表8所示：表8試驗要求樣品數(shù)量試11111111111111111110標志、包裝、運輸與貯存10.1標志T/CIAPS0016-202210.1.1產(chǎn)品標志電池系統(tǒng)應有明顯的標志，應保證銘牌字跡在整個使用期內(nèi)不易磨滅，銘牌宜放在顯著位置，宜包含下列內(nèi)容：a)產(chǎn)品名稱、型號、商標或產(chǎn)品代號；b)產(chǎn)品主要技術參數(shù)；c)出廠編號；d)制造日期（批號）；e)制造廠名、廠址；f)使用年限。10.1.2包裝標志電池管理系統(tǒng)的外包裝上應有收發(fā)貨標志、包裝儲運標志和警示標志，按照GB/T191的相關規(guī)定執(zhí)行。10.2包裝10.2.1隨同產(chǎn)品供應的技術文件供應的技術文件宜包括：a)裝箱清單；b)產(chǎn)品使用維護說明書；c)安裝說明書；d)產(chǎn)品質量合格證；e)出廠檢驗記錄；f)交貨明細表；g)保修卡；h)用戶意見調查表。10.2.2產(chǎn)品包裝產(chǎn)品包裝應符合GB/T13384的規(guī)定。10.3運輸包裝好的產(chǎn)品在運輸過程中的溫度不宜超過制造商規(guī)定的貯存溫度范圍，相對濕度不大于95%。產(chǎn)品在運輸過程中，不應有劇烈振動、撞擊、傾斜或倒置。某些部件對運輸有特殊要求時應注明，以便運輸時采取措施。10.4貯存包裝好的產(chǎn)品應貯存在環(huán)境溫度為-25℃~+55℃,相對濕度不大于95%，周圍空氣中不含有腐蝕性、火災及爆炸性物質的室內(nèi)。如附帶有水冷卻設備，應排出試驗時殘留的冷卻水。產(chǎn)品運到現(xiàn)場后，應按照制造廠規(guī)定貯存，長期存放時應按照產(chǎn)品技術條件進行維護。T/CIAPS0016-2022（資料性）儲能用鋰離子電池系統(tǒng)范圍圖A.1儲能用鋰離子電池系統(tǒng)范圍圖T/CIAPS0016-2022（資料性）典型鋰離子電池系統(tǒng)結構圖B.1典型鋰離子電池系統(tǒng)結構圖T/CIAPS0016-2022（資料性）電池安全運行范圍本附錄C解釋了如何確定電池的工作區(qū)域，以確保電池的安全使用。工作區(qū)域由充電電壓上限、電池溫度等充電條件指定，確保電池的安全。系統(tǒng)制造商應按照電池單體制造商規(guī)定電池單體的安全運行電壓、電流、溫度制定安全控制策略。電池控制系統(tǒng)中還應提供適當?shù)谋Ｗo裝置和功能，以防止充電控制可能發(fā)生故障。工作區(qū)域的限制是為最低安全而指定的，并不同于充電電壓和溫度，以優(yōu)化電池的性能，如循環(huán)壽命。C.1充電電壓的考慮對電池施加充電電壓，以促進充電過程中的化學反應。但是，如果充電電壓過高，會發(fā)生過度的化學反應或副反應，電池發(fā)熱變得不穩(wěn)定。因此，電池單體不應超過電池單體制造商規(guī)定的值（即充電電壓的上限）。上限充電電壓應由電池單體制造商根據(jù)驗證測試設置，并顯示結果，例如：驗證正極材料晶體結構穩(wěn)定性的測試結果；驗證當電池單體以上限充電電壓充電時，鋰離子進入負極活性材料接受程度的測試結果；驗證在上限充電電壓下充電的電池單體在標準溫度范圍上限下，通過8.2所列安全測試項目進行測試，并符合每次測試的驗收標準。C.2溫度的考慮C.2.1高溫范圍當電池在高于標準溫度范圍的溫度下充電時，由于晶體結構的穩(wěn)定性較低，反應活性高，電池的安全性能往往會下降。因此，高溫范圍內(nèi)的電池充電應控制如下：當電池表面溫度在電池單體制造商規(guī)定的高溫范圍內(nèi)時，應用特定的充電條件，如較低的充電電壓和電流；當電池表面溫度高于高溫范圍的上限時，電池不應以任何電流充電、放電。C.2.2低溫范圍當電池在低溫范圍內(nèi)充電時，擴散速率降低，鋰離子嵌入負極材料的速率變得低，金屬鋰很容易沉積在石墨表面。此外，負極嵌鋰能力受溫度影響大，在低溫范圍內(nèi)嵌鋰能力降低。因此，低溫范圍內(nèi)的電池充電應控制如下：當電池的表面溫度在電池單體制造商規(guī)定的低