GBT34131 《电力储能用电池管理系统》征求意见稿

ICS27.180F19 中华人民共和国国家标准 GB/T34131—XXXX 电力储能用电池管理系统 Batterymanagementsystemforelectricalenergystorage （征求意见稿） ××××-××-××发布××××-××-××实施 目次 前言I 1范围1 2规范性引用文件1 3使用环境2 4技术要求2 5试验方法10 6检验规则18 7标志、包装、运输与贮存21 8测试报告22 附录A（规范性）SOC/SOE估算误差测试23 附录B（规范性）均衡性能试验25 附录C（资料性）电池系统典型充放电工况27 附录D（资料性）测试报告28 前言 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。 本文件代替GB/T34131-2017《电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范》。与GB/T34131相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下： ——增加了铅蓄电池和液流电池的电池管理系统的功能指标以及试验方法； ——原标准未提出锂离子电池的电池管理系统试验方法，增加了锂离子电池电池管理系统技术要求的试验方法； ——修改了使用环境条件； ——增加了对所用测量仪器仪表的要求； ——增加了贮存温度要求； ——增加了海拔条件要求； ——增加了4.1.3电池管理系统架构图； ——增加了4.1.4规范化设计要求； ——增加了4.1.5接地要求； ——增加了4.1.6线束要求； ——删除5.2测量要求，增加了4.2.1采集功能和4.3.1采集指标要求，增加了5.2状态参数试验； ——删除5.3计算要求，增加了4.2.2状态估算功能和4.3.2状态估算指标要求，增加了5.3SOC估算误差试验，5.4均衡性能试验； ——删除5.4状态参数信息上送功能； ——增加了4.2.3均衡功能，4.3.3均衡功能指标要求和附录B均衡性能试验； ——增加了4.2.4控制功能，4.3.4控制功能指标要求和6.5控制指标试验； ——删除5.5故障诊断功能，增加了4.2.7故障诊断，4.3.7故障诊断要求和5.8故障诊断试验； ——删除了5.6电池的电气保护功能，增加了4.2.5保护功能，4.3.5保护功能指标要求和5.6保护功能试验； ——删除了5.7管理功能； ——删除了5.8统计功能； ——删除了5.9通信功能，增加了4.2.6通讯功能，4.3.6通讯指标要求和5.7通讯功能试验； ——删除5.11平均故障间隔时间，增加了4.3.10可靠性指标要求和5.10可靠性指标试验； ——删除5.12定值设置功能； ——删除5.13操作权限管理功能； ——删除5.14事件记录功能，删除5.15存储功能，增加4.2.8数据存储，4.3.8数据存储要求和5.9数据存储试验； ——删除5.16故障录波功能； ——修改了4.2.9显示功能； ——增加了软件升级功能 ——修改了5.18电磁兼容，并调整至4.4.3电磁兼容适应性，增加了“辐射骚扰”、“直流电源输入端口纹波抗扰度试验”、“阻尼振荡波抗扰度试验”、“阻尼振荡磁场抗扰度试验”和“脉冲磁场抗扰度实验”； ——删除了5.19绝缘耐压性能，增加了4.4.3绝缘耐压试验要求和5.14绝缘耐压性能试验； ——删除5.20耐湿热性能，增加了4.4.1环境适应性要求，增加了高温运行、低温运行和耐盐雾性能要求，增加了5.11环境适应性试验，相应增加了高温运行、低温运行和耐盐雾性能的试验方法； ——在4.3.1采集指标要求中，修改了单体电压误差要求，修改了了总电流误差要求，增加了液流电池总电流误差要求，增加了总电压误差和采样周期的要求，修改了温度误差要求，增加了液流电池温度误差要求，增加了液流电池系统压力、流量、液位的误差要求，增加了绝缘电阻误差和采样周期要求； ——增加了电池管理系统的SOC、SOE估算精度的测试方法； ——增加了电池管理系统的故障诊断功能及具体的故障诊断项目； ——增加了保护功能涵盖的范围，增加了与保护功能密切相关的自检功能、参数设定、掉电保持和元器件失效保持的功能，增加了液流电池的保护功能定义； ——增加了保护功能分级控制方法的要求，增加了保护功能的试验方法； ——增加了数据存储的数据种类、存储周期、存储分辨率和存储事件总量； ——增加了绝缘耐压测试中测试时间和测量部位，修改了绝缘耐压试验不同电压等级被测品施加的试验电压； ——增加电气性能测试：电源电压范围、电源中断、反向、短路等； 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国电力储能标准化技术委员会（SAC/TC550）提出并归口。 本文件起草单位：本文件主要起草人： 电力储能用电池管理系统 1范围 本文件规定了电力储能用电池管理系统的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输与贮存。 本文件适用于电力储能用锂离子电池、铅蓄电池、液流电池和燃料电池的管理系统，其他类型电池储能的电池管理系统可参照执行。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T191包装储运图示标志 GB/T2423.4电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db：交变湿热（12h＋12h循环）GB/T2423.18环境试验第2部分：试验方法试验Kb：盐雾，交变(氯化钠溶液) GB4824工业、科学与医疗设备射频骚扰特性限值和测量方法GB7251.1低压成套开关设备和控制设备第1部分：总则 GB/T13384机电产品包装通用技术条件 GB/T16935.1低压系统内设备的绝缘配合第1部分：原理、要求和试验GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 GB/T17626.9电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验 GB/T17626.10电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验 GB/T17626.17电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口纹波抗扰度试验GB/T17626.18电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡波抗扰度试验 GB/T17799.4电磁兼容通用标准工业环境中的发射 GB/T20438.1电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第1部分：一般要求GB/T28816燃料电池术语 GB/T36276电力储能用锂离子电池GB/T36280电力储能用铅炭电池 GB/T36558电力系统电化学储能系统通用技术条DL/T2488电力储能基本术语 3术语和定义 GB/T28816、GB/T36276、GB/T36280、GB/T36558、DL/T2488界定的术语和定义适用于本文件。 4使用环境 使用环境要求如下： a）工作温度：-20℃～+65℃；b）贮存温度：-40℃～+85℃；c）工作湿度：5%～95%RH，无凝露； d）海拔高度：海拔高度≤2000m；当海拔高度＞2000m时，应按照GB7251.1标准执行。 5技术要求 5.1总则 5.1.1电池管理系统应与电池的成组方式相匹配与协调，采用分层的拓扑配置方式，实现对全部电池运行状态的监测、控制和管理。 5.1.2电池管理系统各层级的功能由电池管理系统的拓扑配置情况决定，各层级之间应具有相互数据交互功能。 5.1.3锂电池和铅蓄电池的电池管理系统宜采用三层架构，见图1。液流电池管理系统宜采用两层架构，见图2。 图1锂电池和铅蓄电池的电池管理系统典型架构图 液流电池管理系统 电 电 电 电 电 电 电 电 电 电 电 电 电 电 电 电 池 池 池 池 池 池 池 池 池 池 池 池 池 池 池 池 堆 堆 堆 堆 堆 堆 堆 堆 堆 堆 堆 堆 堆 堆 堆 堆 数据采集 数据采集 电解液循 环系统消防系统 辅助系统 1 辅助系统 2 电解液循 环系统消防系统 辅助系统 1 辅助系统 2 电池模块 电池模块 电池模块管理单元 电池模块管理单元 液流电池储能系统管理单元 图2液流电池的电池管理系统典型架构图 5.1.4电池管理系统应可靠接地。 5.1.5电池管理系统线束应采用阻燃和防短路设计。 5.2功能要求 5.2.1电池管理系统应具有数据采集功能，具体如下： a）锂电池和铅蓄电池的电池管理系统应能实时监测电池的相关数据，包括但不限于电池单体电压、电池模块电压、电池模块电流、电池簇电压、电池簇电流、电池单体温度、绝缘电阻等参数。 b）液流电池管理系统应能实时监测液流电池系统的相关数据，包括但不限于电堆或模块电压、电流和电解液温度、压力、流量、液位等参数。 c）电池管理系统留有检测电池系统环境相关数据的接口，环境相关数据包括但不限于环境温度、环境湿度、可燃气体浓度、烟雾等参数。 5.2.2电池管理系统应具有估算功能，具体如下： a）电池管理系统应具有电池SOC的实时估算功能，宜具有SOE、SOH的估算功能。 b）电池管理系统宜具有可充放电量估算功能，电量统计功能和电池单位时间温度变化计算功能。 5.2.3电池管理系统应具有电能量统计功能，包括并不限于累计充放电量、单次充放电量等。 5.2.4锂电池和铅蓄电池的电池管理系统应具有均衡功能。 5.2.5电池管理系统应具有控制功能，具体如下： a）锂电池和铅蓄电池的电池管理系统应具有充放电功率控制和热管理控制功能，宜能与安防系统、温控系统等设备进行安全联动。 b）对于两簇以上电池直流端并联的锂电池和铅蓄电池，电池管理系统应具有电池簇间防环流保护功能，应能控制电池簇的投入和退出，实现对电池簇的维护。 c）液流电池管理系统应能控制电解液循环系统和热管理系统，能与相关环境监测设备进行安全联动。 d）液流电池管理系统应具有充放电功率响应功能，通过功率指标调节模块系统工艺参数，进行充放电。 5.2.6电池管理系统应具有保护功能，具体如下： a）电池管理系统应具有自检功能，应能对自身的参数和功能进行分析和判断，对严重影响使用和安全异常的情况给出预警，进行自我保护。 b）电池管理系统应具有参数设定功能，应能就地实现对电池系统运行参数、报警、保护值的设定，宜具备远程操作功能。 c）电池管理系统的计算数值应具有掉电保持功能。 d）当发生单一器件失效时，电池管理系统应能维持安全状态。 e）锂电池和铅蓄电池的电池管理系统应具有对电池系统的保护功能，当电池系统发生过压、欠压、压差过大、过流、过温、欠温、温差过大、绝缘、通讯等故障时，应能对系统进行保护，并发出告警信号或跳闸指令，实施故障就地隔离。 f）液流电池管理系统应具有对液流电池系统的保护功能，当电池系统发生电压、流量、压力、温度、液位、PH值、气体浓度等参数过高或过低，通讯、泄露等故障时，应能对系统进行保护，并发出告警信号或跳闸指令，实施故障就地隔离或相关保护。 5.2.7电池管理系统应具有通讯功能，具体如下： a）电池管理系统应具有与储能变流器、安防系统、温控系统、监控系统等设备进行信息交互的功能，通讯协议应遵循相关规范要求。 b）电池管理系统应具有备用通讯接口、数字量输入和输出的硬接点接口。 c）电池管理系统与储能变流器的通讯，接口形式宜采用CAN或RS-485，宜支持CAN2.0B /Modbus-RTU通信协议，同时宜具备一个硬接点接口。 d）电池管理系统与监控系统宜采用以太网通讯接口，宜支持ModbusTCP/IP或DL/T860或DL/T634.5104协议。 e）接受电网调度的储能系统中的电池管理系统协议应采用双网冗余设计。 5.2.8电池管理系统应具有故障诊断功能，能记录电池系