中國儲能網(wǎng)訊：我國首部儲能用鋰電池安全強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《電能存儲系統(tǒng)用鋰蓄電池和電池組安全要求》（20214450-Q-339）正式下達(dá)，目前該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過多輪討論、征求意見和審查，已提交報批即將發(fā)布。
由于正式稿還未公開公布，我們從征求意見稿（以下簡稱“文件”）出發(fā)進(jìn)行分析。
適用范圍：文件適用于風(fēng)光配儲、家庭儲能、并/離網(wǎng)大容量儲能等電能存儲系統(tǒng)用鋰蓄電池和電池組（額定能量通常在100kWh以上）。重點內(nèi)容提煉如下：
鋰蓄電池和電池組導(dǎo)致的危險包括：漏液、起火、爆炸、過熱及電擊。
文件主要從電池電安全、環(huán)境安全、電池組系統(tǒng)電安全3個方面進(jìn)行規(guī)定，在特定外部刺激下電池/電池組系統(tǒng)需要做到不起火、不爆炸、不漏液。
電池電安全試驗：高溫外部短路、過充電、強(qiáng)制放電
電池充滿電后，達(dá)到57℃±4℃后放置30min，電池溫度下降值達(dá)到峰值溫升的80%或短接時間達(dá)到6h后，觀察1h，電池應(yīng)不起火、不爆炸。
用制造商規(guī)定的最大充電電流充電，當(dāng)充電至1.5倍的充電上限電壓后持續(xù)恒壓充電1h或總充電時間達(dá)到1.5h時，電池應(yīng)不起火、不爆炸。
環(huán)境安全試驗：低氣壓、溫度循環(huán)、震動、加速度沖擊、重物沖擊、擠壓、針刺、熱濫用、跌落
電池按試驗要求充滿電后進(jìn)行環(huán)境安全試驗，在一定低氣壓、溫度循環(huán)、震動、加速度沖擊下，電池需不起火、不爆炸、不漏液。
在重物沖擊、擠壓、針刺、熱濫用、跌落等一定情況下，電池需不起火、不爆炸。
電池組系統(tǒng)電安全試驗：過壓充電控制、欠壓放電控制、過流充電控制、短路保護(hù)、反向連接保護(hù)、過熱控制
用推薦最大充電電流充電，充電電壓設(shè)置為超過充電上限電壓的1.1倍，3次測試，數(shù)據(jù)采集/監(jiān)視設(shè)備應(yīng)在充電結(jié)束后保持1h。樣品在測試過程中能正常工作，BMU/BMS應(yīng)在電池超過充電上限電壓前終止充電，電池組/系統(tǒng)不起火，不爆炸。
漏液：可見的液體電解質(zhì)的漏出
起火：從電池、模塊、電池包或電池組系統(tǒng)發(fā)出的持續(xù)時間大于1s的火焰
爆炸：電池或電池組的外殼劇烈破裂并且固體組件拋射出來產(chǎn)生的失效現(xiàn)象
熱失控：由放熱反應(yīng)引起的電池發(fā)生不可控溫升的現(xiàn)象
電池電安全
高溫外部短路/過充電/強(qiáng)制放電時
不起火、不爆炸
高溫外部短路
電池充滿電后，放置在57℃±4℃的環(huán)境中，待電池達(dá)到57℃±4℃后放置30min，然后用導(dǎo)線連接電池正負(fù)極端，并確保全部外部電阻不高于5mΩ。當(dāng)a）電池溫度下降值達(dá)到峰值溫升的80%或b）短接時間達(dá)到6h后（有爭議時選較嚴(yán)者），觀察1h，電池應(yīng)不起火、不爆炸。
過充電
將電池充滿電后，用制造商規(guī)定的最大充電電流充電。當(dāng)充電至1.5倍的充電上限電壓后持續(xù)恒壓充電1h或總充電時間達(dá)到1.5h時，電池應(yīng)不起火、不爆炸。
強(qiáng)制放電
將電池按照4.5.2規(guī)定的試驗方法放完電后，以1ItA的電流進(jìn)行反向充電至負(fù)的充電上限電壓（－Uup），反向充電時間共計90min。
如果在反向充電90min內(nèi)，電壓達(dá)到負(fù)的充電上限電壓（－Uup），應(yīng)當(dāng)通過減小電流保持該電壓繼續(xù)進(jìn)行反向充電，反向充電共計90min后終止試驗，如圖2情況1所示。
如果在反向充電90min內(nèi)，電壓未達(dá)到負(fù)的充電上限電壓（－Uup），則反向充電共計90min后終止試驗，如圖2情況2所示。電池應(yīng)不起火、不爆炸。
電池環(huán)境安全
震動/加速度沖擊/擠壓/針刺/跌落時
不起火、不爆炸
電池按試驗要求充滿電后進(jìn)行環(huán)境安全試驗，包括低氣壓、溫度循環(huán)、震動、加速度沖擊、重物沖擊、擠壓、針刺、熱濫用、跌落等，在規(guī)定條件下電池需不起火、不爆炸、不漏液。
低氣壓
將電池充滿電后，將電池放置于20℃±5℃的真空箱中，抽真空將箱內(nèi)壓強(qiáng)降低至11.6kPa，并保持6h。電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。
溫度循環(huán)
將電池充滿電后，將電池放置于20℃±5℃的可控溫的箱體中，重復(fù)以下兩個步驟，共循環(huán)10次，電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。
a）將實驗箱溫度升為72℃±2℃，并保持6h，溫度轉(zhuǎn)換時間不大于30min；
b）然后將實驗箱溫度降為-40℃±2℃，并保持6h，溫度轉(zhuǎn)換時間不大于30min；
對于大型電池，暴露于極端試驗溫度的時間至少應(yīng)為12h。
震動
將電池充滿電后，將樣品緊固在振動試驗臺上，進(jìn)行正弦振動測試，每個方向進(jìn)行12個循環(huán)，每個方向循環(huán)時間共計3h的振動。圓柱型電池按照其軸向和徑向兩個方向進(jìn)行振動試驗，方型電池和軟包裝電池按照三個相互垂直的方向進(jìn)行振動試驗。電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。
加速度沖擊
電池充滿電后，固定在沖擊臺上，進(jìn)行半正弦脈沖沖擊實驗，峰值加速度為150gn±25gn，脈沖持續(xù)時間為6ms±1ms。大型電池應(yīng)經(jīng)受峰值加速度50gn±8gn、脈沖持續(xù)時間11ms±2ms的半正波沖擊。電池每個方向進(jìn)行三次加速度沖擊試驗，接著在反方向進(jìn)行三次加速度沖擊試驗。電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。
重物沖擊
將電池按規(guī)定充滿電，靜置10min，再按照規(guī)定的試驗方法放出額定容量的50%后，將電池置于平臺表面，將直徑為15.8mm+0.1mm的金屬棒橫置在電池幾何中心上表面，采用重量為9.1kg+0.1kg的重物從610 mm+25mm的高處自由落體狀態(tài)撞擊放有金屬棒的樣品表面，重物沖擊試驗中圓柱型電池和方型電池電池放置示意圖如圖4所示，軟包裝電池參考方型電池。并觀察6 h。電池應(yīng)不起火、不爆炸。
擠壓
將電池按規(guī)定方法充滿電后，將電池置于兩個平面內(nèi)，垂直于極板方向進(jìn)行擠壓，兩平板間施加13.0kN±0.78kN的擠壓力，擠壓電池的速度為0.1mm/s。一旦壓力達(dá)到最大值或電池的電壓下降三分之一，即可停止擠壓試驗。試驗過程中電池應(yīng)防止發(fā)生外部短路。擠壓平面板尺寸應(yīng)能覆蓋樣品的被擠平面。試驗后觀察1h。電池應(yīng)不起火、不爆炸。
針刺
將電池按規(guī)定的方法充滿電后，用8mm的耐高溫鋼針（如鎢鋼，針尖的圓錐角為45°）、以1mm/s的速度，從垂直于電池極板的方向貫穿，貫穿位置宜靠近所刺面的幾何中心，鋼針停留在電池中，觀察1h。電池應(yīng)不起火、不爆炸。
熱濫用
將電池按規(guī)定的方法充滿電后，將電池放入試驗箱中。試驗箱試驗環(huán)境溫度以（5±2）℃/min的溫升速率進(jìn)行升溫，當(dāng)箱內(nèi)溫度達(dá)到（130±2）℃后恒溫，并持續(xù)1h。電池應(yīng)不起火、不爆炸。
跌落
按下表方式進(jìn)行跌落測試，試驗后觀察1h。樣品應(yīng)不起火、不爆炸。
電池組/電池組系統(tǒng)電安全
過壓充電/欠壓放電/過流充電/過熱控制
不起火、不爆炸
電池組系統(tǒng)電安全試驗項目包括過壓充電控制、欠壓放電控制、過流充電控制、短路保護(hù)、反向連接保護(hù)、過熱控制。
過壓充電控制
將樣品按照規(guī)定的試驗方法放完電后，用推薦最大充電電流充電，充電電壓設(shè)置為超過充電上限電壓的1.1倍。充電至BMU/BMS終止充電。將樣品進(jìn)行3次測試。
數(shù)據(jù)采集/監(jiān)視設(shè)備應(yīng)在充電結(jié)束后保持1h。試驗樣品的各項功能在測試過程中應(yīng)能完全按照設(shè)計正常工作。BMU/BMS在電池超過充電上限電壓前終止充電，不起火，不爆炸。試驗過程中保護(hù)系統(tǒng)符合保護(hù)策略發(fā)生不可恢復(fù)性的斷路也可判定為合格。
欠壓放電控制
將樣品按規(guī)定的試驗方法充滿電后，以0.2ItA放電至額定容量的30%。然后以規(guī)定的最大放電電流進(jìn)行放電。BMU/BMS在電池放電至放電截止電壓前終止放電。進(jìn)行3次測試。
數(shù)據(jù)采集/監(jiān)視設(shè)備應(yīng)在放電結(jié)束后保持1h。試驗樣品的各項功能在測試過程中應(yīng)能完全按照設(shè)計正常工作。BMU/BMS應(yīng)采取動作切斷放電電流。不起火，不爆炸。
過流充電控制
將樣品按照規(guī)定的試驗方法放完電后，用超過最大充電電流20%的電流進(jìn)行充電。將樣品進(jìn)行3次測試。數(shù)據(jù)采集/監(jiān)視設(shè)備應(yīng)在充電結(jié)束后保持1h。試驗樣品的各項功能在測試過程中應(yīng)能完全按照設(shè)計正常工作。BMU/BMS應(yīng)發(fā)現(xiàn)過流充電并將充電電流控制在最大充電電流以下(包括切斷充放電回路）。不起火，不爆炸。
短路保護(hù)
將樣品按定的試驗方法充滿電。樣品放置在室溫下，直至樣品溫度穩(wěn)定在25℃±5℃。短路樣品的正負(fù)極端子，外部短路電阻為（30mΩ±10mΩ）×模塊結(jié)構(gòu)系數(shù)（電池串聯(lián)數(shù)/電池并聯(lián)數(shù)），或不大于5mΩ，取較高值。并確保全部外部電阻不高于100mΩ。試驗過程中監(jiān)測電池溫度變化，當(dāng)出現(xiàn)以下兩種情形之一時，試驗終止:
a）外殼溫度下降值達(dá)到峰值溫升的80%；
b）短接時間達(dá)到6h。
不破裂、不起火、不爆炸。當(dāng)有爭議時，a）和b）選較嚴(yán)者。
反向連接保護(hù)
將樣品按規(guī)定的試驗方法充滿電后，以0.2ItA放電至由電池組系統(tǒng)制造商規(guī)定的運輸或維護(hù)的荷電狀態(tài)。如有可能，切斷BMS和電池組系統(tǒng)的主電源。反接電池組系統(tǒng)的中一個樣品，電池組系統(tǒng)中的其他樣品保持正確的極性。打開BMS和電池組系統(tǒng)的主電源。以制造商規(guī)定的條件對電池組系統(tǒng)進(jìn)行充電，直至充滿或保護(hù)功能停止充電。電池組系統(tǒng)應(yīng)放置1h。如果電池組系統(tǒng)可以進(jìn)行放電，以制造商規(guī)定的最大放電電流進(jìn)行放電，直至電池組系統(tǒng)終止放電。電池組系統(tǒng)應(yīng)放置1h。如果電池組系統(tǒng)無法進(jìn)行放電，則放置1h，而不進(jìn)行放電。不破裂，不起火，不爆炸。
過熱控制
將樣品按規(guī)定的試驗方法放完電后，然后將樣品按照推薦的電流充電至額定容量的50%。使樣品的溫度上升至比最大工作溫度高5℃，在此高溫下繼續(xù)充電至BMS終止充電。數(shù)據(jù)采集/監(jiān)視設(shè)備應(yīng)在試驗結(jié)束后保持1 h（如BMS終止充電）。
BMU/BMS應(yīng)發(fā)現(xiàn)過高溫度并終止充電。試驗樣品的各項功能在測試過程中應(yīng)能完全按照設(shè)計正常工作。
