储能系统锂离子电池国内外安全标准对比分析
朱伟杰, 董缇, 张树宏

Comparative analysis of domestic and foreign safety standards for lithium-ion batteries for energy storage system
Weijie ZHU, Ti DONG, Shuhong ZHANG
表2 UL,IEC,GB储能系统锂离子电池安全标准对比-电池本体要求
项目 UL IEC GB
过充电 单故障下使用最大充电速率进行充电,过充电压110%,结果不应出现爆炸起火、易燃气体、有毒气体、绝缘击穿、泄漏、外壳破裂、失去保护控制现象 以0.2 I t A恒流放电至最终电压。然后以最大电流进行充电,设置电压超过电芯充电上限电压的10%。通过标准为不起火不爆炸 初始化充电后,恒流方式以1Crcn充电至任一电池单体电压达到充电终止电压的1.5倍或时间达到1 h,不起火不爆炸
过放电 以最大放电额定值对被测设备进行恒流/恒功率放电,直到被动保护装置动作,或最低的电芯电压/最高温度保护被触发,或被测设备在达到规定正常放电极限后再继续放电30 min 以1.0 I t A的恒定电流进行强迫放电90 min,在试验期间放电电压达到目标电压,电压应保持在目标电压,伴随着电流的减少直到试验时间结束 以1Crcn恒流方式放电至时间达到90 min或任一电池单体达到0 V时停止放电,不应有膨胀、冒烟、漏液、起火、爆炸现象
外短路 短路路径总电阻值最大不超过20 mΩ,完全放电(即放电到能量耗尽接近零状态),或者保护电路动作且模组中心温度达到峰值或经过了7 h达到稳定状态,或者发生起火或爆炸

采用总共不超过(30±10) mΩ的外部电阻连接正负极端子。

保持6 h或直到外壳温度从最高温度下降80%,取先到者。不应起火、爆炸

正负极外部短路10 min,外部线路电阻<5 mΩ

不应有膨胀、冒烟、漏液、起火、爆炸现象

温度相关 充放电极限温度试验:在最大充放电条件下应保持在规定的极限工况内,对温度敏感的关键安全器件应保持在其额定温度范围内,同时,可触及的表面温度不能超过安全界线

热滥用试验:满电状态以5 ℃/min速率由25 ℃升温至85 ℃下保持3 h,不起火爆炸;

过热控制:当电芯或电池的温度超过制造商规定的最高温,BMS应中断充电

加热试验(电芯):以5 ℃/min的速率由环境温度升温至130 ℃下保持30 min停止加热,观察1 h,无膨胀、冒烟、漏液、起火、爆炸。

电池模组无要求

内短路 无特定要求 对圆柱形电芯和方形电芯进行强制内短路试验不应引起着火、爆炸。(内短路和热失控扩散2选1) 无特定要求
热失控扩散 应能防止单电芯失效导致整个被测设备发生可见的火灾蔓延等重大危害,必做试验 热失控扩散:一个热失控事件不应导致电池系统起火。(内短路和热失控扩散2选1) 触发电池单体达到热失控的判断条件,不应起火爆炸
不平衡充电 在出现不平衡状态时应保持工作在规定的工作参数内,且不应出现爆炸起火、易燃气体、有毒气体、绝缘击穿、泄漏、外壳破裂、失去保护控制现象 无特定要求 无特定要求
跌落 按模组的重量选择不同的跌落高度进行试验,不应出现爆炸、起火、易燃气体、有毒气体、绝缘击穿、泄漏、外壳破裂现象。规定了地面的标准要求

按模组的重量选择不同的跌落方式、高度进行试验,不应出现爆炸、起火现象。

两种跌落方式:随机跌落、边角朝下跌落

将电池模块的正极或负极朝下从1.2 m高度处自由跌落水泥地面上1次,不应起火、爆炸。没有规定水泥面的标准要求