DB51 T 2191-2016 全钒液流电池通用检测方法.pdf

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1、 ICS 17.120.01 N 12 DB51 四川省地方标准 DB51/T 21912016 全钒液流电池通用检测方法 2016 - 06 - 24 发布 2016 - 07 - 01 实施 四川省质量技术监督局 发布 DB51/T 21912016 I 目 次 前 言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 . . 1 3 术语和定义 . . 1 4 检测方法 . . 2 附录 A（资料 性附录） 全钒液流电池检测报告格式 . 7 附录 B（资料 性附录） 全钒液流电池检测结果参考 . 9 DB51/T 21912016 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.12009

2、 进行编写与表述。 本标准由四川省经济和信息化委员会提出并归口。 本标准由四川省质量技术监督局批准。 本标准起草单位：中国测试技术研究院电子研究所、中国东方电气集团有限公司、西华大学。 本标准主要起草人：牛红涛、杨春生、孟令刚、房红琳、高艳、马素德。 DB51/T 21912016 1 全钒液流电池通用检测方法 1 范围 本标准规定了全钒液流电池的术语、定义和检测方法。 本标准适用于储能用全钒液流电池（以下简称电池） 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是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

3、。 GB/T 29840-2013 全钒液流电池 术语 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 全钒液流电池 vanadium flo w battery;VFB 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。 又称 全钒液流电池系统。 GB/T 29840-2013，定义 2.1 3.2 额定瓦时容量 rated ener gy capacity 充满电的电池以额定电流进行放电直至放电截止条件所放出的瓦时容量。 3.3 额定安时容量 rated ca pacity 充满电的电池以额定电流进行放电直至放电截止条件所放出的安时容量。 3.4 实际

4、安时容量 actual capacity 在规定的条件下，充满电的电池实际所能放出的安时容量。 3.5 库伦效率 coulomb efficiency 在规定的条件下，电池放电过程所放出安时数占充电过程所消耗安时数的百分比（DC-DC）。 GB/T 29840-2013，定义 2.22.8 DB51/T 21912016 2 3.6 电压效率 voltage e fficiency 在规定的条件下，电池的放电平均电压占充电平均电压的百分比。 GB/T 29840-2013，定义 2.22.9 3.7 能量效率 energy efficiency 在规定的条件下，电池放电过程所放出瓦时数占充电过

5、程所消耗瓦时数的百分比（DC-DC）。 3.8 容量保存率 capacity con servation rate 在规定的条件下，充满电的电池开路贮存后的放电安时容量占实际安时容量的百分比（DC-DC）。 3.9 充电截止电压 charge cut- off voltage 由制造厂商规定的表征电池充电过程终止的电压值。 3.10 放电截止电压 discharge cut -off voltage 由制造厂商规定的表征电池放电过程终止的电压值。 4 检测方法 4.1 检测条件 4.1.1 环境条件 检测环境条件如下： a) 环境温度：255； b) 压力：在正常大气压环境中； c) 相对湿度

6、：10%90%。 注： 除非另有规定，否则检测应在本标准规定的环境下进行。 4.1.2 测量仪器 测量仪器包括： a) 电压表：不低于 0.5 级，其内阻至少为 1000/V； b) 电流表：不低于 0.5 级； c) 温度测试仪：量程-1060，误差不大于1； d) 绝缘电阻测试仪：额定电压 500V，量程 200k100M，不低于 10.0 级； e) 计时器：按时、分、秒分度，误差不大于1s/hr； f) 钢卷尺，量程 5m，2 级； g) 称重仪表，1 级。 4.2 检测项目 DB51/T 21912016 3 电池检测项目按表1中的规定进行。 表1 检测项目表 序号 检测项目 出厂检

7、测 使用中检测 1 外观及外形尺寸 + + 2 实际安时容量 + - 3 库伦效率 + - 4 电压效率 + - 5 能量效率 + - 6 充电接受能力 + - 7 大电流放电能力 + - 8 电压一致性 + + 9 恒功率放电能力 + - 10 容量保存率 + - 11 安全 + + 注： “+”表示检测，“-”表示不检测。 4.3 外观及外形尺寸 用目测法检查电池的外观，并用量具对其外形尺寸进行测量，应符合附录B.1。 4.4 实际安时容量 实际安时容量检测方法如下： a) 以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 c V 时停止充电， 然后以额定电 流 I 对电池放电

8、至电池端电压达到规定的放电截止电压 d V 时停止放电； b) 再次以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 c V 时停止充电， 然后以额 定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 d V 时停止放电； c) 记录第二次充电和放电过程中的电压、电流和时间，每秒 采样一次，并按式(1)计算放出的实 际安时容量: a CIt= (1) 式中： I 额定电流，单位为安培 (A)； t 放电持续时间，单位为小时 (h)； a C 电池的实际安时容量，单位为安时 (Ah)。 实际安时容量检测结果参考附录 B.2.1。 4.5 库伦效率 根据 4.4 的检测数据，按充

9、电电流乘以充电时间计算充电安时容量 c C ，再按式(2)计算库伦效率： (C / C ) 100% cac = (2) 式中： c 库伦效率； a C 按 4.4 实验的实际安时容量，单位为安时(Ah)； c C 按 4.4 实验的充电安时容量，单位为安时(Ah)。 DB51/T 21912016 4 库伦效率检测结果参考附录 B.2.2。 4.6 电压效率 根据 4.4 的检测数据，按式(3)计算电压效率： (/)10%ac v VV = (3) 式中： v 电压效率； aV 按 4.4 实验的放电平均电压，单位为伏特(V)； cV 按 4.4 实验的充电平均电压，单位为伏特(V)。 电压

10、效率检测结果参考附录 B.2.3。 4.7 能量效率 根据 4.4 的检测数据，按式(4)、(5)和(6)计算能量效率： 1 ()/360 c t cctc t EUI = = (4) 1 ()/360 d t ddtd t EUI = = (5) ( ) 100% edc E/E = (6) 式中： c E 按 4.4 实验的充电瓦时，单位为瓦时(Wh)； ct U 在 t 时刻充电电压，单位为伏特(V)； ct I 在 t 时刻充电电流，单位为安培(A)； c t 充电持续时间，单位为秒(s)； d E 按 4.4 实验的放电瓦时，单位为瓦时(Wh)； dt U 在 t 时刻放电电压，单位

11、为伏特(V)； dt I 在 t 时刻放电电流，单位为安培(A)； d t 放电持续时间，单位为秒(s)； e 能量效率。 能量效率检测结果参考附录 B.2.4。 4.8 充电接受能力 充电接受能力检测方法如下： a) 以 1.2 倍额定电流对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 ca V 时停止充电；然后以 额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 d V 时停止放电； b) 再次以 1.2 倍额定电流对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 ca V 时停止充电；然 后以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 d V 时停止放电； c) 记录

12、第二次放电过程的电压、 电流和时间， 并按放电电流乘以放电时间计算放电安时容量 ca C ， 按式(7)计算充电接受能力： ( / C ) 100% ccaa RC= (7) 式中： a C 按 4.4 实验的实际安时容量，单位为安时(Ah)； ca C 电池以 1.2 倍额定电流充电后所放出的安时容量，单位为安时(Ah)； DB51/T 21912016 5 c R 充电接受能力。 充电接受能力检测结果参考附录 B.2.5。 4.9 大电流放电能力 大电流放电能力检测方法如下： a) 以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 c V 时停止充电， 然后以额定电 流 I 对

13、电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 d V 时停止放电； b) 再次以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 c V 时停止充电，然后以 1.5 倍额定电流对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 d V 时停止放电； c) 记录第二次放电过程中的电压、电流和时间，每秒采样一次，并按式(8)计算放电安时容量： 1.5 L CIt= (8) 式中： I 额定电流，单位为安培(A)； t 放电持续时间，单位为小时(h)； L C 电池以 1.5 倍额定电流放电所放出的安时容量，单位为安时(Ah)。 大电流放电能力检测结果参考附录 B.2.6。 4.10 电压一致性

14、电压一致性检测方法如下： a) 以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 c V 时停止充电； b) 静置 30 分钟后，用电压测量装置测量电池各个单体电池的电压，检测结果参考附录 B.2.7。 4.11 恒功率放电能力 恒功率放电能力检测方法如下： a) 以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 c V 时停止充电； 然后以额定电 流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 d V 时停止放电； b) 再次以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 c V 时停止充电； 然后以额 定功率 P 对电池放电至电池端电压达到规定的

15、放电截止电压 d V 时停止放电； c) 记录第二次放电过程的电压、电流和时间，每秒采样一次，并按式(9)计算放电安时容量: 1 /3600 d t wt t CI = = (9) 式中： t I 在 t 时刻放电电流，单位为安培(A)； d t 放电持续时间，单位为秒(s)； w C 恒功率放电所放出的安时容量，单位为安时(Ah)。 恒功率放电能力检测结果参考附录 B.2.8。 4.12 容量保存率 容量保存率检测方法如下： a) 以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 c V 时停止充电，在 255 环境中将电池开路静置 8d； DB51/T 21912016 6 b

16、) 以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到规定的放电截止电压 d V 时停止放电，记录放电过 程的电压、电流和时间，每秒采样一次，按放电电流乘以放电时间计算放电安时容量 k C ，按 式(10)计算容量保存率： ( ) 100% ka RC/C= (10) 式中： R 容量保存率； a C 按 4.4 实验的实际安时容量，单位为安时(Ah)； k C 静置后的放电安时容量，单位为安时(Ah)。 容量保存率检测结果参考附录 B.2.9。 4.13 安全 4.13.1 过放电 过放电检测方法如下： a) 以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 c V 时停止充电； b)

17、以额定电流 I 对电池放电至电池端电压达到 0.6 倍额定电压时停止放电，检测结果参考附录 B.2.10 a)。 4.13.2 过充电 以额定电流 I 对电池充电至其中一个单体电池电压达到1.8V时停止充电， 检测结果参考附录B.2.10 b)。 4.13.3 绝缘电阻测量 用绝缘电阻测试仪测量电池正和负极端钮对外壳的绝缘电阻，检测结果参考附录B.2.10 c)。 4.13.4 防爆能力 防爆能力检测方法如下： a) 检测应在确认安全措施得以保证后进行； b) 以额定电流 I 对电池充电至电池端电压达到规定的充电截止电压 c V 后继续充电； c) 用 24V 直流电源在储液罐附近熔断 1A3

18、A 的保险丝， 反复检测 2 次， 检测结果参考附录 B.2.10 d)。 DB51/T 21912016 7 A A 附 录 A （资料性附录） 全钒液流电池检测报告格式 报告编号 检测证书号 制造商名称 制造时间 年 月 日 型 号 出厂编号 额定电压(V) 额定电流(A) 额定功率(W) 额定安时容量(Ah) 环境温度() 相对湿度(%) 表A.1 检测数据 检测项目 检测结果 1. 外观及外形尺寸 合格 / 不合格 2. 实际安时容量(Ah) 充电截止电压 c V (V) 放电截止电压 d V (V) 3. 库伦效率(%) 4. 电压效率(%) 5. 能量效率(%) 6. 充电接受能力

19、(%) 充电截止电压 ca V (V) 放电安时容量 ca C (Ah) 7. 大电流放电能力 放电安时容量 L C (Ah) 放电持续时间(s) 8. 电压一致性 各个单体电池电压(V) 9. 恒功率放电能力 恒功率放电安时容量 w C (Ah) 10. 容量保存率(%) 11. 过放电 合格 / 不合格 12. 过充电 合格 / 不合格 13. 绝缘电阻测量 合格 / 不合格 DB51/T 21912016 8 14. 防爆能力 合格 / 不合格 综合评判 DB51/T 21912016 9 B B 附 录 B （资料性附录） 全钒液流电池检测结果参考 B.1 外观及外形尺寸 电池外观不得

20、有裂纹，应清洁无酸液，且标志清晰、正确，电池外形尺寸应符合制造厂商的规定。 B.2 检测数据参考 B.2.1 实际安时容量 电池实际所能放出的安时容量不低于额定安时容量的95%。 B.2.2 库伦效率 库伦效率不低于制造厂商规定值的90%。 B.2.3 电压效率 电压效率不低于制造厂商规定值的90%。 B.2.4 能量效率 能量效率不低于制造厂商规定值的90%。 B.2.5 充电接受能力 在充电接受能力检测中，电池所能放出的安时容量不低于制造厂商规定值的95%。 B.2.6 大电流放电能力 在大电流放电能力检测中，放电持续时间不低于制造厂商规定值的95%。 B.2.7 电压一致性 充满电后，每个单体电池电压与制造厂商规定的对应单体电池电压之间的差值均小于该规定值的 10%。 B.2.8 恒功率放电能力 充满电后， 电池以额定功率放电至规定的放电截止条件时所能放出的安时容量不低于制造厂商规定 值的95%。 B.2.9 容量保存率 电池容量保存率不低于制造厂商规定值的95%。 B.2.10 安全 DB51/T 21912016 10 安全性能检测包括以下内容： a) 过放电检测中，不应有爆炸、起火及漏液现象； b) 过充电检测中，不应有爆炸、起火及漏液现象； c) 绝缘电阻应不小于 10M； d) 防爆能力检测中，不应有爆炸、起火及漏液现象。 _ DB51/T 21912016