国家标准 GB/T33339一2016 全钒液流电池系统测试方法 Vanadiumlobatterysystem一Iestmethod 2016-12-13发布 2017-07-01实施国家质量监督检监检疫总局发布国家标准花管理委员会国家标准
GB/T33339一2016 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由电器工业协会提出本标准由全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会(SAC/TC342)归口本标准主要起草单位:大连融科储能技术发展有限公司、科学院大连化学物理研究所、机械工业北京电工技术经济研究所本标准参加起草单位;电力科学研究院、科学院金属研究所佛山市瑞能达特种材料科技有限公司、清华大学、,国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司、上海神力科技有限公司,北京金能燃料电池有限公司、安徽美能储能系统有限公司、青海百能汇通新能源科技有限公司、电器工业协会本标准主要起草人;张华民、邹毅,王晓丽、李颖,郑琼,卢琛链本标准参加起草人;来小康、,严川伟,陈继忠、王保国、陈晨,李爱魁、张若谷,云廷志、田超贺、骆欣、秦小州、孟琳、侯卉
GB/T33339一2016 全钥液流电池系统测试方法范围本标准规定了全饥液流电池系统(简称电池系统)测试方面的术语和定义,试验项目,试验准备、试验条件、测量仪器和试验方法本标准适用于各种规模和应用的电池系统本标准不涉及电磁兼容性(EMC)试验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 GB/T298402013全钮液流电池术语 NB/T42040-2014全饥液流电池通用技术条件 Iso/IEcGuide983测量的不确定度第3部分;测量中的不确定度的表示指南(Uncertaintyf inmeasurement Part3:Guidetotheexpressionofuncertainty measurement 术语和定义 GB/T29840一2013,NB/T420402014界定的以及下列术语和定义适用于本文件为了便于使用,以下重复列出了GB/T29840-2013中的一些术语和定义 3.1 全钥液流电池vamadiwmnowbatery;VFB 通过正负极电解液中不同价态饥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称全饥液流电池系统注;全饥液流电池主要由功率单元(电堆或模块),储能单元(电解液及储罐),电解液输送单元(管路、阀门、泵、换热器等)和电池管理系统等部分构成 [GB/T29840一2013,定义2.1 3.2 荷电状态stateofcharge;Soc 电池实际(剩余)可放出的瓦时容量与实际可放出的最大瓦时容量的比值 [GB/T298402013,定义2.22.门试验项目表1给出了与电池系统相关的性能试验和安全试验项目
GB/T33339一2016 表1试验项目及试验分类序号性能安全电堆一致性试验过充电试验额定功率试验过放电试验最大放电功率试验阻燃性能试验最大充电功率试验氢气泄漏试验额定瓦时容量试验绝缘电阻试验最大瓦时容量试验电池系统额定能量效率试验容量保持能力试验低温储存性能试验高温储存性能试验 10 过载能力试验 12 状态参数精度试验 13 SOc精度试验 14 保护功能试验试验准备 5.1概述对于每项试验来说,应选择适合的测量仪器及设备,并制定试验计划,以便将不确定因素减到最少试验各方应以本标准为基础,制定书面试验计划,下列各项应列人试验计划目的; a b)测试规范 e)测试人员资格 d》结果不确定度符合Iso)/IEcGuide98-了要求对测量仪器及设备的要求; e f 测试参数范围的估计; g数据采集计划(符合5.2的要求 5.2数据采集和记录为满足目标误差要求,数据采集系统和数据记录设备应满足采集频次与采集速度的需要,其性能应优于试验设备试验条件除非另有要求,否则试验应在本标准规定的试验条件下进行 -环境温度:25笔士5C;
GB/T33339一2016 空气湿度:5%一95%; 电解液温度:30C士5C 测量仪器 7.1概述测量仪器应按国家有关计量检验规程或有关标准检验合格并在有效期内,并应满足制造商规定的测量精度指标 7.2电气测量 7.2.1仪表量程所用仪表的量程应随被测电流和电压的量值确定,即读数应在量程的后三分之一的范围内 7.2.2电压测量测量电压的仪表应是具有不低于0.5级精度的电压表,其内阻至少为1kQ/V 注上述电压的测量也可以采用具有同等精度的其他测量仪器 7.2.3电流测量测量电流的仪表应是具有不低于0.5级精度的电流表注:上述电流的测量也可以采用具有同等精度的其他测量仪器 7.2.4电能测量测量电能的仪表应是具有不低于0.5级精度的电能测量仪表 7.3温度测量测量温度的温度计应具有适当的量程,其分度值不大于1C,标定准确度应不低于0.5C 7.4时间测量测量时间的仪表应按时、分、秒分度,准确度不低于士1s/h 7.5信号测量测量信号变化的仪表应为带宽不低于40MHHz,采样速率不低于1GS/s的示波器 7.6气体浓度测量测量氢气浓度的仪表应具有适当的量程,其精度应不低于士5%F.s. 试验方法 8.1 性能试验 8.1.1电堆一致性试验 8.1.1.1能量效率一致性试验按照如下步骤进行能量效率一致性试验
GB/T33339一2016 电池系统充电至100%sOC; a b 电池系统以额定功率进行放电直至放电截止条件; e)电池系统以额定功率进行充电直至充电截止条件; d)电池系统以额定功率进行放电直至放电截止条件重复e)~d)步骤3次 e) 记录每个电堆每次充放电循环的放电瓦时容量和充电瓦时容量 fD g按式(1)分别计算每个电堆的能量效率; 注:对于大规模电池系统,考虑到测试的可操作性,可以选用单元电池系统代替电池系统整体进行测试 En Eg Eus 一 /3 7nk,. E E E，式中: -第i个电堆的能量效率; eak，电堆第n个充放电循环所放出的能量,单位为瓦时(wh); E E 电堆第n个充放电循环所消耗的能量,单位为瓦时(wh). h)按式(2)计算电堆性能极差系数 nk,nm 刀tackmim ×100% Kak 刀tack.a 式中: 极差系数; 从aa 电池系统所有电堆中的能量效率最大值,%; 7stackma2 电池系统所有电堆中的能量效率最小值,%; 7aek,min -电池系统所有电堆的能量效率的平均值,% sk,ss6 8.1.1.2电压极差试验按照如下步骤进行电压极差试验: a)将电池系统充电至100%S0C; 电池系统以额定功率进行放电; b 每隔一定时间测量并记录每个电堆的电压Un,直至放电末期测试点应不少于5个,每个测试点时间间隔应保持一致; 电池系统继续放电至放电截止条件; d 电池系统以额定功率进行充电 e 每隔一定时间测量并记录每个电堆的电压U.,直至充电末期测试点应不少于5个,每个测试点时间间隔应保持一致注1:建议放电末期的SOC为20%,充电末期的S(OC为80% 注2:测量间隔时间可由用户和制造商协商确定按式(3)分别计算电堆充电过程和放电过程的电压极差并形成数据表格注3;对于大规模电池系统,考虑到测试的可操作性,可以选用单元电池系统代替电池系统整体进行测试 AUk=Ukm -Ukn.mm (3 式中: U 电池系统在第"个测试点的电压极差; ak. 电池系统所有电堆在第n个测试点的电压最大值,单位为伏特(V): Ueuk,mn0 电池系统所有电堆在第n个测试点的电压最小值,单位为伏特(V) Jeak."ne
GB/T33339一2016 8.1.2额定功率试验按NB/T42040一2014中5.5的规定进行 8.1.3最大放电功率试验 8.1.3.190%soc最大放电功率试验按照如下步骤进行电池系统最大放电功率试验: 使电池系统处于90%s0oC状态; a b)电池系统以恒定的最大功率进行放电,且放电时间不少于10n min; 记录b)步骤的放电功率 8.1.3.250%soc最大放电功率试验按照如下步骤进行电池系统最大放电功率试验 a)使电池系统处于50%s(oC状态; 电池系统以恒定的最大功率进行放电,且放电时间不少于10mins b 记录b)步骤的放电功率 c 8.1.3.310%s0c最大放电功率试验按照如下步骤进行电池系统最大放电功率试验: a)使电池系统处于10%S0C状态; b) 电池系统以恒定的最大功率进行放电,且放电时间不少于10nmin 记录b)步骤的放电功率 c) 8.1.4最大充电功率试验 8.1.4.190%soc最大充电功率试验按照如下步骤进行电池系统最大充电功率试验 a)使电池系统处于90%SOC状态; b 电池系统以恒定的最大功率进行充电,且充电时间不少于10mins 记录b)步骤的充电功率 c 8.1.4.250%SOc最大充电功率试验按照如下步骤进行电池系统最大充电功率试验使电池系统处于50%s0oC状态; a b)电池系统以恒定的最大功率进行充电,且充电时间不少于10" min 记录b)步骤的充电功率 8.1.4.310%soc最大充电功率试验按照如下步骤进行电池系统最大充电功率试验使电池系统处于10%s0C状态; a 电池系统以恒定的最大功率进行充电，且充电时间不少于10 b min; 记录b)步骤的充电功率 c
GB/T33339一2016 8.1.5额定瓦时容量试验按照如下步骤进行电池系统额定瓦时容量试验: a)电池系统充电至100%s0C; b)电池系统以额定功率进行放电至30%SOC 继续以额定功率的30%进行放电直至放电截止条件; 放电过程中记录电池系统的s0c; 重复a)d)步骤3次; 记录电池系统最后一次充放电循环的放电瓦时容量和辅助能耗; 按式(4)计算电池系统的额定放电瓦时容量注1:对于大规模电池系统,考虑到测试的可操作性,可以选用单元电池系统代替电池系统整体进行测试一w E，=E (4 式中 E -电池系统的额定瓦时容量,单位为瓦时(w h); E -由测量仪器记录的电池系统最后一次循环的放电瓦时容量,单位为瓦时(wh); w. 由测量仪器记录的电池系统最后一次循环放电过程辅助设备所消耗的能量,单位为瓦时(wh). 注2对于辅助能耗由液流电池自身供应的电池系统,测量仪器记录的放电瓦时容量即为额定瓦时容量,即E,=Ea 8.1.6最大瓦时容量试验按照如下步骤进行电池系统的最大瓦时容量试验: a)电池系统充电至100%SOC; b电池系统以某一小于额定值的恒定功率进行放电直至放电截止条件; 注;推荐的放电功率值为额定功率的30% 放电过程中记录电池系统的soc 记录电池系统的放电瓦时容量和辅助能耗 d 按式(4)计算电池系统的最大瓦时容量 e 8.1.7电池系统额定能量效率试验按照如下步骤进行电池系统能量效率试验 a)电池系统充电至100%SOC; b)电池系统以额定功率进行放电直至放电截止条件电池系统以额定功率进行充电直至充电截止条件; 电池系统以额定功率进行放电直至放电截止条件; 充放电时记录电池系统的sOC; 重复c)一e)步骤3次; g记录3次充放电循环的充放电瓦时容量和辅助能耗; h按式(5)分别计算3次充放电循环的电池系统能量效率注1:对于大规模电池系统,考虑到测试的可操作性,可以选用单元电池系统代替电池系统整体进行测试 E-w ×100% 5 7= E，十W 式中: 电池系统额定能量效率,%;
GB/33339一2016 E 由测量仪器记录的电池系统的放电瓦时容量,单位为瓦时(w h); w 由测量仪器记录的电池系统放电过程的辅助能耗,单位为瓦时(w h); E 由测量仪器记录的电池系统的充电瓦时容量,单位为瓦时(w h); W 由测量仪器记录的电池系统充电过程的辅助能耗,单位为瓦时(w h 注2:对于辅助能耗由全饥液流电池自身供应的系统,测量仪器记录的放电瓦时容量即为电池系统的放电瓦时容籍.娜"-xIm么. 8.1.8容量保持能力试验按照如下步骤进行电池系统容量保持能力试验 a)电池系统充电至100%sOC; b) 电池系统以额定功率进行放电直至放电截止条件; 电池系统以额定功率进行充电直至充电截止条件; d)电池系统以额定功率进行放电直至放电截止条件; 充放电时记录电池系统的s0C:; 连续重复e)e)步骤99次， f们 g)电池系统按8.1.5规定的方法进行放电瓦时容量试验并记录相关数据; h)按式(6)计算电池系统的容量衰减率注对于大规模电池系统,考虑到测试的可操作性,可以选用单元电池系统代替电池系统整体进行测试 100% R- 式中: 电池系统容量衰减率,%; E -电池系统净放电瓦时容量,单位为瓦时(wh):; E -电池系统额定瓦时容量,单位为瓦时(wh). 8.1.9低温储存性能试验按NB/T42040-2014中5.8的规定进行 8.1.10高温储存性能试验按NB/T420402014中5.9的规定进行 8.1.11过载能力试验 8.1.11.1充电过载能力试验按照如下步骤进行电池系统充电过载能力试验: 电池系统放电至0%SOC; a b)电池系统以不低于1.1倍额定功率充电,充电时间不少于10n min; 重复a)b)步骤3次 c 8.1.11.2放电过载能力试验按照如下步骤进行电池放电过载能力试验电池系统充电至100%s0C; a b电池系统以不低于1.1倍额定功率放电,放电时间不少于10 min;
GB/T33339一2016 重复a)b)步骤3次 8.1.12状态参数精度试验按照如下步骤进行状态参数精度试验 a)在电池系统设有电压、电流和温度传感设备处安装相应的电压、电流和温度测量仪器; b启动电池管理系统电源开关电池管理系统采集传感设备反馈的信号; c d)计算步骤c)采集的数据与测量仪器实测数据之间的偏差 8.1.13S0C精度试验 8.1.13.1放电过程SOcC精度试验按照如下步骤进行放电过程sOc精度试验 a)电池系统充电至100%s0C; 电池系统以恒功率进行放电直至放电截止条件; b 放电期间每隔10%sOc记录一次电池管理系统显示的s0c值,即soc .d; 注，记录的soc区间范围为10%一90% D 逐个记录电池系统从每个显示sOC值时刻至放电截止条件过程中所放出的瓦时容量Ed; 按式7)和式(8)计算放电过程的实际sOC值和s0C精度 E.a s0C ×100% r,月.d E" 式中: sOC 电池系统放电过程的实际s0C值; E -电池系统从第n个显示s0cC值时刻至放电截止条件过程中所放出的瓦时容量月, 单位为瓦时(wh); -电池系统实际可放出的最大瓦时容量,单位为瓦时(W h) E =|S0C SOC 口.d r.团d 一用.d 式中: -电池系统放电过程s0C精度; 口" -电池系统放电过程的实际s0c值; SOC, r..d -放电过程电池管理系统显示的s0c值 SOCn 8.1.13.2充电过程SoC精度试验按照如下步骤进行充电过程sOc精度试验 a)电池系统放电至0%sOC; b电池系统以恒功率进行充电直至放电截止条件; e 充电期间每隔10%SOC记录一次电池管理系统显示的soC值,即sOc; 注，记录的soc区间范围为10%一90% 逐个记录电池系统充电至每个显示soC值时刻所充人的瓦时容量E; d 按式(9)和式(10)计算充电过程的实际s0c值和s0c精度上n s0c ×100% r,用 E ax6 式中: 电池系统充电过程的实际s(C值 SOC, r用
GB/T33339一2016 E -电池系统充电至第n个显示SOC值时刻所充人的瓦时容量,单位为瓦时(w h) E -电池系统实际可充人的最大瓦时容量,单位为瓦时(w h). SOC (10 d.m=|s0Cm n 式中电池系统充电过程sOC精度; 口e， s0Cm 电池系统充电过程的实际sOC值; s0C -充电过程电池管理系统显示的sOC值 8.1.14保护功能试验拨照如下步骤进行故障诊断及处理功能试验开启电池系统,使其处于运行状态 a 向电池系统输人过充电,过放电、欠电压、过电压,电解液温度过高、电解液温度过低,电解液 b 泄漏等故障模拟信号; 监测电池管理系统人机界面显示的功能性数据安全性试验 8.2 8.2.1 过充电试验按NB/T42040-2014中5.10的规定进行 8.2.2过放电试验按NB/T420402014中5.11的规定进行 8.2.3阻燃性能试验按NB/T42040-2014中5.14的规定进行 8.2.4氢气泄漏试验在确认安全措施得以保证后,按照如下步骤进行电池系统氢气泄漏试验: a)将氢气浓度测试仪安装于固定的测试位置; 注:推荐的测试位置为储罐外三分之二高度处,电池系统最高点以及电池系统的狭小空间处开启氢气浓度测试仪,设置检测周期为30s: b 电池系统充电至100%S0c c 8.2.5绝缘电阻试验按NB/T42040-2014中5.16的规定进行测试报告测试报告参见附录A
GB/T33339一2016 附录A 资料性附录测试报告 A.1概述根据所做试验,测试报告应提供足够多的正确、清晰和客观的数据用来进行分析和参考报告应包含第8章中所有的数据报告有3种形式:摘要式、详细式和完整式每种类型的报告都应包含相应的标题页和内容目录 A.2测试报告内容 A.2.1标题页标题页应包括下列各项信息报告编号(可选择); 报告的类型(摘要式,详细式和完整式) 报告的作者; 试验者; 报告日期试验的场所; 试验的名称; 试验日期电池系统制造商的名称; 试验申请单位 A.2.2目录每种类型的报告都应提供一个目录 A.2.3测试报告形式 A.2.3.1摘要式报告摘要式报告应包括下列各项信息 -试验的目的; 试验的种类、仪器和设备; 试验的条件(包括电解液温度); 所有的试验结果; -结论 A.2.3.2详细式报告详细式报告除包含摘要式报告的内容外,还应包括下列各项数据: -仪器和设备的安排、布置和操作条件的描述 10
GB/T33339一2016 仪器设备校准情况用图或表的形式说明试验结果; -试验结果的讨论分析 A.2.3.3完整式报告完整式报告除了包含详细式报告的内容外,还应有原始数据的副本

全钒液流电池系统测试方法GB/T33339-2016

全钒液流电池简介

全钒液流电池系统是一种电化学储能装置，其核心是通过离子交换膜将两种不同氧化态的钒在两个电解质中进行反复转化来完成电荷和放电过程。

相比于传统的蓄电池，全钒液流电池系统具有高效、长寿命、安全可靠等优点，且对环境友好。

GB/T33339-2016测试方法概述

GB/T33339-2016是对全钒液流电池系统进行测试的标准，包括以下几个方面：

术语和定义
测试设备
测试方法
测试数据处理
测试报告

测试设备

测试设备包括主机、电池模块和其他辅助设备。

主机主要包括钒液流电池的负载器、电源、数据采集器和执行器；电池模块包括电解槽、电极板、离子交换膜等组件；其他辅助设备包括循环水系统、温度控制器等。

测试方法

GB/T33339-2016标准中规定了多种测试方法，包括：

静态特性测试
动态特性测试
温度特性测试
容量衰减测试
循环寿命测试

测试数据处理

测试数据处理包括数据采集、记录、分析与处理。

通过对测试过程中采集到的数据进行处理和分析，可以评估全钒液流电池系统的性能和稳定性。

测试报告

测试报告是对测试结果的总结和描述，其中应包含以下内容：

测试目的和依据
测试设备和条件
测试方法和过程
测试结果和分析
结论和建议

总结

GB/T33339-2016是对全钒液流电池系统进行测试的标准，其中规定了多种测试方法和数据处理方式，可以对该系统的性能进行评估和优化。