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NB/T 42135-2017

基本信息

标准号: NB/T 42135-2017

中文名称:锌溴液流电池通用技术条件

标准类别:能源标准(NB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 液流 电池 通用 技术

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标准简介

NB/T 42135-2017.General specification for zinc-bromine flow battery.
1范围
NB/T 42135规定了锌溴液流电池的术语和定义、技术要求、安全要求、试验方法、检验规则、标志、使用说明书、包装、运输和贮存。
NB/T 42135适用于各种规格的锌溴液流电池。
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/T 2408-2008塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法
GB/T 9969工业产 品使用说明书总则
GB/T 32509-2016 全钒液流 电池通用技术条件
GB/T 33339-2016全钒液流电池系统测试方法
GB 50493-2009 石油化 工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范
GB/Z2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素
NIOSH 7903-1994无机酸的测定 离 子色谱法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1锌溴液流电池zinc -bromine flow battery
通过流动的溴化锌电解液中的锌离子和溴离子间的电化学反应,来实现电能与化学能相互转换的储能装置。
3.2电解液electrolyte
以溴化锌为主要成分,包含有一定量的溴络合剂、液溴及其他添加剂的混合溶液,是锌溴液流电池的储能介质。
3.3额定充电功率rated charge power
满足标称能量效率的锌溴液流电池在完整的充放电循环过程中可持续工作的最大充电功率。

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标准内容

ICS29.220.20
备案号:61510-2018
中华人民共和国能源行业标准
NB/T42135—2017
锌溴液流电池通用技术条件
General specification for zinc-bromine flow battery2017-11-15发布
国家能源局
2018-03-01实施
规范性引用文件
3术语和定义
4技术要求
安全要求
试验方法
检验规则
8标志、使用说明书
包装、运输、贮存
附录A(资料性附录)
测试电气图:
NB/T42135—2017
NB/T42135—2017
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由能源行业液流电池标准化技术委员会(NEA/TC23)归口。本标准起草单位:安徽美能储能系统有限公司、中国电器工业协会、中国科学院大连化学物理研究所、青海百能汇通新能源科技有限公司、大连融科储能技术发展有限公司、机械工业北京电工技术经济研究所、中国科学院金属研究所、清华大学、中国电力科学研究院、朝阳华鼎储能技术有限公司。本标准主要起草人:秦小州、田超贺、张华民、杨波、卢琛钰、孟琳、郑琼、王晓丽、李霞、严川伟、王保国、陈继忠、陈晖、刘淑芬。1范围
锌溴液流电池通用技术条件
NB/T42135—2017
本标准规定了锌溴液流电池的术语和定义、技术要求、安全要求、试验方法、检验规则、标志、使用说明书、包装、运输和贮存。本标准适用于各种规格的锌溴液流电池。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/T2408—2008塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法GB/T9969工业产品使用说明书总则GB/T32509一2016全钒液流电池通用技术条件GB/T333392016全钒液流电池系统测试方法GB50493一2009石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范GB/Z2.1一2007工作场所有害因素职业接触限值、第1部分:化学有害因素NIOSH7903一1994无机酸的测定离子色谱法3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
锌溴液流电池zinc-bromineflowbattery通过流动的溴化锌电解液中的锌离子和溴离子间的电化学反应,来实现电能与化学能相互转换的储能装置。
注:锌溴液流电池主要由电堆、电解液、电解液输送单元(管路、阀门、泵、换热器等)、电池管理系统等部分组成。3.2
电解液electrolyte
以溴化锌为主要成分,包含有一定量的溴络合剂、液溴及其他添加剂的混合溶液,是锌溴液流电池的储能介质。
额定充电功率ratedchargepower满足标称能量效率的锌溴液流电池在完整的充放电循环过程中可持续工作的最大充电功率。3.4
额定放电功率rateddischargepower满足标称能量效率的锌溴液流电池在完整的充放电循环过程中可持续工作的最大放电功率。3.5
额定瓦时容量ratedenergycapacity充满电的锌溴液流电池以额定放电功率放电直到放电截止条件时,所放出的瓦时容量。注:额定瓦时容量也称为标称瓦时容量。1
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最大瓦时容量Maximumenergycapacity充满电的锌溴液流电池不受放电功率限制放电直到放电截止条件时所放出的瓦时容量。3.7
荷电状态stateofcharge(SoC)锌漠液流电池实际可放出的瓦时容量与最大瓦时容量的百分比,3.8
充电截止条件chargeterminationcondition由制造商规定的表征电池充电过程终止的条件,如SOC为100%或电池充电截止电压。3.9
放电载止条件dischargeterminationcondition由制造商规定的表征电池放电过程终止的条件,如SOC为0%或电池放电截止电压。3.10
能量效率energyefficiency
锌溴液流电池输出的能量占输入到电池能量的百分比。3.11
额定能量效率ratedenergyefficiency锌漠液流电池以额定充放电功率运行时所测得的能量效率。3.12
minimum startingtemperature
最低启动温度
锌溴液流电池在不采用额外加热措施下能进行充放电运行的最低环境温度。3.13
SOC偏差deviationofSOC
以锌漠液流电池的SOC显示值为示值,以相应的荷电状态为真值,取二者在10%~90%区间内的绝对误差的最大偏差值来表示为SOC准确度,符号表示误差方向,正值表示示值偏大,负值表示示值偏小。
4技术要求
4.1工作环境
锌漠液流电池的工作环境如下:最低启动温度≥制造商的规定;运行温度:-10℃~45℃;
空气湿度:5%~95%。
注:运行温度下限是指锌溴液流电池采用辅助加热措施启动后,电池能长期工作的环境温度下限值。运行在温度上、下限时,性能会有衰减,其衰减应包含辅助加热或冷却措施消耗。4.2外观
锌溴液流电池按6.3检验时,外表应保持清洁、平整、无变形,无电解液析出和泄漏现象,且标志清晰。
4.3额定瓦时容量
锌漠液流电池按6.4.2进行试验,按6.4.3.4计算取值,额定瓦时容量应不低于制造商提出的额定值2
4.4最大瓦时容量
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锌溴液流电池按6.4.2进行试验,按6.4.3.5计算取值,最大瓦时容量应不低于制造商给出的最大瓦时容量。
4.5额定充电功率
锌溴液流电池按6.4.2进行试验,按6.4.3.2计算取值,额定充电功率应不低于制造商提出的额定值。4.6额定放电功率
锌溴液流电池按6.4.2进行试验,按6.4.3.3计算取值,额定放电功率应不低于制造商提出的额定值。4.7额定能量效率
锌溴液流电池按6.4.2进行试验,按6.4.3.7计算取值,锌溴液流电池额定能量效率应满足以下要求:额定放电功率小于10kW的锌溴液流电池,额定能量效率大于50%:—额定放电功率为10kW~100kW的锌溴液流电池,额定能量效率大于60%;额定放电功率大于100kW的锌漠液流电池,额定能量效率大于65%。4.8SOC偏差
锌溴液流电池按6.4.2试验,按6.4.3.6计算取值,SOC的最大偏差应不大于5%4.9容量保持能力
锌溴液流电池按6.5试验,电池系统瓦时容量保持率应大于99%。4.10最低启动温度
锌溴液流电池按6.6试验,锌溴液流电池能进行充放电循环。4.11、工作温度上限性能衰减
锌溴液流电池按6.7试验,额定瓦时容量衰减和效率衰减均应不大于15%。4.12过充电保护
按6.8进行试验,锌溴液流电池应具有过充电保护措施,试验后电池可以正常工作。4.13额定功率充放电特性曲线
锌溴液流电池按6.4进行试验,应提供在额定功率充放电条件下的下列充放电特性曲线:a)充放电瓦时容量-时间;
b)充放电瓦时容量-SOC;
c)电池电压-时间:
d)充放电功率-时间。
特性曲线应平滑或平稳变化,不应有异常突变4.14充放电特性曲线
锌漠液流电池按6.9进行试验,应提供在指定功率充电条件下充电特性曲线。锌溴液流电池按6.10进行试验,应提供在指定功率放电条件下放电特性曲线。3
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特性曲线应平滑或平稳变化,不应有异常突变。充放电特性曲线的类别同4.13。安全要求
5.1绝缘电阻
锌溴液流电池按6.11.1进行试验,绝缘电阻应不小于1M2。5.2阻燃性能
电池系统按6.11.2进行试验后,其外壳、储罐、管路及内部相关重要部件应符合GB/T2408一2008中的8.4.2的HB40(水平级)和9.4的V-0(垂直级)要求。5.3氢气浓度
电池系统按6.11.3进行试验,氢气浓度应符合GB50493—2009中3.0.2和5.3.3条的规定,即氢气浓度应小于一级报警(高限)设定值(小于或等于25%LEL)。5.4溴离子浓度
电池系统按6.11.4进行试验,溴离子浓度应符合GB/Z2.1一2007的规定,即溴离子时间加权平均允许浓度(PC-TWA)应小于0.6mg/m3。5.5防渗漏
电池系统应配备防止电解液渗漏的装置或措施,电堆支架、箱体外壳等应进行防腐蚀处理。6试验方法
6.1试验条件
除非制造商另有规定,否则试验应在本标准规定的环境下进行。试验环境条件如下:环境温度:25℃土5℃;
一空气湿度:5%~95%;
—海拔:≤1000m。
6.2测试仪器
测试仪器的精度要求如下:
一测试设备:记录/测量电压、电流、功率、电能等信号,准确度等级不大于0.5级:一测温仪:分度值不大于1.0℃,准确度等级不大于1.5级。6.3外观
用目测法检查电池系统的外观。6.4电性能试验
6.4.1测试系统搭建
测试系统搭建推荐电路参见附录A。4
6.4.2测试步骤
按照以下步骤进行测试:
a)锌溴液流电池按照制造商标定的额定充电功率(P。)充电至100%SOC;NB/T42135—2017
b)锌溴液流电池按照额定放电功率放电至小于额定放电功率(P)的转折点,标记此时刻为T。(如图1所示);
再继续以电池能给出的最大功率放电至放电截止条件,标记此时刻为T:c)
记录电池充放电过程中电压、电流、功率、电能、时间(时间间隔建议为1min)、SOC、电解d)
液温度等数据:
重复步骤a)~d)三次。
数据计算
绘制测试曲线
说明:
一放电开始时刻:
额定值(拐点)
放电截止时刻:
额定充电功率;
额定放电功率。
图1额定充(放)电功率、瓦时容量曲线根据测量数据绘制以下特性曲线:充放电瓦时容量-时间曲线:
b)充放电瓦时容量-SOC曲线:
充放电电池电压-时间曲线:
d)充放电功率-时间曲线。
6.4.3.2额定充电功率
在5%95%SOC区间内,取三次充电过程中最小充电功率(保留小数一位)为锌溴液流电池的额定充电功率,单位为kW。
6.4.3.3额定放电功率
在95%~5%SOC区间内,取三次放电过程的最小放电功率(保留小数一位)为锌溴液流电池的额定放电功率。
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6.4.3.4额定瓦时容量
取三次充放电循环中从T。到T时刻(见图1)所累积的最小一次放电容量值为额定瓦时容量。6.4.3.5最大瓦时容量
取三次充放电循环中从T。到T㎡(见图1)时刻所累积的最小一次放电容量值为最大瓦时容量。6.4.3.6SOC偏差
按GB/T33339—2016中的8.1.13规定进行。6.4.3.7额定能量效率
按式(1)计算单次循环的额定能量效率:EWax100%
式中:
第n(n-1,2,3)次测试时锌溴液流电池能量效率;E一本次循环放出的最大放电瓦时容量,单位为千瓦时(kWh);W。本次循环在放电过程的总辅助能耗,单位为千瓦时(kWh);E。本次循环的总充电瓦时容量,单位为千瓦时(kWh);W。一本次循环在充电过程的总辅助能耗,单位为千瓦时(kWh)。取三次循环中最小的一次能量效率为测试结果,即为额定能量效率:=Min2)
式中:
n——额定能量效率。
6.5容量衰减试验
按GB/T32509一2016中5.7的规定进行。6.6最低启动温度试验
锌溴液流电池置于不高于制造商给出的最低启动温度环境不少于12h:并在最低启动温度条件下启动锌溴液流电池运行,锌溴液流电池应能正常工作,进行一个完整的充放电循环。6.7工作温度上限性能试验
锌溴液流电池置于制造商给出的工作温度上限值环境不少于12h,并在此环境温度下再按6.4.2的测试步骤试验,并根据测试数据按6.4.3.4计算额定瓦时容量,按6.4.3.7计算额定能量效率。6.8过充电保护试验
锌漠液流电池以额定功率充电至充电截止条件后,测量电池充电电流,此时充电电流应接近为零(过充电保护工作)。
6.9充电特性曲线试验
按GB/T32509—2016中5.12的规定进行。6
6.10放电特性曲线试验
按GB/T32509—2016中5.13的规定进行。6.11安全性能试验
绝缘电阻试验
按GB/T32509—2016中5.16的规定进行。6.11.2
阻燃性能试验
按GB/T32509—2016中5.14的规定进行。3氢气浓度检测
按照如下步骤,进行电池系统氢气浓度的试验:NB/T42135—2017
在开始充电前,将两只氢气传感器安装于电池柜体内的储液罐上方及柜外储液罐排气孔处;a)
启动氢气在线检测仪;
设置检测仪检测周期为30s;
开始充放电循环:
记录充放电期间两处检测点的氢气值。溴离子浓度检测
按照如下步骤进行溴离子浓度试验:在开始充电前,将两只采样器置于电池柜体内的储液罐上方及柜外储液罐排气孔处;a)wwW.bzxz.Net
按照6.4.2测试步骤进行额定功率充放电循环:c)
结束采样,样品封存;
在化学实验室根据NIOSH7903一1994,采用“离子色谱法”对样品进行分析:d)
计算出漠离子浓度。
检验规则
检验分类
本标准规定的检验分为:型式试验和出厂检验。7.2型式检验
7.2.1型式试验要求
发生下列情况之一时,应进行型式检验:新产品试制或小批量试生产;
定期抽试,连续批量生产的产品每年不得少于一次;b)
设计或工艺的变化足以引起产品的性能改变时;产品转厂生产或长期停止生产后(超过定期抽试期限)又恢复生产;d)
客户有特殊要求时;
质量监督部门有要求时。
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请判定规则
当所有试验项目均满足规定时,判为型式检验合格。如果任何一个项目不符合规定的要求时,则加倍抽样,若仍不合格,则判定型式检验不合格。7.2.3
检验项目
型式检验的样品应采用与正常生产相同的材料、设备和工艺并随机抽取的电池,检验项目见表1。表1锌溴液流电池型式检验项目
3出厂检验
检验项目
额定功率充放电特性曲线
充放电特性曲线
额定瓦时容量
最大瓦时容量
额定充电功率
额定放电功率
额定能量效率
SOC偏差
容量保持能力
最低启动温度
工作温度上限性能衰减
过充电保护
绝缘电阻
阻燃性能
氢气浓度
溴离子浓度
防渗漏
要求章节号
7.3.1产品出厂前应进行出厂检验,检验方式为必检,检验项目见表2。样品数量
7.3.2在出厂检验中,若有一项或一项以上不合格时,应将该产品退回相关部门返工,再次提交检验,若再次检验仍有一项或一项以上不合格,则判定该产品为不合格表2出厂检验项目
检验项目
额定功率充放电特性曲线
充放电特性曲线
要求章节号
8标志、使用说明书
8.1.1产品上应有下列标志:
一制造商名称;
-型号及规格;
生产日期或序列号;
极性符号;
表2(续)
检验项目
额定瓦时容量
最大瓦时容量
额定充电功率
额定放电功率
额定能量效率
SOC偏差
绝缘电阻
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要求章节号
警示标志。警示标志的内容应包含电击危险、振动危险、挤压危险、腐蚀性液体等。包装箱外壁应有下列标志:
-产品名称、型号规格、数量、制造厂名、厂址;出厂日期;
每箱的净重和毛重;
标明防潮、严禁倒置、轻放、腐蚀、危险等标志。8.2
使用说明书
使用说明书应符合GB/T9969要求,并应包含“最低启动温度”“应急响应”的内容。包装、运输、贮存
9.1包装
9.1.1锌溴液流电池的包装应符合防潮、防震、防腐蚀的要求。9.1.2包装箱内应装入随同产品提供的文件:一装箱单:
产品合格证;
产品使用说明书。
2运输
锌溴液流电池运输时应将电解液单独运输。9
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