T/CIAPS 0016-2022 储能用锂离子电池系统安全评测 技术规范

ICS29.220

CCSK82

团体标准

T/CIAPS0016-2022

储能用锂离子电池系统安全评测

技术规范

Requirementsforthesafetyevaluationoflithium-ionbatterysystemforenergy

storageapplication

2022年3月3日发布2022年3月15日实施

中国化学与物理电源行业协会发布

T/CIAPS0016-2022

目  次

前  言.............................................................................................................................................................III

引  言...............................................................................................................................................................IV

1范围...................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件...............................................................................................................................................1

3术语和定义.......................................................................................................................................................1

4缩略语及符号...................................................................................................................................................4

4.1缩略语.......................................................................................................................................................4

4.2符号...........................................................................................................................................................4

5安全等级描述...................................................................................................................................................5

5.1电池系统安全测试结果等级描述...........................................................................................................5

5.2电池系统安全预警等级描述...................................................................................................................6

6通用安全设计要求...........................................................................................................................................6

6.1通用安全设计...........................................................................................................................................6

6.2绝缘和线束...............................................................................................................................................6

6.3泄气设计...................................................................................................................................................6

6.4温度/电压/电流管理...............................................................................................................................6

6.5电池单体、电池模块、电池包集成为电池系统..................................................................................8

6.6电池系统中电池安全运行范围...............................................................................................................8

6.7电池包/电池系统端子.............................................................................................................................8

7试验条件...........................................................................................................................................................9

7.1通用要求...................................................................................................................................................9

7.2试验环境条件...........................................................................................................................................9

7.3测量仪器仪表精度...................................................................................................................................9

7.4标准充放电条件.......................................................................................................................................9

8试验方法.........................................................................................................................................................10

8.1环境及可靠性试验方法.........................................................................................................................10

8.2安全试验方法.........................................................................................................................................12

8.3故障诊断及安全预警试验方法.............................................................................................................16

8.4异常保护功能试验方法.........................................................................................................................16

9抽样及检测规则.............................................................................................................................................17

9.1测试环境安全要求概述.........................................................................................................................17

9.2型式试验.................................................................................................................................................18

10标志、包装、运输与贮存...........................................................................................................................18

10.1标志.......................................................................................................................................................18

10.2包装.......................................................................................................................................................19

I

T/CIAPS0016-2022

10.3运输.......................................................................................................................................................19

10.4贮存.......................................................................................................................................................19

附录A（资料性）储能用锂离子电池系统范围..........................................................................................20

附录B（资料性）典型锂离子电池系统结构..............................................................................................21

附录C（资料性）电池安全运行范围..........................................................................................................22

附录D（资料性）发烟速率测试方法..........................................................................................................25

附录E（资料性）电池系统故障诊断功能测试方法.................................................................................26

附录F（资料性）SOC估算精度测试方法...................................................................................................27

附录G（资料性）电池系统安全评估计分表..............................................................................................28

II

T/CIAPS0016-2022

前  言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

本标准由中国化学与物理电源行业协会提出并归口。

本标准牵头起草单位：华为数字能源技术有限公司。

本标准参与起草单位：平高集团储能科技有限公司、华中科技大学、浙江正泰新能源开发有限公司、

清华四川能源互联网研究院、北京低碳清洁能源研究院、江苏海四达电源股份有限公司、江苏海基新能

源股份有限公司、中汽研汽车检验中心（广州）有限公司、东莞新能安科技有限公司、广州鹏辉能源科

技股份有限公司、通标标准技术服务有限公司、广州邦禾检测技术有限公司、富能宝能源科技集团有限

公司、上海采日能源科技有限公司、浙江蓝盾电工新材料科技有限公司、武汉瑞科美新能源有限责任公

司、武汉云侦科技有限公司、江苏天合储能有限公司、浙江华云信息科技有限公司、合肥国轩高科动力

能源有限公司、中天储能科技有限公司、湖南立方新能源科技有限责任公司、福建星云电子股份有限公

司、深圳库博能源科技有限公司、北京慕成防火绝热特种材料有限公司、上海玫克生储能科技有限公司、

浙江金凤凰储能科技有限责任公司、广东振兴消防设备有限公司、科华数据股份有限公司、上海派能能

源科技股份有限公司、深圳市欣旺达综合能源服务有限公司、国家电投集团科学技术研究院有限公司、

浙江高泰昊能科技有限公司、易事特集团股份有限公司、瑞浦能源有限公司、北京前沿之锤储能技术有

限公司、上海电巴新能源科技有限公司、三河同飞制冷股份有限公司、哲弗智能系统（上海）有限公司、

珠海冠宇动力电池有限公司、固德威技术股份有限公司、远景能源有限公司、深圳硕日新能源科技有限

公司、深圳市嘉名科技有限公司、国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司、中节能太阳能科技有限

公司、惠州市豪鹏科技有限公司、力容新能源技术(天津)有限公司、华能天成融资租赁有限公司、四川

赣盛新能源工程设计有限公司、杭州格致检测科技有限公司、东方醒狮储能电池有限公司、深圳市德兰

明海科技有公司、中国电建集团江西省电力建设有限公司、江苏林洋亿纬储能科技有限公司、浙江南都

能源互联网有限公司、吉林省金冠电气股份有限公司、萧县鑫辉源电池有限公司、格力钛新能源股份有

限公司、中国质量认证中心、新风光电子科技股份有限公司、湖北亿纬动力有限公司、国网天津市电力

公司电力科学研究院、比亚迪汽车工业有限公司、天津瑞能电气有限公司、杭州协能科技股份有限公司、

维龙（镇江）机电科学研究院有限公司、江西安驰新能源科技有限公司、上海乐驾科技有限公司、厦门

海辰新能源科技有限公司、广州智光储能科技有限公司、中国化学与物理电源行业协会储能应用分会。

本标准主要起草人：朱静、田刚领、支菡倩、方煜、苗灵芬、曹元成、江伟、梁惠施、杨文强、茅

海忠、葛科、罗运俊、肖质文、范克峰、宿斌、苗春茂、杨丰艺、李峰、钟允晖、李首顶、刘伦、肖斌、

许君杰、何振宇、缪永华、涂健、刘震、钟丽伟、慕雷、殷琪琪、杜宏、欧阳慧安、曾春保、蔡雪峰、

康志华、白宁、张伟峰、熊焰、刘思、陈雷、刘炳、陈振国、王亮、邹序平、杨洪迁、钱振华、杨桂

贤、张毅鸿、张爱芳、姜利凯、唐石平、刘萍、林佳荔、冯中号、陈磊侃、钟旭航、雷健华、吴昌垣、

曾繁鹏、谭建国、于洪卫、王一军、蒋世用、李海鹏、任其广、魏泽席、李谦、李善鹏、赵家欣、李志

强、王洪旗、谢爱亮、潘多昭、孙逸远、石本星、江卫良、刘勇。

本标准为首次发布。

III

T/CIAPS0016-2022

引  言

本引言旨在介绍本文件要求所依据的原则，本文件范围规定的储能用电池系统的安全与电池材料、

电池及电池系统结构设计及使用条件有关。其中使用条件包括正常使用条件、合理的可预见滥用条件和

可预见的故障状态、危害等。

IV

T/CIAPS0016-2022

储能用锂离子电池系统安全评测技术规范

1范围

本文件规定了储能用锂离子电池系统产品安全测试条件及安全量化分级方案。

本文件适用于储能用锂离子电池系统，包含电源侧储能、电网侧储能和用户侧储能应用场景，如风

/光电站储能、一次/二次调频储能、调峰储能、数据中心储能、通信用储能、充电设施储能、工商业储

能、户用储能场景等。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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。

GB3836.4-2010爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备

GB38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求

GB40165-2021固定式电子设备用锂离子电池和电池包安全技术规范

GB/T191包装储运图示标志

GB/T2423.4-2008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Db：交变湿热（12h+12h循环）

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/T36276-2018电力储能用锂离子电池

IEC60664-1：2020低压供电系统内设备的绝缘配合-第1部分：原则、要求和试验（Insulation

coordinationforequipmentwithinlow-voltagesupplysystems-Part1：Principles,requirements

andtests）

IEC61882：2016危险与可操作性分析（HAZOP分析）应用指南（Hazardandoperabilitystudies

（HAZOPstudies）-Applicationguide）

IEC62619：2017含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组-工业设备用锂蓄电池和电池组

安全要求（Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon-acidelectrolytes

-Safetyrequirementsforsecondarylithiumcellsandbatteries,foruseinindustrial

applications）

UL9540A：2019评估电池储能系统中热失控火灾传播的测试方法（TestMethodforEvaluating

ThermalRunawayFirePropagationinBatteryEnergyStorageSystems）

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电池单体cell

1

T/CIAPS0016-2022

实现化学能和电能相互转化的基本单元，由正极、负极、隔膜、电解质、壳体和端子等组成。

[来源：GB/T36276-2018，定义3.1.1]

3.2电池模块batterymodule

多个电池单体采用串联或并联的连接方式组合在一起的装置，可能有也可能没有外壳、保护装置（如

熔断器或正温度系数热敏电阻）、消防模块和监控电路。

[来源：IEC62619：2017，定义3.9,有修改]

3.3

电池包batterypack

由一个或多个电池单体或电池模块电气联接的能量存储装置。

注1：它可以包括给电池包系统提供信息（如电池电压）的保护和监控装置。

注2：它可以包含由终端或其他互联装置提供的保护罩。

[来源：IEC62619：2017，定义3.10，有修改]

3.4

电池系统batterysystem

由一个或多个电池单体或电池模块或电池包组成的系统。电池系统可以包含功率转换、电池管理系

统、冷却系统和电池均衡系统等部件。

注1：如果电池管理系统含内置功率转换系统，可集成进行测试。

注2：它可以包含冷却或加热装置，有的甚至包含了充放电模块。

[来源：IEC62619：2017，定义3.11，有修改]

3.5

电池管理系统batterymanagementsystem（BMS）

与电池模块或电池包相连的监测电池的电压、电流、温度等参数信息，为电池提供通信接口、并具

保护等功能的本地或云端装置。包括电池监控单元（BMU）、电池控制单元（BCU）、温度管理、均衡等

装置，也可以监控和（或）管理电池的状态，计算二次数据、报告数据和（或）控制环境以影响电池包

的安全、性能和（或）使用寿命。BMS的功能可能分配给电池包或使用电池包的设备。

注1：BMS的功能可在电池系统上，也可在使用电池系统的设备上。

注1：BMS可以被分开，有可能一部分在电池系统内，一部分位于应用端。

[来源：IEC62619：2017，定义3.12，有修改]

3.6

安全safety

无不可接受的风险。

[来源：IEC62619：2017，定义3.1]

3.7

风险risk

发生危害的可能性和危害严重性的结合。

[来源：IEC62619：2017，定义3.2]

3.8

2

T/CIAPS0016-2022

伤害harm

对人体健康、资产、或环境造成物理损坏或伤害。

[来源：IEC62619：2017，定义3.3]

3.9

危害hazard

潜在的伤害根源，包括短时间对人身和财物的伤害（如着火和爆炸），以及那些对人身健康长时间

的损害（如有毒物质释放）。

[来源：IEC62619：2017，定义3.4，有修改]

3.10

漏液leakage

可见的液体电解质漏出。

[来源：GB40165-2021，定义3.21]

3.11

泄气venting

从预设的破裂或爆炸泄压结构释放电池单体、电池模块、电池包或电池系统中过大的内部压力。

[来源：IEC62619：2017，定义3.14，有修改]

3.12

热失控thermalrunaway

电池单体放热连锁反应引起的电池温度不可控上升的现象。

[来源：GB38031-2020，定义3.14]

3.13

破裂rupture

由于内部或外部因素引起电池包或电池系统外壳的机械损伤，导致内部物质暴露或少量固体物质溢

出，但没有剧烈喷出。

[来源：GB40165-2021，定义3.22，有修改]

3.14

起火fire

电池单体、电池模块、电池包或系统任何部位发生持续燃烧（单次火焰持续时间＞1s），火花及拉

弧不属于燃烧。

[来源：GB38031-2020，定义3.11]

3.15

爆炸explosion

突然释放足量的能量产生压力波或者喷射物，可能会对周围区域造成结构或物理上的破坏。

[来源：GB38031-2020,定义3.10]

3

T/CIAPS0016-2022

3.16

预期应用intendeduse

根据供应商提供的规范、说明和信息使用产品、过程或服务。

[来源：IEC62619：2017，定义3.5]

3.17

合理的可预见滥用reasonablyforeseeablemisuse

没有按照供应商预期使用产品、过程或服务，但可能确实由于人类预期行为引起的。

[来源：IEC62619：2017，定义3.6]

3.18

热扩散thermalpropagation

电池包或电池系统内由一个电池单体热失控引发的其余电池单体接连发生热失控的现象。

[来源：GB38031-2020，定义3.15]

3.19

本质安全intrinsicsafety

优化设计、制造等方案，达到电池单体不需要依靠外部措施即可保证安全的状态。

[来源：GB3836.4-2010，定义3.1.1，有修改]

4缩略语及符号

4.1缩略语

下列缩略语适用于本文件。

CAN：控制器局域网（ControllerAreaNetwork）

EMS：能量管理系统（EnergyManagementSystem）

FS：满量程（FullScale）

HSL：危害等级（HazardSeverityLevel）

PCS：电能转换系统（PowerConversionSystem）

PTC：正温度系数（PositiveTemperatureCoefficie