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行业干货 | 电力储能BMS全球标准解读
2024-07-17
随着碳达峰、碳中和战略成为全球能源发展主旋律，新型储能正迎来高速发展。根据中关村储能产业技术联盟(CNESA)发布的《储能产业研究白皮书2024》，截至2023年底，全球新型储能累计装机规模达91.3GW，较2022年同比增长100%，其中锂离子电池储能装机占比高达96.9%。
全球新型储能市场累计装机规模(截至2023年底)
电化学储能的快速发展使得电站安全问题备受关注。近年来，全球累计报告电力储能安全事故超过80起。如2024年5月美国OTAY MESA Gateway锂电储能电站发生火灾，持续两周并多次复燃。
BMS具有电池监测、均衡管理、通信控制等功能，可避免电池过充、过放，延长电池寿命，是储能电站电池的大脑。据中国电力企业联合会最新数据统计，BMS系统异常是电站非计划停运的主要原因之一，占比超20%，BMS对电站安全可靠运行至关重要。
行业要发展，标准须先行。中国、北美、欧洲等全球主流地区均已制定相关标准规定BMS的功能、性能等要求，相关标准清单、适用产品、适用地区参考下表：
储能BMS全球主流标准解读
北美&欧洲地区储能BMS主要参考两类，一类为UL62368-1、EN/UL/IEC 60730-1、IEC/EN/UL60950-1等通用安规类标准，一类为CSA/ANSI C22.2 N340:23、UL9540、IEC 62619等专用标准。由于前者为通用类安规标准，接下来主要针对CSA/ANSI C22.2 N340:23、UL9540等专用标准做相关解读。
CSA/ANSI C22.2 N340:23是加拿大标准协会（CSA）2023年4月发布的储能BMS标准，该标准适用于储能系统、不间断电源系统、辅助电源系统、电动汽车、轻轨的BMS。主要测试项目包括温度、介电强度、均衡、IO验证测试、运行异常、电磁兼容性等，如下表所示。
下面针对均衡、IO验证测试、运行异常三个电性能相关重点项目做相关解读。
原文：
解读：可以看出，CSA标准规定在均衡故障时应不影响BMS整体的运行，需要相关测试设备能够模拟各单体电芯电压差进行测试，并评估BMS工作性能。
原文：
解读：测试系统能够模拟IO信号高、低电平、短路、开路、超上限等场景，并评估BMS工作性能。
原文：
解读：测试装置应能模拟通风口堵塞、输入/输出接口短路、主槽无液（液冷）、保险丝开路等场景下BMS运行情况。
UL 9540标准于2023年6月28日正式发布，同时成为ANSI和SCC认可的国家标准，满足美国和加拿大两国使用规范。该标准适用于电化学、化学、机械和热能类型的储能系统，评估储能系统各部件之间的兼容性和安全性，其中与BMS测试相关内容主要包含电气性能监测和报警、保护等。
原文：
解读：BMS应具备单体电压、温度监控，总电流监控、报警和保护等功能，暂无明确试验方法要求。
IEC 62619-2022是IEC电池技术委员会TC 21/SC 21A于2022年5月24日发布的电池标准，该标准适用范围括用于固定应用的二次电池，例如不间断电源（UPS）、电能存储系统，以及用于产生动能的电池，如叉车、自动导向车（AGV）以及铁路和海运车辆。其中《8.2电池管理系统》部分规定了电池使用过程中BMS对于电压、电流和温度的监控要求。
原文：
解读：BMS在单体电压过高、电池pack总压过高时进行相关保护。
过充电流保护
原文：
解读：BMS在电池充电电流过高时进行相关保护。
过温保护
原文：
解读：BMS在温度过高过高时进行相关保护。
2023年10月1日，电力储能BMS最新国家标准GB/T 34131-2023《电力储能用电池管理系统》正式实施，标准规定了包括锂离子电池、钠离子电池、铅酸（炭）电池、液流电池在内的多种类型储能电站电池管理系统要求，针对储能BMS数据采集、均衡、报警与保护、电气适应性、电磁兼容性等方面提出新的要求。
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10月1日正式实施！电力储能BMS最新国家标准，您准备好了吗？
NGI深耕BMS测试行业多年，自主研发的NES6100电力储能BMS测试系统可广泛应用于全球储能BMS研发制造、第三方检测、系统集成等各行业客户，方案具有如下客户价值：
目前，NGI电力储能BMS测试解决方案已广泛应用于宁德时代、阳光电源、中车电气时代、海博思创、上海电器科学研究院等全球TOP客户。
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