GB/T 43528-2023 电化学储能电池管理通信技术要求

　　ICS 27. 180 CCS F 19

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 43528—2023

　　电化学储能电池管理通信技术要求

　　Communication technicalrequirementsforelectrochemicalenergy storage

　　battery management

　　2023-12-28发布 2024-07-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 43528—2023

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 总体要求 1

　　5 通信内容 2

　　6 接口与协议 3

　　7 网络安全 3

　　附录 A (资料性) 电池管理典型通信架构 4

　　附录 B (资料性) 电池管理通信内容 6

　　附录 C (规范性) CAN2. 0B协议要求 17

　　附录 D (规范性) Modbus协议要求 20

　　附录 E (规范性) DL/T 634. 5104协议要求 21

　　附录 F (规范性) DL/T 860(所有部分)协议要求 22

　　GB/T 43528—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 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 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国电力企业联合会提出 。

　　本文件由全国电力储能标准化技术委员会(SAC/TC550)归 口 。

　　本文件起草单位 :华为数字能源技术有限公司 、华为技术有限公司 、中国电力企业联合会 、中国电力科学研究院有限公司 、南方电网储能股份有限公司 、阳光电源股份有限公司 、许继集团有限公司 、惠州亿纬锂能股份有限公司 、北京和瑞储能科技有限公司 、大连融科储能技术发展有限公司 、云南电网有限责任公司电力科学研究院 、国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 、杭州高特电子设备股份有限公司 、宁德时代新能源科技股份有限公司 、南京南瑞继保工程技术有限公司 。

　　本文件主要起草人 :沈衍 柏 、杜 荣 华 、汪 毅 、李 佩 鑫 、高 俊 娥 、胡 娟 、吴 秋 游 、谢 青 松 、陈 永 茂 、郑 欣 、周杰、刘敏、张旭、魏志立、王万纯、胡振恺、陈满、李琳、龚强、王浩、赵志学、徐军、刘雨佳、赵海军、王世宇、郭新良 、刘荣海 、陈凌宇 。

　　Ⅰ

　　GB/T 43528—2023

　　电化学储能电池管理通信技术要求

　　1 范围

　　本文件规定了电化学储能电池管理的通信内容 、接口与协议和网络安全等技术要求 。

　　本文件适用于锂离子电池 、钠离子电池 、铅酸(炭)电池 、液流电池和水电解制氢/燃料电池的电化学储能系统电池管理通信的设计 、调试 、运行与维护 。

　　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 。

　　GB/T 19582. 1 基于 Modbus协议的工业自动化网络规范 第 1部分 :Modbus应用协议

　　GB/T 19582. 2 基于 Modbus协议的工业自动化网络规范 第 2 部分 : Modbus协议在串行链路上的实现指南

　　GB/T 19582. 3 基于 Modbus协议的 工 业 自 动 化 网 络 规 范 第 3 部 分 : Modbus协 议 在 TCP/IP上的实现指南

　　GB/T 20271 信息安全技术 信息系统通用安全技术要求

　　GB/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求

　　GB/T 25070 信息安全技术 网络安全等级保护安全设计技术要求

　　GB/T 34131 电力储能用电池管理系统

　　GB/T 39786 信息安全技术 信息系统密码应用基本要求

　　DL/T 634. 5101 远动设备及系统 第 5-101部分 :传输规约 基本远动任务配套标准

　　DL/T 634. 5104 远动设备及系统 第 5-104部分 :传输规约 采用标准传输协议集的 IEC 60870- 5-101网络访问

　　DL/T 860(所有部分) 电力 自动化通信网络和系统

　　DL/T 1146 DL/T 860实施技术规范

　　DL/T 2528 电力储能基本术语

　　3 术语和定义

　　DL/T 2528界定的术语和定义适用于本文件 。

　　4 总体要求

　　4. 1 电化学储能电池管理通信内容应满足 GB/T 34131的要求 。

　　4.2 电化学储能电池管理通信的接口和协议应具有通用性和开放性 , 电池管理典型通信架构见附录 A。

　　4.3 电化学储能电池管理通信网络安全应满足 GB/T 20271、GB/T 22239和 GB/T 25070的要求 。

　　4.4 电化学储能电池管理相关设备应具有唯一设备编码 。

　　1

　　GB/T 43528—2023

　　4.5 电化学储能电池管理通信宜包括电池管理系统各层级间 、电池管理系统与监控系统间 、电池管理系统与储能变流器间 、储能变流器与监控系统间 、电池管理系统与供暖通风与空气调节系统间 、电池管理系统与消防系统间的通信 。

　　5 通信内容

　　5. 1 电池管理系统各层级间通信内容

　　5. 1. 1 锂离子电池 、钠离子电池和铅酸(炭) 电池管理系统各层级间通信内容可包含电压 、电流 、温度 、能量状态(SOE) 、均衡状态 、开关状态 、报警信息 、保护信息以及均衡控制 、投入和退出控制指令等 ,详细通信内容见附录 B 中表 B. 1。

　　5. 1.2 液流电池管理系统各层级间通信内容可包含电压 、电流 、电解液温度 、电解液液位 、电解液压力 、电解液流量 、报警信息 、保护信息以及投入和退出控制指令等 ,详细通信内容见表 B. 2。

　　5. 1.3 水电解制氢/燃料电池 管 理 系 统 各 层 级 间 通 信 内 容 可 包 含 电 解 槽 电 压 、电 解 槽 电 流 、电 解 槽 温度 、电堆电压 、电堆电流 、电堆温度 、电解槽出口气体压力 、输入氢气流量 、输出氢气流量 、氧气中氢气浓度 、氢气中氧气浓度 、纯化后氢气微氧含量 、纯化后氢气露点 、开关状态 、报警信息 、保护信息以及投入和退出控制指令 ,详细通信内容见表 B. 3。

　　5.2 电池管理系统与监控系统间通信内容

　　5.2. 1 锂离子电池 、钠离子电池和铅酸(炭) 电池管 理 系 统 与 监 控 系 统 间 通 信 内 容 宜 包 含 电 池 单 体 信息 、电池模块信息 、电池簇信息 、对时信息以及充放电控制 、电池簇或电池阵列投退 、参数设置指令等 。

　　5.2.2 液流电池管理系统与监控系统间通信内容宜包含电堆信息 、电池模块信息 、电池系统信息 、对时信息以及充放电控制 、电池模块或电堆组投退 、参数设置指令等 。

　　5.2.3 水电解制氢/燃料电池系统与监控系统间通信内容宜包含制氢信息 、储氢信息 、燃料电池信息 、对时信息以及制氢控制 、放电控制 、电池投退 、参数设置指令等 。

　　5.3 电池管理系统与储能变流器间通信内容

　　电池管理系统与储能变流器间通信内容宜包含可充电功率 、可放电功率 、可充电能量 、可放电能量 、电池能量状态(SOE)和报警信息等 。

　　5.4 储能变流器与监控系统间通信内容

　　储能变流器与监控系统间通信内容宜包含有功功率 、无功功率 、电压 、电流 、频率 、累计充电量 、累计放电量 、充放电状态 、运行模式 、报警信息 、保护信息以及启停机控制 、有功功率控制 、无功功率控制 、运行模式控制指令等 ,详细通信内容见表 B. 4。

　　5.5 电池管理系统与供暖通风与空气调节系统间通信内容

　　电池管理系统与供暖通风与空气调节系统间通信内容可包含控制信息 、运行温度和湿度以及报警信息等 。

　　5.6 电池管理系统与消防系统间通信内容

　　电池管理系统与消防系统间通信内容可包含运行温度 、温升速率 、可燃气体浓度 、烟雾状态数据 、消防系统预警或动作状态数据等 。

　　2

　　GB/T 43528—2023

　　6 接口与协议

　　6. 1 电池管理系统各层级间通信接口宜采用控制器局域网(CAN) 、以太网或 RS-485。CAN 接口通信协议宜采用 CAN 2. 0B,CAN 2. 0B采用的扩展帧 29位标识符 、单帧多帧传输和 CAN 2. 0B 的应用要求符合附录 C 的规定 。 以太网和 RS-485接口通信协议宜采用 Modbus,Modbus应用要求符合附录 D 的规定 。

　　6.2 电池管理系统与监控系统间通信接口应采用以太网 ,接口宜采用双网冗余设计 。 以太网接口通信协议宜采用 DL/T 634. 5104、Modbus或 DL/T 860,DL/T 634. 5104端口号 、帧格式和协议帧内元素的编码定义符合附录 E 的规定 ,DL/T 860(所有部分)通信建模要求符合附录 F 的规定 。

　　6.3 电池管理系统与储能变流器间通信接口宜采用 CAN、以太网或 RS-485。CAN接口通信协议宜采用 CAN 2. 0B, 以太网和 RS-485通信协议宜采用 Modbus。

　　6.4 储能变流 器 与 监 控 系 统 间 通 信 接 口 宜 采 用 以 太 网 , 以 太 网 接 口 通 信 协 议 宜 采 用 Modbus、 DL/T 634. 5104或 DL/T 860(所有部分) 。

　　6.5 电池管理系统与供暖通风与空气调节系统 、消防系统间通信接口宜采用 RS-485或以太网 ,RS-485和以太网接口通信协议宜采用 Modbus。

　　7 网络安全

　　7. 1 电池管理传输控制协议/网际协议(TCP/IP)以太网通信应采取网络安全防护措施 , 防护措施包括身份认证 、访问控制 、数据加密或完整性保护等措施中的一种或多种 。

　　7.2 电池管理 TCP/IP以太网通信的身份认证方式应包括用户名/口令认证 、密钥认证或数字证书认证等措施中的一种或多种 。

　　7.3 电池管理 TCP/IP以太网通信的访问控制措施应包括 IP访问控制或时间访问控制等措施中的 一种或多种 。

　　7.4 电池管理 TCP/IP以太网通信的数据加密应满足 GB/T 39786的要求 。

　　7.5 电池管理 TCP/IP以太网通信的完整性保护措施应包括数字签名校验等 。

　　3

　　GB/T 43528—2023

　　附 录 A

　　(资料性)

　　电池管理典型通信架构

　　A. 1 锂离子电池、钠离子电池和铅酸(炭)电池管理典型通信架构

　　锂离子电池 、钠离子电池和铅酸(炭)电池管理典型通信架构见图 A. 1。

　　图 A. 1 锂离子电池、钠离子电池和铅酸(炭)电池管理典型通信架构

　　A.2 液流电池管理典型通信架构

　　液流电池管理典型通信架构见图 A. 2。

　　4

　　GB/T 43528—2023

　　图 A.2 液流电池管理典型通信架构

　　A.3 水电解制氢/燃料电池管理典型通信架构

　　水电解制氢/燃料电池管理典型通信架构见图 A. 3。

　　图 A.3 水电解制氢/燃料电池管理典型通信架构

　　5

　　GB/T 43528—2023

　　附 录 B

　　(资料性)

　　电池管理通信内容

　　B. 1 锂离子电池、钠离子电池和铅酸(炭)电池管理通信内容

　　锂离子电池 、钠离子电池和铅酸(炭)电池管理通信内容见表 B. 1。

　　表 B. 1 锂离子电池、钠离子电池和铅酸(炭)电池管理通信内容

　　对象名称

　　通信内容名称

　　单位

　　电池单体

　　电压

　　V

　　温度

　　℃

　　电池模块

　　电压

　　V

　　电流

　　A

　　温度

　　℃

　　能量状态(SOE)

　　%

　　最高电压电池单体编号

　　—

　　电池单体最高电压

　　V

　　最低电压电池单体编号

　　—

　　电池单体最低电压

　　V

　　电池单体平均电压

　　V

　　最高温度电池单体编号

　　—

　　电池单体最高温度

　　℃

　　最低温度电池单体编号

　　—

　　电池单体最低温度

　　℃

　　电池单体平均温度

　　℃

　　电池单体最高温升速率的电池单体编号

　　—

　　电池单体最高温升速率

　　℃/s

　　累计充电电量

　　kWh

　　累计放电电量

　　kWh

　　均衡状态

　　—

　　充放电状态

　　—

　　通信状态

　　—

　　报警信息

　　电压越限报警

　　—

　　电流越限报警

　　温度越限报警

　　6

　　GB/T 43528—2023

　　表 B. 1 锂离子电池、钠离子电池和铅酸(炭)电池管理通信内容 (续)

　　对象名称

　　通信内容名称

　　单位

　　电池模块

　　保护信息

　　电压越限保护

　　—

　　电流越限保护

　　温度越限保护

　　充电截止电压定值

　　V

　　放电截止电压定值

　　V

　　报警电压门限定值

　　V

　　报警电流门限定值

　　A

　　报警温度门限定值

　　℃

　　保护电压门限定值

　　V

　　保护电流门限定值

　　A

　　保护温度门限定值

　　℃

　　电池簇

　　电压

　　V

　　电流

　　A

　　温度

　　℃

　　绝缘电阻

　　kΩ

　　能量状态(SOE)

　　%

　　电池单体电压极差

　　V

　　电池单体平均电压

　　V

　　电池单体温度极差

　　℃

　　电池单体平均温度

　　℃

　　累计充电电量

　　kWh

　　累计放电电量

　　kWh

　　可充电能量

　　kWh

　　可放电能量

　　kWh

　　可充电功率

　　kW

　　可放电功率

　　kW

　　均衡状态

　　—

　　开关状态

　　—

　　充放电状态

　　—

　　通信状态

　　—

　　报警信息

　　电压越限报警

　　—

　　电流越限报警

　　温度越限报警

　　绝缘电阻越限报警

　　7

　　GB/T 43528—2023

　　表 B. 1 锂离子电池、钠离子电池和铅酸(炭)电池管理通信内容 (续)

　　对象名称

　　通信内容名称

　　单位

　　电池簇

　　保护信息

　　电压越限保护

　　—

　　电流越限保护

　　温度越限保护

　　绝缘电阻越限保护

　　充电截止电压定值

　　V

　　放电截止电压定值

　　V

　　报警电压门限定值

　　V

　　报警电流门限定值

　　A

　　报警温度门限定值

　　℃

　　报警绝缘电阻门限定值

　　kΩ

　　保护电压门限定值

　　V

　　保护电流门限定值

　　A

　　保护温度门限定值

　　℃

　　保护绝缘电阻门限定值

　　kΩ

　　投入和退出控制指令

　　—