Energy Storage -Player in the Future Energy Eco-System储能-未来能源生态系统的参与者

DKE is the trusted platform for:德国电子电气和信息技术委员会（DKE）是值得信赖的平台:

Standardization 标准化

Cooperation 合作

and Interaction of Experts 专家互动

in the areas of:在以下领域:

• Electrical Engineering 电气工程• Electronics 电子设备• Information Technologies 信息技术

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Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

1. Taking responsibility for safety and progress in Electrical Engineering and Information Technology负责电气工程和信息技术的安全和进步

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Testing and Certification Institute测试和认证机构

Technical Scientific Domain技术科学领域

Standardization 标准化

VDE Specifications Code

transferred to DKE

德国电气工程师协会规范代码转移到德国电工委员会

Non-Safety Electrotechnical

Standards transferred to DKE

非安全电工标准转移到德国电工委员

会

VDE&DKE德国电子电气和信息技术协会& 德国电子电气和信息技术委员会

Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

4

Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

VDE Centers of Expertise 专业技术中心VDE Prime Lab 重点实验室

Singapore新加坡

Alzenau, Germany阿尔策瑙，德国 Seoul, South Korea

首尔，韩国

Osaka, Japan大阪，日本

Johannesburg, South Africa约翰内斯堡，南非

Sydney, Australia悉尼，澳大利亚

San Francisco, CA, USA旧金山，加利福尼亚州，美国

无锡，中国

VDE Centers of Expertise, Partner labs, VDE Prime Labs德国电子电气和信息技术协会专业技术中心，合作伙伴实验室, 重点实验室

Our global hubs我们的全球中心

Freiburg, Germany弗莱堡，德国

Singapore 新加坡

Prime Lab重点实验室Fremont, CA, USA

弗里蒙特，加利福尼亚州，美国

Prime Lab重点实验室

Prime Lab重点实验室

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General综合

Electrotechnical电工技术

Telecommunication电信

International国际

European(regional)欧洲（地区）

German(national)德国（地区）

DKE in the International Framework国际框架下的德国电子电气和信息技术委员会

Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

2. Future Energy Systems: Trends & Drivers未来能源系统：趋势与驱动因素

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E-mobility 电动出行

Smart Home and Building智能家居和建筑Energy Systems

能源系统

Smart Energy

智慧能源

Integration 整合Renewables 可再生能源PV 光伏Wind 风能Power to X 电制X

Industry 4.0 工业4.0IoT 物联网Internet of Energy 能源互联网

Microgrids 微电网

Politics政策

Technology技术

Markets市场

Deregulation解除管制 Ancillary services

辅助服务

Cybersecurity网络安全

Future Energy Systems: Drivers未来能源系统：驱动因素

Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

Energy Storage - Player in the Future Energy Eco-System储能-未来能源生态系统的参与者

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8

▪ Source 来源: https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=5&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiC7f_zx67hAhVGMewKHTZXAqgQFjAEegQIAhAC&url=https%3A%2F%2Fenergie-fr-de.eu%2Fde%2Fveranstaltungen%2Fleser%2Fkonferenz-photovoltaik-made-in-europe-perspektiven-statt-krise.html%3Ffile%3Dfiles%2Fofaenr%2F02-conferences%2F2011%2F110414-Photovoltaique%2520made%2520in%2520Europe%2520-%2520perspectives%2520face%2520a%2520la%2520crise%2F6_LIPPERT_Final_EN.pdf&usg=AOvVaw2GV5VMLbP5aZLl73JMQwwi

Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

生产 传输 分配

电力消费者

储能

可再生能源容量稳固

能源&电力

辅助服务

大功率

负载管理 时移

能源能源&电力

3. Standardization delivers sustainable solutions标准化提供可持续的解决方案

Grid Integration of Energy Storage 储能并网

Technical ToDos:技术待办事项：• Connection Requirements for Distribution

Grids配电网的连接要求

• Planning, design and testing of electrical Energy Storage (EES) Systems电能储存（EES）系统的规划，设计和测 试

• Safety and environmental considerations安全和环境方面的考虑

Activities: IEC/TC 8, IEC/TC 120活动：IEC / TC 8，IEC / TC 120

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Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

Establishing frameworks for energy market建立能源市场框架

Technical ToDos:技术待办事项：• EES Systems as buffer and enabler in

Microgrids for flexibility and secure energy supply电能储存系统作为微电网的缓冲和启动器，提供灵活和安全的能源供应

• EES Systems as player in future energy markets e.g. for load shifting电能储存系统作为未来能源市场的参与者，例如用于负载转移

Activities: IEC/TC 8, IEC/TC 57, IEC/TC 120活动：IEC / TC 8，IEC / TC 57，IEC / TC 120

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Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

服务（注册，测量，结算，计费）

出售能源

供应商变更

生产交易 供应 消费

网络接口网络接口电流

传输，分配

系统运作（调度，平衡）

能源供应链

Digitalization in the Internet of Energy 能源互联网中的数字化

Technical ToDos: 技术待办事项：

• EES Systems require adequate interfaces 电能储存系统需要足够的接口

• Existing architectures e.g. IEC 61580 are capable today but will be need future upgrades现有架构，例如 IEC 61580现在能够运行，但将来需要进行升级

• Trend to decentralized structures (like blockchaintechnology) will have an impact on EES Systems分散结构（如区块链技术）的趋势将对EE电能储存系统产生影响

Activities: IEC/TC 8, IEC/TC 57, IEC/TC 120活动：IEC / TC 8，IEC / TC 57，IEC / TC 120

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Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

控制中心

风力发电厂

分布式可再生能源储存系统

水力发电厂

中压网络

电力变电站A

电力变电站B

IEC 61850-80-1 指南：通过 IEC60870-5-101/104交换61850信息

IEC 61850 2010年部分

IEC 21850 未来部分

在控制中心变电站使用61850

Standards for Lithium-batteries in different applications锂电池在不同应用中的标准

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ISO 12405 Electrically propelled road vehicles -- Test specification for lithium-ion traction battery packs and systems -Part 1: High-power applications, Part 2: High-energy applications; Part 3: Safety performance requirementsISO 12405 电动道路车辆- 锂离子牵引电池组和系统试验规范 - 第1部分：大功率应用，第2部分：高能应用; 第3部分：安全性能要求IEC 62660 series Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles - Part 1: Performance testing ; Part 2: Reliability and abuse testingIEC 62660 系列 用于电动道路车辆推进的二次锂离子电池。第1部分：性能试验; 第2部分：可靠性和滥用测试

ISO 18243 Electrically propelled mopeds and motorcycles -- Specifications and safety requirements for lithium-ion traction battery systems 电动轻便摩托车和摩托车。锂离子牵引电池系统的规范和安全要求

EN 50604-1 Secondary Lithium batteries for LEV (light electric vehicle) applications – Part 1: general safety requirements and test methods 轻型电动车（LEV）用二次锂电池 - 第1部分：一般安全要求和测试方法

IEC 62619 Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements for secondary lithium cells and batteries, for use in industrial applications

IEC 62619 含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和蓄电池 - 工业用二次锂电池和蓄电池的安全要求

IEC 62620 Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Secondary lithium cells and batteries for use in industrial applications

IEC 62620 含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和蓄电池 - 用于工业应用的二次锂电池和蓄电池

IEC 61960 series Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Secondary lithium cells and batteries for portable applications IEC 61960 系列 含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和蓄电池 - 便携式应用的二次锂电池和蓄电池IEC 62133 series Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements for portable sealed secondary cells, and for batteries made from them, for use in portable applications IEC 62133系列含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和蓄电池 - 便携式密封二次电池及其制造的电池的安全要求，用于便携式应用

Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

IEC 61427-1, -2 Secondary cells and batteries for renewable energy storage - General requirements and methods of test - Part 1: Photovoltaic off-grid application; Part 2: On-grid applications

187/5000

可再生能源储存用二次电池和蓄电池。一般要求和测试方法。第1部分：光伏离网应用。第2部分：并网应用.

IEC 62485-5 Safety requirements for secondary batteries and battery installations - Part - 5 : Lithium-ion batteries for stationary applications

二次电池和电池装置的安全要求 - 第5部分：固定应用的锂离子电池

IEC 62932 Ed. 1.0 series Flow Battery Systems for stationary applications

流动蓄电池系统，适用于固定应用

IEC 62984 Ed. 1.0 Secondary high temperature cells and batteries

二次高温电池和蓄电池

VDE AR-E 2510-2 Stationary electrical energy storage systems intended for connection to the low voltage grid

用于连接低压电网的固定式电能存储系统

VDE AR-E 2510-50 Stationary battery energy storage systems with lithium batteries – Safety requirements

带锂电池的固定电池储能系统 - 安全要求

Inte

rnatio

nal

国际化

Natio

nal (G

erm

any)

国家

（德

国）

Standards for storage in stationary applications固定应用中的存储标准

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Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

Stationary storage systems based on Li-ion technology – VDE application guides with safety requirements基于锂离子技术的固定式存储系统 -VDE应用指南和安全要求

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Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

Stationary battery energy storage systems with

lithium batteries – Safety requirements

带锂电池的固定电池储能系统 - 安全要求

→ especially Lithium-ion battery尤其是锂离子电池

Objective目的:

Safety enhancement for the operator/user in the

environment of the stationary storage systems

在固定存储系统的环境中为操作员/用户提高安全性

Stationary electrical energy storage systems

intended for connection to the low voltage grid

用于连接低压电网的固定式电力存储系统

→ safety requirements for planning, erection,

operation, disassembly and disposal of stationary

electrical storage systems固定电力存储系统的规划、安装、操作、拆卸和处置的安全要求

Objective目的:

Safety enhancement for the connection to a

grid for installation functions

提高安装功能网格连接的安全性

VDE-AR-E 2510-50 VDE-AR-E 2510-2

Rationale behind VDE-AR 2510-50 –Residential storageVDE-AR 2510-50背后的依据——住宅储能• relevant standards still in draft

相关标准仍在起草中• too many standards

标准太多• no standards ensuring the entire

product life cycle没有保障整个产品生命周期的标准

• no standards which describe the entire system safety没有描述整个系统安全的标准

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Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

??

??

?

draft

Rationale behind VDE-AR 2510-50 – Residential storageVDE-AR 2510-50背后的依据——住宅的存储Aspects covered:涵盖的方面• Risk analysis and functional safety

风险分析和功能安全• General requirements

一般要求• Functional safety requirements

功能安全要求• Informative annex

资料性附录• Marking and labelling

标记和标签• Safety during transport

运输过程的安全• Reasonable foreseeable misuse

合理的可预见的滥用

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VDE AR 2510-50

Application Guide应用指南

Stationary battery energy storage systems with lithium batteries –

Safety requirements

带锂电池的固定式电池储能系统 -

安全要求

DKE Working Group AK 371.0.1

DKE工作组 AK370.0.10

Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

Quality Assurance for Large-Scale Energy Storage Systems大规模储能系统的质量保证Defining the boundaries of application确定应用的边界

• Focus on electrochemical (lithium-ion) energy storage systems.专注于电化学（锂离子）储能系统。

• Irrespective of power or energy magnitude (“large-scale” is primarily to differentiate from domestic installations).不考虑功率或能量大小（“大规模”主要用于区分家用电器）。

• Quality assurance for both key components and the complete system up to and including the connection point.关键组件和整体系统的质量保证，包括连接点。

• Only for BESS that are physically isolated with dedicated operating environments - that is to say the BESS has its own restricted entry and exclusive area or building. 仅用于物理隔离且在专用操作环境中的电池储能系统，即电池储能系统有自己的限制入口和专属区域或建筑物。

• Mainly for BESS paired with solar photovoltaics for capacity firming and energy time shifting.主要用于与光伏相结合的电池储能系统，进行能力固定化和能量时移。

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Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

4. Case Study 案例研究

Case Study: Construction and Safety of an Automotive Battery案例研究：汽车电池的结构和安全性Safety concepts in an automotive battery:汽车电池的安全方案：

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Future Energy Eco-System 未来能源生态系统

Bat

teri

e-S

ich

erh

eits

kon

zep

t电池安全方案

First Level

Protection

(reversible)

第一级保护（可逆）

Second Level

Protection

(irreversible)

第二级保护（不可逆）

Third Level

Protection

(irreversible)

第三级保护（不可逆）

Battery Management

System

电池管理系统

Self-protective

elements

自我保护元件

Internal cell

safety

内部蓄电池的安全

Current电流 Voltage电压 Temperature温度Mechanical Effect(Impact/Crash)

机械效应（撞击）Power monitoring

Electrical pathways

电力监控

电路

Voltage oversightof cell/battery

电池/蓄电池的电压监控 Temperature monitoringof each module (2x)

各模块温度监测（2x）Fuse in main circuit

主电路中的保险丝

(400 A)

Fuse in each module

各模块中的保险丝

(175 A) OSD

(overcharge safety device)

过充安全设备 Safety valve

安全阀 NSD

(nail safety device)

针刺安全保护装置

Airbag Sensor

安全气囊传感器

Pyro Switch

烟火式断电安全保护开关

Intrinsic safety

of the battery

电池的固有安全性

谢谢您的聆听！Thanks for Your Time!