ANSI/CAN/UL 9540A:2019储能电池储能系统热失控火灾传播标准
UL 9540A:2019标准范围:
确定电池是否能热失控,评估具有热失控能力的电池储能系统的起火和爆炸特性;
ANSI/CAN/UL 9540A提供测试数据,支持风险缓解分析,并允许ESS超过NFPA 855安装限制;
>1kWh的家用储能系统或>20kWh的非家用锂电池储能系统,如超出NFPA 855安装限制,则适用。
被以下规范和标准引用:
NFPA 855 固定储能系统安装标准
ICC IFC 国际消防法规
ICC IRC 国际住宅规范
UL 9540 储能系统和设备安全标准
IEC 62933-5-2 并网电化学储能系统安全要求
4层级测试:
电芯层级测试
模块层级测试
单元(机柜)层级测试
安装层级测试
电芯层级测试:
1.目的:
确定电芯热失控方法和参数
确定电芯排气温度
确定电芯热失控温度
热失控气体分析(成分、性能与可燃性等)
2.样品预处理:
将电芯按照制造商的规定进行二个循环的充放电处理(开始时实验室环境条件为温度25 ±5°C,湿度 50 ±25%);
测试前保持电芯充电****SOC,并静置不低于1h,不超过8h;
为防止测试过程中过度膨胀,电芯应模拟BESS模块中的束缚条件(如固定钢板)
3.测试方法:
将电芯放置在密封的防爆罐内,罐内充满氮气;
用柔性薄膜加热器诱导电芯热失控(若不能引发,则用针刺、过充、替代热源等方法引发);
引发过程中全程测温,记录排气时的温度和热失控开始温度;
收集电芯排出的气体。
4.监测数据:
热失控方法和参数
电芯泄气温度
电芯热失控触发温度
电芯释放气体测量:成分、总量、可燃烧下限LFL、燃烧速度、*大压力Pmax
5.判定:
电芯不能引发热失控;
根据ASTM E918在环境温度和排气温度下测定,当与任何体积的空气混合时,电芯排出气体不存在可燃性危险。
满足上述判定,则无需进行模块层级测试(但理论上当前电池技术还不能在失控后不产生可燃气体)。
模块层级测试:
1.目的:
验证模组热失控蔓延程度
确定热释放率与模组温度
确定气体成分与释放速率
爆炸危险
2.样品预处理:
将模组按照制造商的规定进行二个循环的充放电处理(开始时实验室环境条件为温度25 ±5°C,湿度 50 ±25%);
测试前保持模组充电****SOC,并静置不低于1h,不超过8h;
3.测试方法:
测试在烟雾收集罩内进行(实时采集气体分析);
采用电芯中触发热失控方法,热失控一个或多个电芯;
记录模块热失控前后重量。
4.监测数据:
模块内热失控扩散情况
热释放速率
烟雾释放率
燃烧危害
电池泄气测量:气体成分和总量、H2、THC、CO/CO2等
起火和爆燃情况
5.判定:
模组设计包含热失控控制;
电芯测试中排气不可燃。
满足上述判定,则无需进行单元层级测试(但理论上当前电池技术还不能在失控后不产生可燃气体,同时在模组层级的测试应做到不会发生热蔓延。)。
单元(机柜)层级测试:
1.目的:
BESS单元的热失控蔓延程度
测量目标BESS单元的温度与热通量
测量周围墙壁的温度与热通量
确定是否有着火/爆炸现象
2.样品预处理:
根据不同安装情况进行测试配置(室内/室外、地面/挂壁、住宅/非住宅、屋顶/车库等);
测试前保持启动BESS处于*大SOC,在室内环境*多静置8h;
3.测试方法:
启动热失控BESS位于烟雾收集罩下方;
采用模组中触发热失控方法,热失控一个或多个电芯;
记录测试过程爆炸及火焰蔓延情况。
4.监测数据:
初始BESS中模块直径的热失控蔓延情况
热释放率
烟雾释放率
气体成分和体积
墙体温度和热流
目标BESS温度和热流
起火/爆燃风险
复燃危险
5.判定:
满足满足表9.1中列出的下列性能条件,则不需要进行安装层级测试 。
安装层级测试(不适用于户外或住宅用BESS):
1.目的:
评估热失控蔓延程度,评估消防措施的有效性。
2.过程:
测试过程和方法同单元层级测试;
需要安装洒水喷头或其他消防方案(气态剂、水雾系统等)。
商通检测提供电池的相关测试认证服务:
运输和电池运输的UN38.3测试:
1.热测试
2.高空模拟
3.冲击试验
4.影响
5.耐振性
6.外部短路
7.过充
8.强制放电
根据IEC62133-1-2安全要求对用于便携式应用的便携式密封二次电池(以及由其制成的电池)进行的测试IEC60086原电池测试
根据IEC62619对工业用电池进行测试
UL1642锂电池测试
IEC61960-3棱柱形和圆柱形锂二次电池和由其制成的电池的测试
根据客户具体要求进行测试
CB认证(例如根据IEC62133)