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ANSI/CAN/UL 9540A:2019储能电池储能系统热失控火灾传播标准

更新时间:2024-11-28 07:10:00
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详细介绍

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;

  1. 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;

  2. >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:

  1. 电芯层级测试

  2. 模块层级测试

  3. 单元(机柜)层级测试

  4. 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:

  1. 模组设计包含热失控控制;

  2. 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)


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