ANSI/CAN/UL 9540A：2019儲能電池儲能系統(tǒng)熱失控火災(zāi)傳播標(biāo)準(zhǔn)

UL 9540A：2019標(biāo)準(zhǔn)范圍：

確定電池是否能熱失控，評估具有熱失控能力的電池儲能系統(tǒng)的起火和爆炸特性；

1. ANSI/CAN/UL 9540A提供測試數(shù)據(jù)，支持風(fēng)險(xiǎn)緩解分析，并允許ESS超過NFPA 855安裝限制；

2. ＞1kWh的家用儲能系統(tǒng)或＞20kWh的非家用鋰電池儲能系統(tǒng)，如超出NFPA 855安裝限制，則適用。

被以下規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)引用：

NFPA 855 固定儲能系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)

• ICC IFC 國際消防法規(guī)

• ICC IRC 國際住宅規(guī)范

• UL 9540 儲能系統(tǒng)和設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)

• IEC 62933-5-2 并網(wǎng)電化學(xué)儲能系統(tǒng)安全要求

4層級測試：

1. 電芯層級測試

2. 模塊層級測試

3. 單元（機(jī)柜）層級測試

4. 安裝層級測試

電芯層級測試：

1.目的：

• 確定電芯熱失控方法和參數(shù)

• 確定電芯排氣溫度

• 確定電芯熱失控溫度

• 熱失控氣體分析（成分、性能與可燃性等）

2.樣品預(yù)處理：

• 將電芯按照制造商的規(guī)定進(jìn)行二個循環(huán)的充放電處理（開始時(shí)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件為溫度25 ±5°C，濕度 50 ±25%）；

• 測試前保持電芯充電****SOC,并靜置不低于1h，不超過8h;

• 為防止測試過程中過度膨脹，電芯應(yīng)模擬BESS模塊中的束縛條件（如固定鋼板）

3.測試方法：

• 將電芯放置在密封的防爆罐內(nèi)，罐內(nèi)充滿氮?dú)猓?/p>

• 用柔性薄膜加熱器誘導(dǎo)電芯熱失控（若不能引發(fā)，則用針刺、過充、替代熱源等方法引發(fā)）；

• 引發(fā)過程中全程測溫，記錄排氣時(shí)的溫度和熱失控開始溫度；

• 收集電芯排出的氣體。

4.監(jiān)測數(shù)據(jù)：

• 熱失控方法和參數(shù)

• 電芯泄氣溫度

• 電芯熱失控觸發(fā)溫度

• 電芯釋放氣體測量：成分、總量、可燃燒下限LFL、燃燒速度、*大壓力Pmax

5.判定：

• 電芯不能引發(fā)熱失控；

• 根據(jù)ASTM E918在環(huán)境溫度和排氣溫度下測定，當(dāng)與任何體積的空氣混合時(shí)，電芯排出氣體不存在可燃性危險(xiǎn)。

滿足上述判定，則無需進(jìn)行模塊層級測試（但理論上當(dāng)前電池技術(shù)還不能在失控后不產(chǎn)生可燃?xì)怏w）。

模塊層級測試：

1.目的：

• 驗(yàn)證模組熱失控蔓延程度

• 確定熱釋放率與模組溫度

• 確定氣體成分與釋放速率

• 爆炸危險(xiǎn)

2.樣品預(yù)處理：

• 將模組按照制造商的規(guī)定進(jìn)行二個循環(huán)的充放電處理（開始時(shí)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件為溫度25 ±5°C，濕度 50 ±25%）；

• 測試前保持模組充電****SOC,并靜置不低于1h，不超過8h;

3.測試方法：

• 測試在煙霧收集罩內(nèi)進(jìn)行（實(shí)時(shí)采集氣體分析）；

• 采用電芯中觸發(fā)熱失控方法，熱失控一個或多個電芯；

• 記錄模塊熱失控前后重量。

4.監(jiān)測數(shù)據(jù)：

• 模塊內(nèi)熱失控?cái)U(kuò)散情況

• 熱釋放速率

• 煙霧釋放率

• 燃燒危害

• 電池泄氣測量：氣體成分和總量、H2、THC、CO/CO2等

• 起火和爆燃情況

5.判定：

1. 模組設(shè)計(jì)包含熱失控控制；

2. 電芯測試中排氣不可燃。

滿足上述判定，則無需進(jìn)行單元層級測試（但理論上當(dāng)前電池技術(shù)還不能在失控后不產(chǎn)生可燃?xì)怏w，同時(shí)在模組層級的測試應(yīng)做到不會發(fā)生熱蔓延。）。

單元（機(jī)柜）層級測試：

1.目的：

• BESS單元的熱失控蔓延程度

• 測量目標(biāo)BESS單元的溫度與熱通量

• 測量周圍墻壁的溫度與熱通量

• 確定是否有著火/爆炸現(xiàn)象

2.樣品預(yù)處理：

• 根據(jù)不同安裝情況進(jìn)行測試配置（室內(nèi)/室外、地面/掛壁、住宅/非住宅、屋頂/車庫等）；

• 測試前保持啟動BESS處于*大SOC，在室內(nèi)環(huán)境*多靜置8h;

3.測試方法：

• 啟動熱失控BESS位于煙霧收集罩下方；

• 采用模組中觸發(fā)熱失控方法，熱失控一個或多個電芯；

• 記錄測試過程爆炸及火焰蔓延情況。

4.監(jiān)測數(shù)據(jù)：

• 初始BESS中模塊直徑的熱失控蔓延情況

• 熱釋放率

• 煙霧釋放率

• 氣體成分和體積

• 墻體溫度和熱流

• 目標(biāo)BESS溫度和熱流

• 起火/爆燃風(fēng)險(xiǎn)

• 復(fù)燃危險(xiǎn)

5.判定：

滿足滿足表9.1中列出的下列性能條件，則不需要進(jìn)行安裝層級測試 。

安裝層級測試（不適用于戶外或住宅用BESS）：

1.目的:

評估熱失控蔓延程度，評估消防措施的有效性。

2.過程：

• 測試過程和方法同單元層級測試；

• 需要安裝灑水噴頭或其他消防方案（氣態(tài)劑、水霧系統(tǒng)等）。

商通檢測提供電池的相關(guān)測試認(rèn)證服務(wù)：

運(yùn)輸和電池運(yùn)輸?shù)腢N38.3測試：

1.熱測試

2.高空模擬

3.沖擊試驗(yàn)

4.影響

5.耐振性

6.外部短路

7.過充

8.強(qiáng)制放電

根據(jù)IEC62133-1-2安全要求對用于便攜式應(yīng)用的便攜式密封二次電池（以及由其制成的電池）進(jìn)行的測試IEC60086原電池測試

根據(jù)IEC62619對工業(yè)用電池進(jìn)行測試

UL1642鋰電池測試

IEC61960-3棱柱形和圓柱形鋰二次電池和由其制成的電池的測試

根據(jù)客戶具體要求進(jìn)行測試

CB認(rèn)證（例如根據(jù)IEC62133）