美國(guó)多個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，如NFPA 855:2020（固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn)）、UL 9540:2020（儲(chǔ)能系統(tǒng)與設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)）、UL 1973:2022（固定和動(dòng)力輔助電源用電池安全標(biāo)準(zhǔn)）都明確電池儲(chǔ)能系統(tǒng)需要滿足UL 9540A，其最新版本為UL 9540A:2019。那今天就來了解一下UL 9540A的發(fā)展現(xiàn)狀和測(cè)試內(nèi)容：

UL 9540A發(fā)展和現(xiàn)狀如何？

UL 9540A:2019內(nèi)容有哪些？

　　UL 9540A:2019規(guī)范了電芯、模組、電柜和安裝四個(gè)層級(jí)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，層層保障、級(jí)級(jí)防護(hù)。電芯層級(jí)驗(yàn)證熱失控在電芯里是否發(fā)生及其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；模組層級(jí)驗(yàn)證熱失控在模組內(nèi)是否擴(kuò)散；電柜層級(jí)驗(yàn)證熱失控在電柜間是否蔓延；安裝層級(jí)驗(yàn)證消防系統(tǒng)在火災(zāi)控制上是否有效。

UL 9540A:2019電芯層級(jí)試驗(yàn)如何進(jìn)行？

　　電芯層級(jí)試驗(yàn)大致分為6個(gè)步驟：電芯樣品準(zhǔn)備、熱失控觸發(fā)、氣體收集、氣體分析、氣體配制、氣體危險(xiǎn)等級(jí)界定。

　　1. 電芯樣品準(zhǔn)備：

　　電芯按照制造商指定的方法，在最高工作環(huán)境溫度下，進(jìn)行至少2次充放電循環(huán)，達(dá)到100%SOC并靜置1到8小時(shí)。

　　2. 熱失控觸發(fā)：

　　1）加熱方法：通過使用外部應(yīng)用的柔性薄膜加熱器對(duì)電芯進(jìn)行加熱，該加熱器應(yīng)盡可能覆蓋電芯外殼，但不用覆蓋安全裝置或端子，以便對(duì)電芯內(nèi)部的電極組件進(jìn)行持續(xù)加熱。加熱器對(duì)電芯表面的加熱速率要求為每分鐘4至7°C；如未能成功熱失控，可考慮以下方法：

　　a）機(jī)械（如針刺）；

　　b）過充電、過放電或外部短路等；

　　c）使用備用熱源（如烤箱）。

　　2）判定方法：當(dāng)電芯表面溫度變化速率超過外部熱源的變化速率時(shí)；

　　3）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：電芯表面溫度、氣體釋放時(shí)電芯表面溫度、熱失控起始溫度；

　　4）停止條件：最大表面溫度終止條件取決于對(duì)電芯設(shè)計(jì)和化學(xué)性能的評(píng)價(jià)。

　　3. 氣體收集：

　　使用合適的壓力容器（如82升）收集熱失控產(chǎn)生的氣體，試驗(yàn)應(yīng)在初始大氣壓和小于1%的氧氣含量下進(jìn)行。

　　4. 氣體分析：

　　氣體成分應(yīng)采用氣相色譜法（GC）和氣體成分定量檢測(cè)技術(shù)（或等效氣體分析技術(shù)），來確定代表著火或爆炸危險(xiǎn)的碳?xì)浠衔餁怏w以及其它需要測(cè)量的額外氣體。

　　5. 氣體配制：

　　根據(jù)以上氣體分析的結(jié)果，配制相同成分構(gòu)成的混合氣體。

　　6. 氣體危險(xiǎn)等級(jí)界定：

　　對(duì)以上混合氣體進(jìn)行驗(yàn)證、定級(jí)，包括：

　　1）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM E918:2020 《確定化學(xué)物質(zhì)在高溫和高壓下的可燃性極限常規(guī)做法》，在環(huán)境溫度和電芯泄放溫度下，確定氣體的最低可燃性極限；

　　2）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 817:2014+A1:2017的附錄C《可燃?xì)怏w燃燒速度測(cè)量試驗(yàn)方法》，確定氣體燃燒速度；

　　3）根據(jù)EN 15967:2022的條款4.4.2.4 《測(cè)定最大爆炸壓力和最大爆炸壓力上升速率》，確定氣體最大爆炸壓力Pmax。