隨著儲能電池的需求迅猛增加,出貨量大幅上升,大量相關企業進軍儲能市場。為提升自身產品形象和質量,提高產品競爭力,以及滿足各個國家或地區的需求,越來越多的企業開始進行UL 9540A的測試,
各級別測試
UL 9540A將儲能產品測試分為四個級別:電芯級別、模組級別,單元(機柜)級別和安裝級別,下面將簡單描述各個測試的目的、測試過程及測試的檢測要求。
電芯測試:
目的:
1. 確定電芯熱失控方法與參數;
2. 確定電芯排氣溫度;
3. 確定電芯熱失控溫度;
4. 熱失控氣體分析(成分與性能)。
過程:
1. 樣品預處理
1.1將電芯按制造商的規定進行兩個循環的充、放電的處理;
1.2測試前保持電芯充電至****SOC,并靜止最少1h,最多8h;
1.3為防止測試過程中過度膨脹,電芯應模擬BESS模塊中的束縛條件(如固定鋼板)。
2. 熱失控測試
2.1將電芯放置在密封的防爆罐內,罐內充入氮氣;
2.2用柔性薄膜加熱器誘導電芯熱失控(若不能引發,則用針刺,過充,替代熱源等方法引發);
2.3 引發過程中全程測溫。記錄排氣時的溫度與熱失控開始溫度;
2.4 收集電芯排出氣體;
3. 氣體分析及可燃氣體的燃燒限值測量
3.1分析氣體組成成分。
3.2根據氣體的可燃氣體的組份,測量氣體的燃燒限值。
3.3測量氣體的燃燒速率、氣體的最大爆炸壓力。
4.監測數據
4.1熱失控方法
4.2電芯排氣溫度
4.3電芯觸發熱失控溫度
4.4 釋放氣體組成成分;
4.5 氣體總量;
4.6 氣體可燃性下限;
4.7 氣體燃燒速率;
4.8氣體最大爆炸壓力。
NOTE:電芯若滿足 1.不能引發熱失控;2.排氣不可燃。則無需進行模組測試,但理論上當前的鋰電池技術還不能在失控后不產生可燃氣體。
模組測試:
目的:
1. 驗證模組熱失控蔓延程度;
2. 確定熱釋放率與模組溫度;
3. 確定氣體成分與釋放速率;
4. 爆炸危險。
過程:
1. 樣品預處理
1.1將電芯按制造商的規定進行兩個循環的充、放電的處理;
1.2測試前保持電芯充電至****SOC,并靜止最少1h,最多8h;
2. 熱失控測試
2.1測試在煙霧收集罩內進行(實時采集氣體分析);
2.2采用電芯中觸發熱失控方法,熱失控一個或多個電芯;
2.3記錄模塊熱失控前后重量;
3. 監測數據
3.1 熱失控蔓延情況;
3.2 熱釋放速率;
3.3 煙霧釋放速率;
3.4 氣體成分與總量;
3.5 氫氣濃度;
3.6 碳氫化合物含量;
3.7 模組重量損失;
3.8 測試過程錄像。
NOTE:模組若滿足 1.模組設計包含熱失控;2.電芯測試中排氣不可燃。則無需進行單元測試,但理論上當前的鋰電池技術還不能在失控后不產生可燃氣體。同時在模組級別的測試應做到不會發生熱蔓延。
單元級別的測試:
目的:
1. BESS單元的熱失控蔓延程度;
2. 測量目標BESS單元的溫度與熱通量;
3. 測量周圍墻壁的溫度與熱通量;
4. 確定是否有著火/爆炸現象。
過程:
1. 樣品預處理
1.1根據不同安裝情況進行測試配置(室內/室外;地面/掛壁;住宅/非住宅;屋頂與車庫);
1.2測試前保持啟動BESS處于最大SOC,在室內環境最多靜置8h;
2. 熱失控測試
2.1啟動熱失控BESS位于煙霧收集罩下方;
2.2采用模組中觸發熱失控方法,熱失控一個或多個電芯;
2.3記錄測試過程爆炸及火焰蔓延情況;
3. 監測數據
3.1熱失控蔓延情況;
3.2化學熱釋放速率;
3.3對流熱釋放速率;
3.3煙霧釋放速率;
3.4氣體成分與總量
3.5 BESS單元的溫度與熱通量;
3.6墻壁溫度與熱通量。
NOTE 1:單元測試若滿足規定性能標準則無需進行安裝測試。
NOTE 2:有以下情況應終止測試
1.啟動BESS內每個模組恢復到室溫;
2.火焰蔓延到相鄰BESS與墻壁;
3.對測試人員產生危險或有損測試設備。
安裝級別的測試:
安裝級別BESS不適用于僅戶外或住宅用設備
目的:評估熱失控蔓延程度;評估消防措施的有效性。
過程:1.測試過程與方法同BESS單元測試;
2.需要安裝灑水噴頭或其他消防方案(氣態劑,水霧系統等)。