UL 9540A-2018电池蓄能系统中热失控火传播测试

随着储能电池的需求迅猛增加，出货量大幅上升，大量相关企业进军储能市场。为提升自身产品形象和质量，提高产品竞争力，以及满足各个国家或地区的需求，越来越多的企业开始进行UL9540A的测试，

各级别测试

UL9540A将储能产品测试分为四个级别：电芯级别、模组级别，单元（机柜）级别和安装级别，下面将简单描述各个测试的目的、测试过程及测试的检测要求。

电芯测试：

目的：

1. 确定电芯热失控方法与参数；

2. 确定电芯排气温度；

3. 确定电芯热失控温度；

4. 热失控气体分析（成分与性能）。

过程：

1. 样品预处理

1.1将电芯按制造商的规定进行两个循环的充、放电的处理；

1.2测试前保持电芯充电至SOC，并静止Zui少1h，Zui多8h；

1.3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）。

2. 热失控测试

2.1将电芯放置在密封的防爆罐内，罐内充入氮气；

2.2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）；

2.3 引发过程中全程测温。记录排气时的温度与热失控开始温度；

2.4 收集电芯排出气体；

3. 气体分析及可燃气体的燃烧限值测量

3.1分析气体组成成分。

3.2根据气体的可燃气体的组份，测量气体的燃烧限值。

3.3测量气体的燃烧速率、气体的Zui大爆炸压力。

4.监测数据

4.1热失控方法

4.2电芯排气温度

4.3电芯触发热失控温度

4.4 释放气体组成成分；

4.5 气体总量；

4.6 气体可燃性下限；

4.7 气体燃烧速率；

4.8气体Zui大爆炸压力。

NOTE：电芯若满足 1.不能引发热失控；2.排气不可燃。则无需进行模组测试，但理论上当前的锂电池技术还不能在失控后不产生可燃气体。

模组测试：

目的：

1. 验证模组热失控蔓延程度；

2. 确定热释放率与模组温度；

3. 确定气体成分与释放速率；

4. 爆炸危险。

过程：

1. 样品预处理

1.1将电芯按制造商的规定进行两个循环的充、放电的处理；

1.2测试前保持电芯充电至SOC，并静止Zui少1h，Zui多8h；

2. 热失控测试

2.1测试在烟雾收集罩内进行（实时采集气体分析）；

2.2采用电芯中触发热失控方法，热失控一个或多个电芯；

2.3记录模块热失控前后重量；

3. 监测数据

3.1 热失控蔓延情况；

3.2 热释放速率；

3.3 烟雾释放速率；

3.4 气体成分与总量；

3.5 氢气浓度；

3.6 碳氢化合物含量；

3.7 模组重量损失；

3.8 测试过程录像。

NOTE：模组若满足 1.模组设计包含热失控；2.电芯测试中排气不可燃。则无需进行单元测试，但理论上当前的锂电池技术还不能在失控后不产生可燃气体。在模组级别的测试应做到不会发生热蔓延。

单元级别的测试：

目的：

1. BESS单元的热失控蔓延程度；

2. 测量目标BESS单元的温度与热通量；

3. 测量周围墙壁的温度与热通量；

4. 确定是否有着火/爆炸现象。

过程：

1. 样品预处理

1.1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；屋顶与车库）；

1.2测试前保持启动BESS处于Zui大SOC，在室内环境Zui多静置8h；

2. 热失控测试

2.1启动热失控BESS位于烟雾收集罩下方；

2.2采用模组中触发热失控方法，热失控一个或多个电芯；

2.3记录测试过程爆炸及火焰蔓延情况；

3. 监测数据

3.1热失控蔓延情况；

3.2化学热释放速率；

3.3对流热释放速率；

3.3烟雾释放速率；

3.4气体成分与总量

3.5 BESS单元的温度与热通量；

3.6墙壁温度与热通量。

NOTE 1：单元测试若满足规定性能标准则无需进行安装测试。

NOTE 2：有以下情况应终止测试

1.启动BESS内每个模组恢复到室温；

2.火焰蔓延到相邻BESS与墙壁；

3.对测试人员产生危险或有损测试设备。

安装级别的测试：

安装级别BESS不适用于仅户外或住宅用设备

目的：评估热失控蔓延程度；评估消防措施的有效性。

过程：1.测试过程与方法同BESS单元测试；

2.需要安装洒水喷头或其他消防方案（气态剂，水雾系统等）。