如何構(gòu)建全生命周期的電池儲能安全系統(tǒng)

大家好，小科來為大家解答以上問題。如何構(gòu)建全生命周期的電池儲能安全系統(tǒng)這個很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、最近發(fā)布的《邁向2050年凈零排放的長期戰(zhàn)略》已經(jīng)明確表示，在2030年之前，將采取變革性行動，廣泛而迅速地部署低碳技術(shù)和投資基礎(chǔ)設(shè)施，以支持向清潔能源經(jīng)濟的過渡，并將儲能列為其電力系統(tǒng)靈活性技術(shù)的投資項目，將在不久的將來取得里程碑式的成果。

2、2022年4月19日，亞利桑那州鹽河變電站儲能設(shè)施發(fā)生火災(zāi)。情況還在進行中。同樣，在亞利桑那州，2019年4月19日發(fā)生了另一起大型電池儲能系統(tǒng)爆炸事件。全國消防協(xié)會(NFPA)于2020年7月31日通過官網(wǎng)公布了其調(diào)查和工傷報告，并指出事故很可能是由電池內(nèi)部缺陷導(dǎo)致的內(nèi)部故障引起的。

3、如何更好、更安全地執(zhí)行政府的儲能系統(tǒng)建設(shè)政策是我們迫切需要考慮的問題。電池儲能標(biāo)準(zhǔn)UL 9540A:2019對失控?zé)岷突鹧鎮(zhèn)鞑ビ幸徽紫到y(tǒng)的驗證方法。本期DEKRA德凱為您分析其對電池單體的要求，以及如何構(gòu)建全生命周期的電池儲能安全系統(tǒng)在開發(fā)、設(shè)計、選擇材料和生產(chǎn)電池儲能系統(tǒng)時的要求。

4、為什么您需要考慮UL 9540A？

5、許多儲能系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，如NFPA 855:2020(固定式儲能系統(tǒng)安裝標(biāo)準(zhǔn))、UL 9540:2020(儲能系統(tǒng)和設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn))和UL 197:2022(固定式和動力輔助電源用電池安全標(biāo)準(zhǔn))，都規(guī)定電池儲能系統(tǒng)需要滿足UL 9540A，其最新版本為UL 9540A:2019。

6、UL 9540A:2019規(guī)定了電芯、模塊、電氣柜、安裝四個層次的技術(shù)要求和測試方法，層層保障，層層保護。小區(qū)級驗證小區(qū)內(nèi)是否發(fā)生熱失控及其風(fēng)險等級；模塊級驗證熱失控是否在模塊中蔓延；電氣柜級驗證熱失控是否在電氣柜間蔓延；安裝水平驗證消防系統(tǒng)在消防控制方面是否有效。

7、UL 9540A:2019如何進行細(xì)胞水平測試？

8、細(xì)胞水平測試大致可分為六個步驟：細(xì)胞樣品制備、熱失控觸發(fā)、氣體收集、氣體分析、氣體制備和氣體危險水平定義。

9、1.電池樣品制備：

10、按照電芯制造商規(guī)定的方法，在最高工作環(huán)境溫度下進行至少2次充放電循環(huán)，達(dá)到100%SOC，靜置1 ~ 8小時。

11、2.熱失控觸發(fā)器：

12、1)加熱方法：使用外部施加的柔性薄膜加熱器加熱電芯，加熱器應(yīng)盡可能覆蓋電芯外殼，但不覆蓋安全裝置或端子，以持續(xù)加熱電芯內(nèi)部的電極組件。加熱器表面的加熱速率要求為4到7 ;每分鐘；如果熱失控不成功，可以考慮以下方法：

13、a)機械(如針灸)；b)過充電、過放電或外部短路等。c)使用備用熱源(如烤箱)。

14、2)測定方法：當(dāng)電芯表面溫度變化率超過外部熱源變化率時；

15、3)監(jiān)測項目：電池表面溫度、氣體釋放時電池表面溫度、熱失控初始溫度；

16、4)停止條件：最大表面溫度終止條件取決于電池設(shè)計和化學(xué)性能的評估。

17、3.氣體收集：

18、使用合適的壓力容器(如82升)收集熱逸散產(chǎn)生的氣體。試驗應(yīng)在初始大氣壓和氧氣含量小于1%的條件下進行。

19、4.氣體分析：

20、氣體成分應(yīng)采用氣相色譜(GC)和氣體成分定量檢測技術(shù)(或等效氣體分析技術(shù))來確定代表火災(zāi)或爆炸危險的烴類氣體和其他需要測量的附加氣體。

21、5.氣體制備：

22、根據(jù)上述氣體分析結(jié)果，配制相同成分的混合氣體。

23、6.氣體危險等級的定義：

24、驗證并分級上述混合氣體，包括：

25、1)根據(jù)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》，氣體的最小可燃極限是在環(huán)境溫度和電池放電溫度下確定的；

26、2)根據(jù)ISO 817:2014 A1:2017附錄C 《可燃?xì)怏w燃燒速度測量試驗方法》，確定氣體燃燒速率；

27、3)根據(jù)EN 15967:2022 4.4.2.4 《測定最大爆炸壓力和最大爆炸壓力上升速率》，確定最大爆炸壓力P

28、DEKRA德凱電池儲能系統(tǒng)項目專家表示：該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱失控觸發(fā)的升溫速率，需要很好的控制；用于收集氣體的壓力容器需要填充標(biāo)準(zhǔn)的大氣惰性氣體；確定氣體危險等級需要專業(yè)的測試設(shè)備和人員能力。我們在和都配備了這些能力，新澤西州的普林斯頓實驗室已經(jīng)為全球各大電池廠商提供了數(shù)千次這樣的測試。

29、編輯：彭靜

本文到此結(jié)束，希望對大家有所幫助。