3--张书博-UL 9540A测试方法开启电池储能系统热扩散风险评估的新通途.pdf

1、UL9540A测试方法，开启电池储能系统热扩散风险评估的新通途Test Method of UL 9540A,claims new pathway can access risk of thermal runaway fire propagation in Battery Energy Storage SystemsTV南德意志集团张书博Harry ZhangTV南德意志大中华集团|9/12/2022 2 TV SD|Testing test capabilityTV南德意志集团分布全球的电池实验室网络9/12/2022锂电池可能不发生热扩散吗？3TV南德意志大中华集团 9/12/202220

2、21年7月30日，位于澳大利亚吉朗300MW的VBB项目中的一个集装箱电池在调试中起火，一个多小时后，火灾扩散到相距15厘米的另一个集装箱电池。该距离曾通过了UL9540A测试的验证。UL9540A对热扩散风险评估有用吗？https:/www.wind-watch.org/news/2021/08/01/victorias-tesla-big-battery-catches-fire/验证有效的可重复的热失控方法和产生气体的成分280L 压力罐可置换氮气或氩气有观察窗最大压力3MPa最大加热温度400C使用GC进行非连续气体分析可分析的气体包含：H2,O2,N2,CO,CO2,CH4,C2H6

3、,C2H4,C2H2 C3H8,C3H6,等等电芯级别TV南德意志大中华集团 49/12/2022泄压压力值的选择 5TV南德意志大中华集团 9/12/2022温度（C）时间（t）t开始泄压开始热失控从开始泄压到开始热失控的时间差（t）对测试结果有明显的影响t过短，泄压气体可能被热失控时内部短路的电弧点燃，产生爆炸t过长，泄压温度点太低，会使热扩散更迅速为什么有的电芯总是爆炸？6TV南德意志大中华集团 9/12/2022控制预紧力软包电芯加上夹具测试后，预紧力对泄压温度有非常大的影响。电芯夹板模组级别TV南德意志大中华集团 79/12/2022验证模组发生电芯间热扩散后的现象（爆炸、爆燃、电弧

4、等）以及产生的热量、烟和气体的成分具备安全泄压功能的安全房有观察窗有气体清洁功能可以连续测量HRR和SRR使用FTIR、FID和铂镍探头进行连续气体分析，包含：CO,CO2,CH4,PH3,HF,等等（FTIR）、H2（铂镍探头）和THC（FID）电芯级别只是冒烟，为什么到了模组级别却起火了？8TV南德意志大中华集团 9/12/2022Cell 1Cell 2Cell 3Cell 6Cell 5Cell 4Cell 7Cell 8Cell 9电芯级别测试热失控后未起火模组级别测试cell8热失控后只有烟，cell2热失控后突然起火，紧接着cell5热失控。此时cell5电压变为-6.8V泄压受

5、阻短路电弧点燃泄压气体系统及安装级别TV南德意志大中华集团 99/12/2022验证系统在不同安装条件下热扩散后现象以及产生的热量、烟、热流量和气体的成分在模组测试级别基础上模拟实际安装条件 模拟墙壁 电池热失控对周围环境的影响 出口处的热流测量 爆燃及爆炸现象 复燃现象必要的消防措施和样品处理不容忽视的可燃气体爆燃风险 10TV南德意志大中华集团 9/12/20222019年4月19日，美国亚利桑那州的公共服务公用事业公司（APS）大规模电池储能项目发生连续热失控后，由可燃气体引起爆炸，四名职业消防员受伤。由可燃气体引起爆燃的可能性更加难以确定。https:/www.nfpa.org/New

6、s-and-Research/Publications-and-media/NFPA-Journal/2020/September-October-2020/News-and-Analysis/Dispatches/ESS-Reports是不是系统和安装级别的UL9540A的性能标准都满足就可以了？11TV南德意志大中华集团 9/12/2022(q+V),cqV,c0c=c0V(1-exp(-(q+V)t/M)/(q+V)c:箱内泄压气体浓度；(%)c0:初始泄压气体浓度；(