UL9540A第四版储能系统电芯测试问题解答

作为加拿大和美国双国家标准，ANSI/CAN/UL9540A:2019评估储能系统热失控火蔓延情况的测试方法得到行业和组织的广泛认可和采纳。电芯的本质安全，乃至整个系统层面的安全，较大程度还是取决于其自身。在电芯测试实践中，操作层面上难免有些值得商榷的余地，对此，DEKRA德凯整理了以下电芯层级测试实践中的常见问题。

问：电池热失控的引发方式有很多，如采用过充、针刺、加热。采用哪种方式触发电池热失控一致性比较好？

答：需要结合电池的类型（如磷酸铁锂、三元）、形状（如方形、圆柱、软包）、容量大小及实验室的客观条件等综合考虑。一般选用较多的触发方式是加热，包括发热丝、发热薄片及发热板的形式。

问：标准指出连续三次样品热失控状态一致，即可进行气体收集测试。如果不一致，需要重复测试吗？需要几只电芯完成热失控进行气体测试？

答：为了验证电芯热失控表现及其一致性，标准规范了四个电芯样品。如果不一致，需要排查导致不一致的原因，如不同的触发方式。原则上，需要确保连续的四个电芯样品用同样的触发方式。气体收集试验一般使用一个电芯样品。

问：UL9540A测试过程中，哪些因素是影响认证周期的关键？

答：一般在电芯热失控触发、热失控与否、热失控一致性验证、气体收集、气体分析等环节有较大的不确定性，可能导致试验过程的暂停、延误、反复或失败。

问：UL9540A电芯测试的结果对模组、电柜、安装四个层级测试有哪些影响？

答：标准规范的思路是从电芯到模组、电柜以及安装层级，一共分为四个层级。电芯的测试结果从某种意义上来说，会直接影响甚至决定更高层级的安全和判定。如电芯层级不发生热失控且根据ASTM E918验证其泄放的气体在空气中不可燃，则无需进一步考虑如模组级别的热失控测试。

问：电芯的测试实际结果，如电芯触发热失控温度、电芯热失控排气温度、气体成分、排气量、气体可燃性下限、气体燃烧速率、气体最大爆炸压力这些参数，对模组、电柜、安装层级的测试有哪些影响？

答：如上提到标准规范的四个层级，基本思路是低一层级的测试结果直接影响高一层级的测试与否及测试结果。当电芯层级验证到的热失控并记录如上结果参数和特征，在进行模组层级验证时，需要考虑放热率、可燃气体产生及成分数据、排烟率和总排烟量、观测飞溅物或爆炸性气体排放、观测火花、电弧或其他电事件、识别并定位模块内出现热失控的电芯、火焰扩展和持续时间的位置等，也和电芯层级固有的特性直接相关或决定性的因素较多。

问：怎么判定电芯已经发生热失控？电芯热失控一定会起火吗？

答：参考以下标准原图可看出，对电芯表面加热速率要求为每分钟4至7 °C，当电芯表面温度变化速率超过外部热源的变化速率时，则判定为热失控。电芯热失控不一定会起火。

审核编辑：汤梓红