7-9月8日下午：检测认证专场北美储能电池和系统最新法规和标准更新介绍_乐艳飞_21页_870kb

北美储能电池和系统最新法规和标准更新总结

核心内容

北美地区针对储能电池和系统的安全标准与法规持续更新，旨在提升储能系统的安全性，降低火灾和爆炸风险，并确保其在各种应用场景下的合规性。主要涉及的法规和标准包括 NFPA 855、UL 9540、UL 9540A 和 UL 1973，它们分别从安装、评估和产品安全角度对储能系统进行规范。

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主要法规与标准更新动态

1. NFPA 855 更新动态

• 目的：提出储能系统安装的最低安全要求，以减轻与电池储能系统相关的火灾和爆燃风险。
• 适用范围：涵盖电化学储能系统，尤其是1kWh以上家储和20kWh以上的非家储锂离子电池储能系统。
• 更新内容：
  • 增加爆炸控制条款；
  • 扩展至安装房间和步入式设备以外；
  • 需要通过UL 9540A测试验证；
  • 澄清喷淋灭火器要求；
  • 存储章节修订，解决锂离子和锂金属电池存储问题；
  • 附录信息更新，修订锂离子电池ESS安全考虑。

2. UL 9540 更新动态

• 标准名称：Energy Storage Systems and Equipment
• 版本：2020年第二版
• 适用范围：
  • 评估并网、离网储能系统，包括家储和电力储能；
  • 覆盖电化学、机械、热和化学储能；
  • 被NFPA 70、NFPA 855、ICC IFC、ICC IRC、UL 9540A、IEC 62933-5-2等标准引用；
  • ESS尺寸和安装限值需与安装规范协同。
• 更新提议：
  • 引入AC ESS和DC ESS概念；
  • 更新标签和说明书要求；
  • 增加爆炸控制条款；
  • 添加外部警告通信系统；
  • 增加热能储能系统条款和测试；
  • 机械储能系统测试更新；
  • 清洁气体直喷灭火系统要求；
  • 远程软件更新要求；
  • 其他测试方法修订。

3. UL 9540A 更新动态

• 标准名称：Test Method for Evaluating Thermal Runaway
• 版本：2019年第四版
• 适用范围：
  • 评估电池储能系统热失控引发的火灾蔓延和爆炸特性；
  • 适用于超过NFPA 855安装限制的ESS，包括家储（>1kWh）和非家储（>20kWh）锂电池储能系统。
• 测试层级：
  • Cell Level：测试电芯是否发生热失控，获取气体成分和体积，确定燃烧性参数（LFL、Su、Pmax）。
  • Module Level：评估热失控传播能力、起火或爆炸风险、热释放率、烟雾释放率、气体成分和体积。
  • Unit Level：测试火是否传播到单元外、墙壁、目标单元、出口路径的温度和热通量、爆燃/复燃现象、热释放率、气体成分和体积。
  • Installation Level：评估火是否蔓延到测试房间外、墙壁、目标单元、出口路径的温度和热通量、爆燃/爆炸/复燃情况、气体成分和体积、消防系统有效性。
• 更新预期：
  • 在单元级测试中增加氢气测量要求；
  • 允许连续加热直到电芯热失控；
  • 澄清8.2测试方法中电芯间的热扩散；
  • 修订模块级性能符合判据；
  • 修订铅酸和镍镉电池的热失控测试方法；
  • 增加集装箱系统单元测试和安装级测试；
  • 增加高温钠电池的测试程序；
  • 其他测试方法修订。

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UL 1973 第3版更新介绍

1. 标准名称与适用范围

• 标准名称：Batteries for Use in Stationary and Motive Auxiliary Power Applications
• 版本：2022年2月25日发布
• 适用范围：
  • 涵盖固定式储能、车辆辅助电源（如房车照明、电器供电）和轻型电轨应用；
  • 包括电芯、模块、电池包和电池系统；
  • 不限制电池类型，适用于锂、镍、钠、铅酸、高温电池、液流电池、机械替换式金属空气电池等。

2. 主要更新内容

• 增加VAP（车辆辅助电源）电池要求；
• 修订振动、冲击、挤压、温度循环测试；
• 修订功能安全要求，明确保护范围（充放电温度、电压、电流上限）；
• 增加功能安全评估等级，如UL60730-1 Class B；
• 修订电气间距要求，可参考UL62368-1和IEC60664-1；
• 固定储能默认OVC III，VAP默认OVC II；
• 修订锂电池芯和锂金属电芯要求；
• 增加钠离子电芯、金属空气电堆等要求；
• 更改标准标题。

3. 测试新增与修订

• 新增测试项目：
  • 高速充电测试（High Rate Charge）；
  • 放电过程中过载测试（Overload Under Discharge）；
  • 电磁兼容性测试（Electromagnetic Immunity Tests）；
  • 低压变压器评估（Low voltage transformer evaluation）。
• 修订测试项目：
  • 短路测试（Short Circuit Test）；
  • 绝缘电压测试（Dielectric Voltage Withstand Test）；
  • 振动、冲击、挤压、温度循环测试（适用于VAP应用）；
  • 墙壁安装装置、支撑结构和把手测试（Wall Mount Fixture/Support Structure/Handle Test）。

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总结

北美地区对储能电池和系统的安全标准持续完善，以应对日益增长的储能需求和潜在的安全风险。NFPA 855 侧重于安装规范，UL 9540 与 UL 9540A 聚焦于安全评估和热失控测试，而 UL 1973 则覆盖了多种电池类型在固定和车辆辅助电源中的应用。这些更新不仅提高了储能系统的安全性和可靠性，也推动了行业标准的国际化与规范化。